粘層乳化瀝青施工及質(zhì)量控制探討

胡楚南，夏 雨，李永振*

(1.湖南中大建設(shè)工程檢測技術(shù)有限公司，湖南 長沙 410205；2.山東省交通科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南 250031)

伴隨我國交通運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展．我國高速公路總里程已躍居世界第二，在高速公路行業(yè)快速發(fā)展的同時(shí)，不可避免的出現(xiàn)了各種各樣的路面病害，其中個(gè)別路段出現(xiàn)了不同程度的早期損壞現(xiàn)象[1]。綜合道路專家的分析，我國瀝青路面設(shè)計(jì)理論，以路面各結(jié)構(gòu)層層間完全連續(xù)為前提，更加強(qiáng)調(diào)了粘層在整個(gè)路面結(jié)構(gòu)中的重要性[2]。層間接觸不良將影響到瀝青面層結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)和使用壽命[3]。高速公路粘層的施工質(zhì)量不佳，會(huì)導(dǎo)致路面發(fā)生推移、擁包、裂縫等路面損害，嚴(yán)重影響高速公路的施工質(zhì)量及使用壽命。

粘層是路面結(jié)構(gòu)中起粘結(jié)作用的結(jié)構(gòu)功能層。粘層的作用是使各面層之間、面層與構(gòu)造物結(jié)成一個(gè)整體，并提供層間抗剪切作用，同時(shí)還能起一定的防水效果，粘層油使得基層瀝青量飽和，避免了基礎(chǔ)從面層吸收瀝青[4]。目前我國公路工程施工中粘層可采用改性乳化瀝青、道路石油瀝青、改性瀝青。乳化瀝青以其經(jīng)濟(jì)性、流動(dòng)性好、冷態(tài)常溫施工、環(huán)保、節(jié)約能源的優(yōu)勢，在公路工程粘層施工中被廣泛采用。本文針對公路工程粘層的施工特點(diǎn)，從材料的選擇、噴灑量的確定、施工前的材料及設(shè)備檢查、施工注意事項(xiàng)及過程質(zhì)量控制等幾個(gè)方面來探討粘層乳化瀝青施工控制的幾點(diǎn)建議，為瀝青面層施工提供借鑒。

1 粘層施工控制要點(diǎn)

1.1 避免路面結(jié)構(gòu)層間污染

在道路工程瀝青面層施工期間，在粘層撒鋪后，由于趕工期，需進(jìn)行交叉施工，由于施工管理不嚴(yán)格，造成施工車輛不斷出入乳化瀝青粘層噴灑區(qū)域，造成車輛輪胎沾粘粘層瀝青而造成層間污染并破壞粘層油。

1.2 施工季節(jié)氣候影響

由于路面施工大部分被安排在每年的6月到10月期間，該段時(shí)間氣溫高，雨水多，空氣濕度大，乳化瀝青還未完全破乳即遭遇雨水，施工單位為節(jié)約成本未重新撒鋪，造成已鋪瀝青層表面的粘結(jié)力下降。

1.3 不均勻噴灑

一部分原因是施工機(jī)械噴嘴堵塞或者不通暢，造成撒鋪不均勻；一部分原因是乳化瀝青儲(chǔ)存穩(wěn)定性不好，造成離析，出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象，堵塞噴嘴或成塊噴出，造成部分鏤空。

1.4 下臥層清理不到位

施工單位為趕工期，沒有清理下臥層及撒鋪粘層瀝青，粘層瀝青與塵土結(jié)合，在結(jié)構(gòu)層之間形成了軟弱滑動(dòng)層，引起路面病害。

2 粘層施工控制要素

2.1 材料的選擇

粘層油宜采用快裂或中裂型乳化瀝青、改性乳化瀝青、道路石油瀝青、改性瀝青。目前國內(nèi)廣泛采用的粘層油材料是乳化瀝青。在材料選擇時(shí)，應(yīng)按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(JTG E20-2011)[5]檢測其指標(biāo)，按照《公路瀝青路面施工規(guī)范》(JTG F40-2004)[6]判定其指標(biāo)是否滿足要求，不滿足要求一律不得采用。

2.1.1 陰離子乳化瀝青

陰離子乳化瀝青生產(chǎn)工藝簡單，價(jià)格便宜。濕潤集料表面是負(fù)電荷，其與陰離子乳化瀝青的電荷相同，易同性相斥影響路面的早期成型。

2.1.2 陽離子乳化瀝青

陽離子乳化瀝青中的粒子電荷與礦料表面的電荷異性相吸，因此與集料的黏附性較好，應(yīng)用比較廣泛。

2.1.3 改性陽離子乳化瀝青

改性陽離子乳化瀝青具有陽離子乳化瀝青的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還對破乳后的基質(zhì)瀝青性能改善比較明顯，因此在道路工程中應(yīng)用最普遍。

2.1.4 道路石油瀝青及改性瀝青

道路石油瀝青性能好，與集料的黏附性好，在實(shí)際工程中應(yīng)用也比較多。改性瀝青成本大，噴灑技術(shù)難度大，在實(shí)際工程中較少應(yīng)用。

2.2 粘層油用量的確定及影響因素

粘層油的用量與路面結(jié)構(gòu)和鋪裝材料及使用地區(qū)有關(guān)，粘層油并非越多越好，粘層油的用量嚴(yán)重影響粘層質(zhì)量，不同的路面結(jié)構(gòu)對應(yīng)著不同的最佳粘層油用量[7]。粘層油過少，不足以粘結(jié)層間，層間抗剪強(qiáng)度不足，粘層失去效應(yīng)；粘層油過多，會(huì)形成富油層，增加豎向及水平相位移，降低層間粘結(jié)強(qiáng)度。

在實(shí)際工程施工中一般采用直接拉拔試驗(yàn)和剪切試驗(yàn)來確定粘層油的最佳用量[8]。另外影響粘層油用量的兩個(gè)主要因素是噴灑流量和行車速度。在粘層油正式噴灑之前，必須進(jìn)行粘層油噴灑試驗(yàn)，確定粘層油用量與噴灑量及行車速度的關(guān)系。在施工時(shí)根據(jù)拉拔試驗(yàn)和剪切試驗(yàn)確定的最佳用量，合理調(diào)整噴灑流量和行車速度，以達(dá)到最佳用量。

2.3 施工前的材料與設(shè)備檢查

1)施工前必須提供粘層油材料的檢測報(bào)告，以確保選用的材料滿足相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)；另需提供粘層油撒布設(shè)備噴灑流量和行車速度標(biāo)定報(bào)告，以確定撒布參數(shù)。在以上條件均準(zhǔn)備充分后還需得到監(jiān)理確認(rèn)后方可施工。

2)施工前應(yīng)對原材料進(jìn)行取樣檢測，根據(jù)粘層油材料的不同，檢查的項(xiàng)目不同具體檢測指標(biāo)見表1。

表1 粘層油檢測指標(biāo)

3)粘層油撒布需采用專用瀝青灑布車。先進(jìn)的瀝青灑布車自身帶有導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng)和自動(dòng)控制灑布量的電腦控制系統(tǒng)，灑布寬度和灑布量均可根據(jù)需要自動(dòng)調(diào)節(jié)，每個(gè)灑布噴頭都是可控的，從而保證了灑布量的衡定和灑布的均勻性[9]。

4)采用專用瀝青灑布車噴灑粘層油時(shí)，應(yīng)對瀝青灑布車噴灑流量和行車速度進(jìn)行標(biāo)定，并出具標(biāo)定報(bào)告。

2.4 粘層油施工注意事項(xiàng)

1)粘層油應(yīng)均勻?yàn)⒉迹瑧?yīng)根據(jù)按照最佳用量和灑布車標(biāo)定報(bào)告來進(jìn)行施工。

2)為了保證粘層油在路面結(jié)構(gòu)層間的粘結(jié)，當(dāng)下臥層有臟污或塵土?xí)r，應(yīng)當(dāng)對下臥層進(jìn)行徹底的清理，必要時(shí)應(yīng)用水沖刷干凈，待表面干燥后再灑布粘層油。

3)粘層油撒布后應(yīng)實(shí)行交通管制，以防造成層間污染，破壞粘層油，遭破壞的地方應(yīng)重新補(bǔ)撒。

4)當(dāng)氣溫低于10 ℃，不得澆灑粘層油[10]，嚴(yán)禁雨天進(jìn)行粘層油施工。

3 結(jié)論

(1)應(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)選擇合適的粘層油，并檢測其指標(biāo)，滿足相應(yīng)的國家規(guī)范要求。

(2)粘層油的用量與路面結(jié)構(gòu)和鋪裝材料及使用地區(qū)有關(guān)，應(yīng)根據(jù)直接拉拔試驗(yàn)和剪切試驗(yàn)確定最佳用量，并根據(jù)瀝青灑布車標(biāo)定報(bào)告進(jìn)行施工。

(3)粘層油施工后，應(yīng)交通管制，防止施工車輛污染粘層油，有污染的地方應(yīng)補(bǔ)撒粘層油。

(4)在氣溫低于10℃和雨天條件下，嚴(yán)禁進(jìn)行粘層油施工。