賈小平

（山西路橋第二工程有限公司分公司，山西 臨汾 041051）

眾所周知，由于半剛性基層具有較高的整體強(qiáng)度（包括抗壓和抗疲勞強(qiáng)度）、較強(qiáng)的荷載擴(kuò)散能力、良好的水穩(wěn)定性、吸收路上行車振動(dòng)荷載能力優(yōu)越而成為目前國(guó)內(nèi)外瀝青路面基層的首選結(jié)構(gòu)。如筆者所在山西地區(qū)的高等級(jí)道路（包括瀝青混凝土和水泥混凝土路面）大多采用以水泥穩(wěn)定碎石和二灰穩(wěn)定碎石兩種配比材料鋪筑高等級(jí)道路，特別是高速公路的半剛性基層，收到了良好的效果。

1 問題的提出

在瀝青路面的結(jié)構(gòu)層中，半剛性基層的主要作用是承載上部荷載（包括道路自身和行車荷載）和抵抗道路變形的任務(wù)，而瀝青面層主要起到基層封閉（防止水毀）和抵抗車輛磨耗的作用，同時(shí)也是上部行車振動(dòng)荷載的主要吸收帶。這種基層和面層的有機(jī)結(jié)合構(gòu)成了高等級(jí)道路的主要受力特征，為道路的正常服務(wù)創(chuàng)造了基礎(chǔ)。有鑒于此，半剛性基層和面層在道路中相輔相成，沒有前者，則道路就沒有承重結(jié)構(gòu)；而沒有后者，則道路就失去了主要的防水和避振功能。同時(shí)，它們必須良好地結(jié)合成一個(gè)有機(jī)的整體，才能完成各自承擔(dān)的“角色”。筆者曾因工作需要在山西大（同）運(yùn)（城）高速大同區(qū)段進(jìn)行道路病害的專題調(diào)研，發(fā)現(xiàn)高速公路有些路段出現(xiàn)的以面層材料松散、坑槽和縱橫網(wǎng)裂為代表的早期損壞，其下部道路基層卻基本完好，但這些路面病害若不及時(shí)修補(bǔ)，則下部道路基層由于失去了封閉和磨耗的保護(hù)，必然會(huì)加速損壞而傷及道路基礎(chǔ)[1]。這些道路損壞的形成原因固然多種多樣，但鑒于大多病害的基層尚未損壞分析，基層和面層沒有有機(jī)結(jié)合而形成一個(gè)良好的受力整體是主要原因。由此引起的下述結(jié)果是顯而易見的。

a）面層失去了承重基礎(chǔ)，在車輛碾壓下出現(xiàn)破壞。

b）由于面層的損壞，半剛性基層的某些缺陷很容易影響到面層上，使其出現(xiàn)各種縱橫反射裂縫損壞。

c）當(dāng)面層的裂縫大量出現(xiàn)和聚集時(shí)，極易形成路面的松散和坑槽[2]，而坑槽的四壁和底部會(huì)與行車車輪直接接觸，從而加劇行車對(duì)路面的碾壓沖擊，這種沖擊必然會(huì)引起坑槽周圍路面及道路下部基層的加速破壞。

有鑒于此，基層和面層能否良好結(jié)合已成為高等級(jí)道路，特別是高速公路早期損壞和影響其服務(wù)壽命的關(guān)鍵之一，必須引起道路設(shè)計(jì)、施工和管理養(yǎng)護(hù)部門的高度重視。

2 透層油的灑布是基層和面層良好結(jié)合的關(guān)鍵

瀝青混凝土材料是以較高的溫度和一定的初壓指標(biāo)由攤鋪機(jī)攤鋪在基層上，后經(jīng)壓實(shí)而達(dá)到一定的密實(shí)度（通常為96%以上）后最終形成瀝青混凝土路面。在這個(gè)過程中，道路基層是在常溫下接受高溫瀝青混凝土材料在其上部的攤鋪。雖然此時(shí)的瀝青混凝土材料溫度較高（150℃～170℃），但畢竟是一種固態(tài)或固—液混合體物質(zhì)，當(dāng)其與完全固態(tài)且為常溫狀態(tài)的基層接觸時(shí)，很難使它們完全結(jié)合在一起。為了實(shí)現(xiàn)它們的良好結(jié)合，在它們之間灑布透層油是十分必要的。在常溫下，透層油呈現(xiàn)液態(tài)，是一種較為典型的有機(jī)物質(zhì)，因此可與下部半剛性基層和上部瀝青混凝土材料良好混融，這種“承上啟下”的作用提供了基層和面層有機(jī)結(jié)合的良好條件。另外，透層油能夠滲入基層一定的深度，使基層材料形成更為穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。

3 透層油油品的種類及優(yōu)選

目前，道路基礎(chǔ)大多為半剛性基層，由于壓實(shí)后的致密性較高（壓實(shí)密實(shí)度大于等于95%），為了更好地實(shí)現(xiàn)透層油的作用，透層油油品應(yīng)具有良好的滲透能力和常溫下的黏結(jié)性能。若僅考慮滲透能力，則首選煤瀝青，但煤瀝青的融點(diǎn)較低且毒性較大，故在高等級(jí)道路施工中很少使用。目前國(guó)內(nèi)外由于透層油的油品大多為含水量為50%左右的乳化石油瀝青和低濃度液體瀝青。近年來，隨著高性能瀝青材料的技術(shù)進(jìn)步，改性瀝青已突破難以乳化的技術(shù)瓶頸開始大規(guī)模進(jìn)入高等級(jí)道路，特別是高速公路施工領(lǐng)域。改性乳化瀝青不僅具有良好的滲透能力，而且具有更好的黏度性能。筆者參與施工的山西“三縱十二橫十二環(huán)”陸路大動(dòng)脈之一的臨（汾）吉（縣）高速即以改性乳化瀝青（以山西省交通科學(xué)研究院的相關(guān)科研成果及專用設(shè)備在臨汾公路分局材料基地加工生產(chǎn)）為透層油。這種透層油經(jīng)過高剪切膠體磨的加工，可使改性乳化瀝青的微觀顆粒達(dá)到5μ以下，因而滲透能力更佳。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，以改性乳化瀝青做半剛性基層與上部瀝青混凝土面層的黏結(jié)材料，可使其黏結(jié)強(qiáng)度提高3～4倍。自臨吉高速2010年建成通車以來，至今沒有發(fā)現(xiàn)因道路基層和面層黏結(jié)不良產(chǎn)生的錯(cuò)位、松散和網(wǎng)裂等病害，使道路的早期損壞得到了有效遏制。同時(shí)，基層與面層的良好結(jié)合有效提高了道路的整體承載強(qiáng)度。實(shí)體工程應(yīng)用效果顯示，改性乳化瀝青（以SBS為改性劑）是目前國(guó)內(nèi)外道路工程透層油的首選油品，它的應(yīng)用對(duì)于提高高等級(jí)道路的施工質(zhì)量和使用效果具有重要意義。

4 透層油的灑布量

透層油的基本功能是保證和提高基層與面層的良好結(jié)合，其灑布量的大小會(huì)直接影響其作業(yè)效果。若灑布量過小，將難以形成連續(xù)的灑布面，結(jié)果造成滲透深度不足且基層與面層的結(jié)合不均；灑布量過大則會(huì)在基層表面形成較厚的油膜，易使基層與面層產(chǎn)生不應(yīng)有的滑移。目前，道路施工規(guī)范給定的透層油的灑布量范圍較大，具體實(shí)施時(shí)應(yīng)根據(jù)具體情況（如基層的礦料級(jí)配、透層油的品質(zhì)及環(huán)境溫度等）以試驗(yàn)結(jié)論決定。對(duì)一般高等級(jí)道路的水穩(wěn)基層表面，筆者建議透層油的灑布厚度應(yīng)為0.5～0.8 mm為宜。相對(duì)透層油灑布車的灑布系統(tǒng)，其灑布系統(tǒng)的流量（即車載油泵，通常采用齒輪泵的泵送流量）應(yīng)以式（1）進(jìn)行核定：

式中：Q為灑布系統(tǒng)的額定流量，L/min；k為單位換算系數(shù)，取166.7；v為灑布車作業(yè)時(shí)的行車速度，km/h；b為灑布車的作業(yè)寬度，m；h為透層油的灑布厚度，mm；ηV為灑布系統(tǒng)的容積效率，可取0.85～0.90。

5 透層油的灑布時(shí)機(jī)及作業(yè)注意事項(xiàng)

半剛性基層施工完成后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行透層油的灑布作業(yè)，否則會(huì)產(chǎn)生諸多問題，主要是：

a）道路施工往往在炎熱和干燥的季節(jié)進(jìn)行，半剛性基層表面若不能盡快封閉，勢(shì)必造成表層材料中的水分很快蒸發(fā)（雖然可采用灑水作業(yè)，但這種工藝的實(shí)際效果往往并不理想，更難做到充分），其結(jié)果必然會(huì)使穩(wěn)定基層表面在工程車輛的反復(fù)碾壓和自然光候影響下出現(xiàn)大量松散顆粒，給后續(xù)作業(yè)帶來隱患。

b）隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，半剛性基層表面的致密程度會(huì)逐漸增大，會(huì)對(duì)透層油的滲入帶來阻滯，進(jìn)而影響其工程效果。

有鑒于此，透層油的灑布時(shí)機(jī)十分重要，除非因氣候原因難以施工，一般情況下透層油的灑布必須在水泥穩(wěn)定基層施工結(jié)束24～30 h之間完成作業(yè)。

透層油的灑布應(yīng)保證一次完成，因?yàn)槿粼俅螄姙?，只能增加表面油膜厚度而基本沒有滲透效果。若因機(jī)械故障等原因使透層油的灑布不連續(xù)或局部斷灑，則應(yīng)采取人工作業(yè)進(jìn)行局部補(bǔ)灑。

6 小結(jié)

半剛性基層表面的透層油灑布是保證高等級(jí)道路施工質(zhì)量的重要工序，但透層油種類和材料摻配比例多種多樣，而半剛性基層因材料組成和礦料級(jí)配的不同使得透層油的滲透效果也有一定差異，因此作業(yè)時(shí)應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況進(jìn)行分析以確定最佳作業(yè)方案。