淺談開普封層在嘉安高速公路中的應(yīng)用

吳建華

（甘肅省嘉峪關(guān)公路管理局，甘肅 嘉峪關(guān)735100）

0 前言

G30嘉安高速公路具有以下幾個特征：早期損害嚴(yán)重；考慮到經(jīng)濟條件，銑刨重鋪造價相對較高；考慮到當(dāng)?shù)厥┕り犖榈募夹g(shù)水平及其他因素；針對G30嘉安高速公路，提出開普封層作為路面結(jié)構(gòu)型式，主要是考慮到這種路面結(jié)構(gòu)型式造價較低，強度高，施工方便，且表面與瀝青粘結(jié)良好，微表處由專業(yè)隊伍進行設(shè)計和施工，質(zhì)量可以保證。

1 結(jié)構(gòu)層分析

目前嘉安高速公路養(yǎng)護維修工程結(jié)構(gòu)設(shè)計主要采取4cm厚橡膠瀝青混凝土面層。由于施工現(xiàn)場遠(yuǎn)離拌和樓，攤鋪壓實受地形及交通通行的制約，甚至出現(xiàn)長運輸?shù)那闆r，使用傳統(tǒng)的熱拌和攤鋪施工是不經(jīng)濟、不安全。

表1 路面結(jié)構(gòu)方案比較

在高速公路養(yǎng)護維修工程設(shè)計中并沒有太多關(guān)注模量比的限制，有許多路面如瀝青面層等均由于此發(fā)生了嚴(yán)重的早期破損。因此按照就地取材，利于施工的原則，推薦開普封層的結(jié)構(gòu)方案如下圖。

圖1 開普封層典型結(jié)構(gòu)形式

2 開普封層的結(jié)構(gòu)特點

開普封層瀝青路面屬于復(fù)合結(jié)構(gòu)形式。即在碾壓成型的新路面或老路面上完成，主要是鋪筑熱熔橡膠瀝青碎石封層+微表處的復(fù)合路面結(jié)構(gòu)形式，其特點在于充分利用了微表處作為上封層時良好的防水性能和抗滑性能，同時又能發(fā)揮出熱熔橡膠瀝青碎石下封層柔性的特點，有利于各結(jié)構(gòu)層受力均勻，變形協(xié)調(diào)，且可以減緩面層的反射裂縫，承載能力和耐久性更好。

2.1 熱熔橡膠瀝青碎石封層

橡膠瀝青是由專用的橡膠瀝青設(shè)備加工而成的，制作過程是將低于170℃的基質(zhì)瀝青通過快速升溫裝置升溫到190℃～210℃左右；基質(zhì)瀝青經(jīng)過瀝青流量計計量后，加入混合裝置；橡膠粉經(jīng)過稱量裝置稱量后按比例同時輸送到混合裝置；橡膠屑和基質(zhì)瀝青在混合裝置內(nèi)經(jīng)高速攪拌、剪切，混合均勻；攪拌均勻后的混合料通過專用橡膠瀝青泵循環(huán)輸入到混合裝置內(nèi)；混合料在混合裝置內(nèi)攪拌、保溫（190℃～210℃）并溶脹大約2～6小時（依據(jù)生產(chǎn)量確定時間）；將合格的橡膠瀝青黏合劑打人成品存儲罐或直接輸送到同步碎石車中使用。橡膠瀝青從加工設(shè)備、配制技術(shù)以及資金投入等都能滿足目前公路的應(yīng)用現(xiàn)狀，因此熱熔橡膠瀝青碎石封層鋪筑技術(shù)特別適合公路的建設(shè)。能夠克服公路自然環(huán)境、線形等不利因素影響，相較其他的施工技術(shù)，對施工環(huán)境的要求較低，施工相對便利，容易滿足就地養(yǎng)護，成本低廉。

2.2 微表處

微表處采用改性乳化瀝青作為結(jié)合料，從材料、專用機具等保證了成型質(zhì)量。由于乳化瀝青的加工溫度較低，熱老化現(xiàn)象不嚴(yán)重，因此瀝青的熱穩(wěn)定性能良好，夏季基本不存在泛油現(xiàn)象。由于采用了優(yōu)質(zhì)礦料作為骨料因而具有良好的抗滑耐磨耗作用，提高了行車安全性。同時使用了較高的油石比和較多的細(xì)集料，經(jīng)過碾壓后空隙率很小，雨水難于下滲，保證了基層的穩(wěn)定性和耐久性。

2.3 經(jīng)濟性分析

開普封層的技術(shù)特點主要為拌制，瀝青分布均勻。雖然成本較傳統(tǒng)的瀝青貫入式或瀝青混凝土略高，但性價比卻很高。開普封層與瀝青混凝土路面的使用壽命相當(dāng)，造價卻只有其1/3～2/3。

3 開普封層施工的注意事項

開普封層的施工關(guān)鍵性技術(shù)在于橡膠瀝青及乳化瀝青的配制。而乳化瀝青的配制關(guān)鍵則主要在于根據(jù)不同施工環(huán)境選擇滿足需要的乳化劑和確定合適的施工機械。根據(jù)不同的溫度、濕度和石料巖性，選擇合適的乳化劑使得混合料滿足破乳成型是根本。而先進的施工機械則是成型微表處的有效手段。

3.1 界面處理的關(guān)鍵性

必須清理干凈面層表面松散、脫落的粒料，修補破損路面，否則將由于界面粘結(jié)力不足導(dǎo)致脫層、松散破壞。

3.2 熱熔橡膠瀝青碎石封層

采取熱熔橡膠碎石封層的施工，因此必須在熱熔橡膠瀝青降溫至120℃前完成碎石的撒布，及時完成碎石的碾壓工作，這樣可在公路表面形成連續(xù)的瀝青薄膜，具有很好的防水性。同時碾壓完畢后應(yīng)注意清理掉多余的碎石。

3.3 微表處的處理

微表處作為上封層在開普封層結(jié)構(gòu)中處于重要位置。但微表處只是一個超薄的罩面層，它的作用是使路表面密實不透水，同時具有良好的抗滑能力，但不能改善高速公路路面的整體強度。

3.4 初期養(yǎng)護

準(zhǔn)備進行微表處時的預(yù)先處理非常重要，對于網(wǎng)裂、縱裂及唧漿等病害，最好選擇典型區(qū)域進行現(xiàn)場開挖調(diào)查，以便確定面層及基層的整體損害狀況，并據(jù)此對這些病害進行適當(dāng)處理如挖補、灌縫等。乳化瀝青混合料的早期強度相對較低，因此應(yīng)結(jié)合環(huán)境條件選擇合適的乳化劑和外加劑如水泥以促使混合料快速形成強度。

4 結(jié)語

開普封層是依靠膠結(jié)料和石料的黏結(jié)力經(jīng)碾壓而成的，因此，其效果與膠結(jié)料以及膠結(jié)料與石料的黏附性有著密切的關(guān)系，使用高性能改性瀝青能獲得良好的路用性能。

（1）開普封層從技術(shù)性和經(jīng)濟性等分析，都是目前比較適合公路的路面結(jié)構(gòu)型式。

（2）在G30嘉安高速公路XK2450+000～XK2450+700段開普封層實踐表明，只要解決了路面破損等問題，開普封層有著優(yōu)良的適用性。

（3）由于開普封層是熱加冷作業(yè)施工，在成型過程中，熱熔橡膠瀝青碎石封層必須在降溫之前完成碾壓工作；微表處必須在完全破乳后開放交通。

（4）配合比設(shè)計時必須充分考慮到溫度、濕度和石料巖性的影響變化，這是做好開普封層的關(guān)鍵。

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