基于提高瀝青混凝土路面層間粘結力探究

劉麗平

（湖南建工交通建設有限公司，湖南 長沙 410000）

0 前言

瀝青混凝土路面是當前我國常見的公路路面形式，憑借著良好的耐磨性和穩定性優勢，得到廣泛應用。由于自身特性，在瀝青層和基層摩阻力要遠遠大于瀝青混合料自身，而層間抗剪能力不足，將在很大程度上制約了瀝青混凝土路面整體強度。如果路面水平剪切力較大，路面會出現位移、車轍等病害，影響到路面行車安全和路面使用壽命。如果瀝青混凝土層間粘結力不足，可能出現層底拉應力過于集中，增加路面開裂幾率，破壞路面整體結構。所以，為了保證瀝青混凝土路面水平抗剪能力，應該進一步提升層間粘結力，從而提升瀝青混凝土路面質量，延長使用壽命。

1 瀝青混凝土粘結層分析

1.1 粘結層分類

瀝青混凝土粘結層分類主要包括以下幾種類型：（1）下封層：主要應用在潮濕區域的一級公路和高速公路，此類粘結層層間空隙較大，容易出現雨水滲透，侵蝕公路基層，如果未能得到及時解決和處理，將會出現更為嚴重的病害，影響到路面正常行車。如果公路出現滲水嚴重，但是必須開放交通，可以在噴撒透層油后鋪筑下封層。對于下封層的瀝青油石比大概在7.5%～13.5%范圍內，石料用量最小為5.4kg/m2，最大為8.1kg/m2；選擇II 級配礦料，稀漿封層攪拌和攤鋪工藝，并做好后期養護[1]。（2）粘層：是指兩層以上的熱拌熱鋪瀝青混合料路面，下層瀝青已經被污染或破壞，在上面層鋪筑前撒鋪粘層。瀝青用量大概為0.3L/m2～0.5L/m2，采用噴撒工藝處理。（3）透層：瀝青混凝土路面水泥穩定級配砂礫和碎石基層，以及石灰、水泥和粉煤灰。其中石料用量2kg/m2～3kg/m2，瀝青用量0.7kg/m2～1.1kg/m2。撒料后充分碾壓，保證路面壓實。

圖1 瀝青混凝土路面層

1.2 粘結層受力分析

粘結層主要是將瀝青上層和下層粘結起來，將上層荷載傳遞到下層面層，規范化施工，避免出現分層和滑移問題。結合相關研究可以了解到，溫度在60℃左右時，瀝青用量會大幅度增加，而瀝青混凝土面層的抗剪強度也會增加。這一現象主要是由于瀝青混凝土基底充分夯實后，基底表面與瀝青混凝土充分接觸，但是骨料和基底的接觸摩擦會產生抗剪強度，隨著瀝青用量增加，骨料和基底接觸面積進一步擴大，瀝青混凝土的抗剪強度大大提升。

粘結層瀝青厚度如果大于紋理深度，瀝青混凝土粘結層的粘結力會下降，在外力夯實作用下擠出混凝土，然后瀝青混凝土粘結層的粘結力趨于穩定。如果溫度為30℃，由于溫度大幅度驟降，粘結層的粘結力也將隨之增加，如果增加瀝青用量，將其中多余的瀝青擠出，保證粘結層結構穩定。

2 原材料因素

2.1 基底強度和粗糙度

影響瀝青混凝土路面層間粘結力的因素多樣，一個主要因素則是原材料因素，很大程度上決定了路面性能。透層油、粘層和下封層工藝有著一個明顯的共性，即提升柔性與剛性結構層的抗剪強度，但是柔性結構層與剛性結構層的抗剪強度有所差異。在瀝青路面結構層中，下封層的抗剪強度最大，路面性能可觀。通常情況下，模擬工程實際情況可以選用擊實法，確定瀝青混凝土粘結層的最佳瀝青用量和抗剪強度，但是需要基底材料強度符合要求，否則可能會破壞路面結構。調整試件的試驗溫度，隨著溫度升高，抗剪強度下降，反之溫度下降，抗剪強度升高。如果是選擇擊實法制作的試件，相較于鋼板為基底的試件抗剪強度，水泥混凝土基底試件抗剪強度要更高一些，表明抗剪強度很大程度上取決于基底粗糙程度。故此，為了有效提升基地強度，需要保證基底材料具備一定粗糙程度，以此來提升基底抗剪強度。

2.2 瀝青材料選擇

瀝青材料的選擇十分重要，材料性能是否符合施工要求，直接影響到瀝青混凝土路面層間粘結力，并且決定了路面的使用性能和使用壽命。由于瀝青自身具有熱粘性和容易吸熱軟化特性，在高溫環境下抗變形能力不足，不僅會影響到路面整體承載力，還會出現車轍病害。在高溫天氣下，瀝青會粘附在車輪上，威脅到路面行車安全。下封層在施工中，可以選擇層鋪法表面處治施工，而稀漿封層可以選用改性乳化瀝青結合料，保證封層的粘結力。需要注意的是，下封層所起到的效果要遠遠優于透層和粘層。瀝青層與封層選用改性乳化瀝青，用量在1L/m2以上，大孔隙排水路面，可以適當增加瀝青用量0.6L/m2～1.0L/m2。

對于透層油的選擇，需要充分結合不同公路路面基層類型，主要由乳化瀝青、液體瀝青和煤瀝青等材料。其中，乳化瀝青較為常見，結合使用條件和集料類型選擇，陽離子乳化瀝青可以滿足當前市場上絕大多數的集料品種，陰離子乳化瀝青則適合應用在堿性石料中。煤瀝青適合應用在T-1 和T-2 級公路基層頭層，結合具體情況聯合乳化瀝青與液體瀝青混合使用，提升路面基層性能。對于粘層油適合選擇快裂乳化瀝青，通過下封層試驗確定粘層油品種。

3 施工方案因素

在瀝青混凝土路面施工前，需要對施工現場進行深入的檢查和勘探，充分了解施工區域的地質條件、氣候條件和水文條件，尤其是地下水環境和管線鋪設對路面施工的影響，編制合理的調整施工方案。一般情況下，施工最佳季節為夏季，尤其是在每日溫度最高時期施工，溫差最小，但是禁止夜間施工[6]。

結合施工要求編制施工方案，粘結層施工需要將瀝青成霧狀噴灑，路面上均勻敷設一層。粘層油適合當天進行，乳化瀝青破乳完成，其中的水分充分蒸發消失后鋪設瀝青層，避免瀝青層內外溫差過大出現裂縫。透層瀝青施工過程中，采用改性瀝青施工應在高溫期間噴灑，并考慮到周圍施工環境來施工，避免溫度和清潔狀況影響到施工質量。如果忽視這些因素，可能導致混合料離析、出油。頭層對石屑材料的選用，需要經過篩選獲取干燥度符合要求的石屑，及時碾壓后保證施工效果。下承層在基層碾壓成型后，表面硬化、干燥下噴灑。透層瀝青施工期間撒石屑后應及時碾壓夯實，避免瀝青硬化影響到整體施工效果。另外，提升透層粘結力，可以在基層上撒布透層瀝青在瀝青層鋪筑前1-2 天，保證瀝青混凝土路面性能。瀝青表面層攤鋪時，可以在瀝青路面上直接施工，注重攤鋪期間瀝青溫度變化，優化處理拼接縫。路面進行后期的養護處理，灑水養護，或是覆蓋一層草簾來避免水分過快蒸發，致使混凝土內外溫差過大出現裂縫，影響到路面質量和性能，延長路面使用性能。

4 結論

綜上所述，在瀝青混凝土路面施工中，為了保證路面層具備足夠的粘結力，需要綜合考量影響路面層粘結力因素，對施工現場進行充分勘察，選擇高質量材料，并結合瀝青粘結層結構特點和施工工藝要求，把握施工注意要點，保證瀝青混凝土路面施工質量，提升瀝青混凝土路面各層間粘結力，提高瀝青混凝土路面耐久性。