李翠花
(中建新疆建工路橋工程有限公司,新疆 烏魯木齊 830054)
透層是為了使瀝青面層與半剛性基層結合良好,滿足路面層間連續,在基層上澆灑液體石油瀝青(煤油稀釋瀝青)、煤瀝青或乳化瀝青而形成的透入基層表面的瀝青層。半剛性基層必須澆灑透層,以保證面層與基層具有良好的結合面,而封層則是解決瀝青路面水損害的一個重要措施。
透層瀝青的品種和用量應根據基層的種類通過試灑確定,并符合規范要求。材料選取時,對于表面致密、滲透性差的半剛性基層,宜采用滲透性好的較稀的透層瀝青,如液體瀝青(煤油稀釋瀝青)等;對于表面粗糙、滲透性好的級配碎石等粒料基層,宜采用較稠的透層瀝青,如液體瀝青、煤瀝青等,并宜適當增加用量。透層瀝青的粘度可通過調節稀釋劑的用量或乳化瀝青的濃度得到。對于半剛性基層的透入深度宜不小于5mm,對于柔性基層宜不小于10mm,并與基層聯結為整體。
透層可在半剛性基層施工結束且表面稍干后或覆蓋養生結束后澆灑。當基層完工時間較長,表面過分干燥時,應對基層進行清掃,在基層表面少量均勻灑水,并待表面稍干后澆灑透層瀝青。在無結合料粒料基層上灑布透層瀝青時,宜在施工結束干燥后澆灑,并應在鋪筑面層前滲透固結完畢。透層瀝青灑布應采用智能瀝青灑布車噴灑,保證噴灑均勻。
澆灑透層瀝青應符合下列要求:澆灑透層前,將路面清掃干凈,對路緣石及人工構造物應適當防護,以防污染。透層瀝青灑布后應不致流淌,滲透入基層一定深度,不得在表面形成油皮。透層應不致在運料車和攤鋪機作用下粘起、揭皮而遭破壞。當發現透層瀝青不能滲入基層要求的深度或有油皮時,應更換透層瀝青或增加稀釋劑。如遇大風或即將降雨時,不得澆灑透層瀝青。氣溫低于10℃時,不宜澆灑透層瀝青。透層瀝青應按用量一次澆灑均勻,噴灑過量的部位應撒布吸油用的石屑或砂,必要時可以適當碾壓。澆灑透層瀝青后至完全滲透入基層前,嚴禁車輛和行人通過。鋪筑瀝青面層前如發現局部地方透層瀝青剝落,應予以修補。
工程實踐表明,透層的質量除了與材料有關外,另一個主要因素就是灑布量和均勻性。以前的高速公路多采用國產的帶排檔的灑油車,由于灑油量不易控制,且最低灑布量受到限制,為此有的高速公路采用人工灑布,如京滬高速公路河北段。這雖然解決了較小灑布量的問題,但隨意性、不均勻性又凸現出來。目前,我國引進生產了智能型瀝青灑布車,該設備灑布量、寬度自動控制、靈敏度較高,解決了透層油灑布量小、不均勻的問題。對于高速公路,要求施工單位必須采用智能灑布車施工。
封層分為上封層和下封層:中上瀝青面層之間的稱為上封層;半剛性基層上、瀝青底面層下的為下封層。封層施工材料適宜采用高粘結力的改性瀝青,其60℃粘度不小于2 000Pa·s,軟化點不低于75℃。石料宜選擇大體均勻一致、單一粒徑的石灰巖,對集料中的超粒徑顆粒必須篩除。
封層改性瀝青的灑布量與石料規格應通過實驗確定,一般情況下改性瀝青上封層灑布量為1.0/m2,使用8~10mm集料,下封層灑布量為1.5/m2,使用8~12mm集料。石料與改性瀝青的粘結力要求達到5級,不能達到要求的集料要用消石灰預處理。鋪設封層時的下臥層表面必須徹底清掃干凈,保持表面整潔。將集料或預拌集料均勻地撒布在改性瀝青上,覆蓋率宜控制在55%~65%,其用量根據設計厚度和石料粒徑確定。通過采用輕型壓路機碾壓,將集料壓入瀝青層中,改性瀝青向上擠出,要求擠出的改性瀝青大體上達到集料1/3~1/2的高度,且集料嵌擠良好。
水損害是瀝青路面早期損害的主要類型之一,表現為瀝青路面在水和車輛荷載的作用下發生的唧漿、坑槽、松散、龜裂等破壞。產生水損害的內因:一是瀝青混凝土的空隙較大和壓實度不足,新建路面的實際空隙率如大于7%,則屬于半透水結構,想做到一點不滲水很困難;二是瀝青與碎石的粘結力不足;三是路面設計中路面結構排水和防水層的設計不夠。外因是降水及大量車輛(特別是載重貨車高速行駛)。一些交通量較小的高速公路,其瀝青路面水破壞現象明顯少。采用密級配瀝青混凝土路面的水損壞,明顯少于透水性較大級配瀝青混凝土路面。解決水損害的一個重要措施是設置封層(防水層)。
瀝青路面承受著大氣溫度環境的影響。邢臨高速公路所處地區冬季最低氣溫為-21.6℃,夏季極端最高氣溫為41.8℃,且連續高溫天數可達1周左右,路面溫度更高。瀝青屬于溫度敏感性材料,遇熱變軟,失去力學能力。探索把水封堵在路面之外,而又不影響表面層其他功能,一直是工程技術管理人員思考、研究的問題。
改性瀝青技術和噴灑設備的發展為把雨水封堵在瀝青層之外提供了技術支持。瀝青材料防水,首先需要解決抵抗高溫變形性能。改性瀝青將軟化點提高到70~80℃,是比較成熟的技術。這樣就可以把瀝青防水層移到上、中面層之間,一方面阻止雨水往下滲透,使中、下面層免受水害之苦,另一方面,保留了表面層的功能,同時由于表面層較薄,水分散發較快,影響時間短。熱噴改性瀝青封層中要注意改性瀝青各項指標的匹配。使用SBS改性劑,調高了軟化點,延度也相應減小,但要采取技術措施,或調整基質瀝青與改性劑匹配性,使5℃低溫延度不小于30cm;否則,瀝青太稠,即使有加溫裝置,瀝青也不易噴出,或噴出的瀝青霧化不好,呈條帶狀分布,均勻性差,影響封層質量。熱噴改性瀝青封層在河北省應用已有兩三年的歷史,實例證明,沒出現質量問題。不過,鑒于這是一項新技術,考慮到應用時間不長,技術數據不多,且瀝青層離路面表面太近,瀝青太多容易引起其他病害,邢臨高速公路上封層用量選用1.0kg/m2。
下封層設在半剛性基層和瀝青面層之間,一是封堵面層滲水,二是增加基層和面層的連接,三是可作為應力吸收層,削減剛、柔層應力傳遞遞差,四是提供面層施工的良好界面。下封層一般采用層鋪法表面處治或稀漿封層法施工。由于改性瀝青的溫度適應性更強,熱噴改性瀝青封層技術逐步發展起來。其主要優點是:具有較強的抵抗高溫變形能力,改性瀝青軟化點要求大于75℃;具有抗低溫裂縫能力。改性瀝青噴灑量為1.5~2kg/m2,相當于1.5~2.0mm的瀝青薄膜,對適應半剛性基層裂縫的適應性較強。
熱噴改性瀝青后,立即撒布單一粒徑的礦料,為后續攤鋪作業提供良好的作業面。改性瀝青在夏季高溫天氣下,呈現彈軟狀態,如果不撒石料隔離,在重載車和攤鋪機的作用下,大部分要被車輪粘起,所以石料用量是滿足不被粘輪的最小用量。為了防止石料重疊,選用單一粒徑石料。粒徑大小應根據瀝青灑布量而定,以滿足攤鋪上面層后,石料全部裹覆瀝青為宜。
公路建設必須使瀝青路面各結構層連續,從而有效確保路面的受力狀況與設計一致,使用壽命達到設計年限。由于路面基層厚度較大,同屬半剛性材料,層間連續容易形成。瀝青路面面層各結構層彈性模量變化較小,膠結料瀝青自身具有粘性,層間連續也容易達到。于是,半剛性基層與柔性面層的結合成為突出問題,需要引起工程技術人員的重視。
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