陳清波

（深圳市前海建設(shè)投資控股集團有限公司，廣東 深圳518000）

引言

廣東省位于我國南方亞熱帶濕熱地區(qū)，夏季高溫多雨，在瀝青路面倒裝結(jié)構(gòu)[1]級配碎石施工過程中不可避免雨水下滲，結(jié)合廣河高速惠州段施工過程數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，雨水的滲入導(dǎo)致級配碎石基層未在最佳含水率下達到最大的密實程度，同時雨水潤滑了級配碎石間的接觸面，直接影響了級配碎石的穩(wěn)定性，并造成級配碎石混合料結(jié)構(gòu)強度的降低，彎沉值隨之增大。

為避免雨季施工時雨水的下滲，可在級配碎石層頂面設(shè)置上封層[2]，在水泥穩(wěn)定粒料類底基層頂面設(shè)置下封層，將路表下滲的雨水阻止在上封層而不繼續(xù)下滲。級配碎石過渡層上封層目前相關(guān)施工經(jīng)驗缺乏，認識不夠，還需要結(jié)合工程實際進行總結(jié)，通過仁博高速新博段設(shè)置對比方案試驗段，為上封層的設(shè)置型式和施工工藝積累經(jīng)驗。

1 降水對級配碎石過渡層施工工藝的影響

1.1 不同施工天氣對各結(jié)構(gòu)層彎沉的影響分析

以廣河高速惠州段[3]為例進行分析，該項目采用倒裝式瀝青路面結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)型式為4 cm 改性瀝青Sup-12.5+7 cm 改性瀝青Sup-19+8 cm 普通瀝青Sup-25+9 cm 普通瀝青ATB-25+32 cm 級配碎石+15 cm 水泥穩(wěn)定碎石基層。結(jié)合路面施工彎沉檢測結(jié)果數(shù)據(jù)，對雨天和晴天施工路段的彎沉值進行統(tǒng)計分析，見圖1～圖3。

由圖1～圖3 分析可知：

圖1 級配碎石下基層不同路段彎沉代表值統(tǒng)計

圖2 ATB 上基層不同路段彎沉代表值統(tǒng)計

圖3 下面層不同路段彎沉代表值統(tǒng)計

（1） 廣河高速惠州段路面大多數(shù)路段結(jié)構(gòu)層在施工期間多為晴、雨交錯天氣，能夠及時排出路面結(jié)構(gòu)的雨水是提高路面結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的保證。

（2） 大多數(shù)路段結(jié)構(gòu)層在施工后，結(jié)構(gòu)層內(nèi)滲入有較多的雨水，特別是在雨天與晴天多次交錯期間。

（3） 連續(xù)晴天或者施工較長時間后進行彎沉檢測，其結(jié)果普遍優(yōu)于雨后或施工后較短時間內(nèi)檢測的結(jié)果，說明該項目采用的路面結(jié)構(gòu)型式其結(jié)構(gòu)層頂面彎沉對水較為敏感。

1.2 相同路段不同檢測時間彎沉代表值變化分析

為了進一步分析雨水對路面結(jié)構(gòu)彎沉的影響程度，將相同路段不同路面瀝青層、不同時間的彎沉代表值進行統(tǒng)計，見圖4～圖6。

圖4 ATB 上基層不同時間彎沉代表值統(tǒng)計

圖5 瀝青下面層不同時間彎沉代表值統(tǒng)計

圖6 瀝青中面層不同時間彎沉代表值統(tǒng)計

分析圖4～圖6 可知：

對同一結(jié)構(gòu)層頂面、不同時間段進行彎沉檢測，其結(jié)果存在較大的差異，ATB 上基層前后彎沉下降率為22%，瀝青下面層前后彎沉下降率為54%，瀝青中面層前后彎沉下降率為38%。瀝青結(jié)構(gòu)層隨完工時間的增長，其彎沉值也隨之降低，瀝青下面層在6 月2日施工完后的彎沉實測結(jié)果為95.9（0.01 mm），而到7 月29 號的彎沉實測結(jié)果為44.1（0.01 mm），彎沉減小51.8（0.01 mm）。

說明結(jié)構(gòu)強度與路面各層模量或結(jié)構(gòu)層內(nèi)材料含水量密切相關(guān)，結(jié)合路面施工經(jīng)驗，分析得出水是影響路面結(jié)構(gòu)層頂面彎沉變化的主要因素。雨季施工時，由于雨水的滲入導(dǎo)致級配碎石基層未在最佳含水率下達到最大的密實程度，同時潤滑了級配碎石間的接觸面，直接影響級配碎石的穩(wěn)定性，并造成級配碎石結(jié)構(gòu)強度的降低，彎沉值隨之增大。

2 級配碎石過渡層上封層防水施工工藝研究

2.1 級配碎石基層上封層[4]試驗方案

級配碎石屬于無結(jié)合料材料，靠級配設(shè)計來提高并達到設(shè)計強度，這種材料特性致使級配碎石的溫縮、干縮系數(shù)低，對溫度和濕度敏感性弱，不容易因溫度和濕度產(chǎn)生裂縫，但隨之而來的是基層表面易松散、易遭受破壞。因此，級配碎石基層上封層的主要作用是防水，充分發(fā)揮在施工期間的臨時防水作用，減少降雨對級配結(jié)構(gòu)破壞，同時減少雨水進入級配碎石內(nèi)部而影響后續(xù)的瀝青層的碾壓和路面的整體強度。

目前我國級配碎石上封層主要有灑透層油+碎石、灑透層油+粘層+碎石或直接灑透層油等不同的做法，因《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》[5]、《公路路面基層施工技術(shù)細則》[6]中對于級配碎石上封層的設(shè)置的規(guī)定不是很明確，需要通過試驗路段來確定設(shè)置上封層方案，試驗路段采用表1 所示的4 種型式。

2.2 試驗段試驗效果對比分析

試驗路段完成后，持續(xù)4 個小時大雨，降雨量46.2 mm，大雨后各試驗方案路段的沖刷情況如下。

方案一∶除邊部匯水位置的部分碎石被沖刷之外，絕大部分保持了施工撒布后的狀態(tài)，說明撒布的碎石和灑布的油之間粘結(jié)良好，可以在一次暴雨中留存下來，繼續(xù)保護級配碎石過渡層。邊部開挖目測無水。方案一試驗段見圖7。

圖7 方案一試驗段

方案二：與方案一相比，沒有粘層油，瀝青預(yù)拌碎石明顯和透層油之間的粘結(jié)不足以抵抗雨水的沖刷，碎石被雨水沖運到較低的位置積聚，并因此抬高了水位。當(dāng)雨水從泄水孔流出時，流水的沖擊力帶走了整個級配碎石上封層，導(dǎo)致上封層失效。開挖級配碎石過渡層發(fā)現(xiàn)，級配碎石過渡層中浸滿了水，證明保護層保護失效。邊部開挖目測有水。方案二試驗段見圖8。

圖8 方案二試驗段

方案三：與方案一相比，撒布碎石的積聚程度不同。保護層整體良好，碎石有積聚現(xiàn)象。兩種方案從雨后的情況來看，方案一更好，這說明粘層油在組成級配碎石過渡上封層中尤為重要。邊部開挖目測無水，但處于過濕狀態(tài)。方案三試驗段見圖9。

圖9 方案三試驗段

方案四：撒布料積聚嚴重，已隨水波聚成條狀，失去了施工防粘的作用，不利于下一步的施工。若在此條件下進行下一工序的施工，級配碎石上封層由于磨損或粘走而破壞，導(dǎo)致級配碎石上封層失效。邊部開挖目測無水。方案一四試驗段見圖10。

圖10 方案四試驗段

根據(jù)以上試驗方案結(jié)果可見，方案一的抗雨水沖刷效果最佳，方案三次之，方案四再次，方案二效果最差。被破壞的部位也有所區(qū)別，方案三和方案二的主要破壞發(fā)生在邊部；方案四主要破壞發(fā)生在全斷面，呈45°。各試驗方案防水效果對比見表1。

表1 試驗段型式及防水效果

3 結(jié)論

（1） 水是影響路面結(jié)構(gòu)層頂面彎沉變化的主要因素。雨季施工時，由于雨水的滲入導(dǎo)致級配碎石基層未在最佳含水率下達到最大的密實程度，同時潤滑了級配碎石間的接觸面，直接影響了級配碎石的穩(wěn)定性，并造成級配碎石混合料結(jié)構(gòu)強度的降低，彎沉值隨之增大。

（2） 結(jié)合各方案試驗段效果分析，透層油有固化級配碎石過渡層表面松散體的作用；粘層油有對透層油鞏固和加強的作用，同時起到了防止水流下滲的作用；撒布的預(yù)拌碎石有減緩水流速度的作用，當(dāng)水流速度下降時，沖刷力減少，沖毀下封層的能力減弱。這一系列作用的疊加和匯聚，成就了方案一的防水效果。

（3） 通過試驗段效果對比和分析，上封層采用“透層+粘層+瀝青預(yù)拌碎石”的型式，防水性能好，灑布后與撒鋪瀝青粘結(jié)良好，施工車輛輪跡處未出現(xiàn)掉粒現(xiàn)象，基本滿足施工需求。