公路透層及下封層的防水施工技術(shù)

張俊慶

（中建路橋集團有限公司，河北 石家莊 050000）

0 引言

在采用半剛性基層+瀝青混凝土面層結(jié)構(gòu)方案的公路工程中設(shè)置透層與下封層的主要目的在于防止水的下滲，所以本文提出的防水施工實際上就是指透層與下封層的施工，并非為透層與下封層額外進行防水，因為透層只是一層乳化瀝青，同時下封層也只是瀝青和石料的結(jié)合體，并不需要額外防水。為保證透層與下封層施工質(zhì)量，需在明確其基本技術(shù)要求的基礎(chǔ)上，深入探討相應(yīng)的施工工藝方法及注意事項。

1 透層與下封層基本技術(shù)要求

半剛性基層結(jié)構(gòu)+瀝青路面在我國高等級公路工程中有廣泛應(yīng)用。其中，半剛性基層結(jié)構(gòu)又以水穩(wěn)碎石基層為主，不僅強度與剛度高，而且水穩(wěn)性好，有很強的抗沖刷能力，但與上層結(jié)構(gòu)之間的黏結(jié)力相對缺乏[1]。根據(jù)相關(guān)工程經(jīng)驗，半剛性基層結(jié)構(gòu)很多早期病害都與其自身缺陷有關(guān)。因此，提高面層和基層結(jié)構(gòu)之間的黏結(jié)力，并減少水這一因素給基層結(jié)構(gòu)造成的影響，可起到提高路面整體性能并延長結(jié)構(gòu)使用壽命的作用。對于透層和下封層，它是半剛性基層結(jié)構(gòu)和面層之間存在的不會對結(jié)構(gòu)厚度造成改變的層次，能起到減少或避免水的滲入和減弱水對基層結(jié)構(gòu)造成的沖刷的作用，實現(xiàn)對基層結(jié)構(gòu)自身抗沖刷能力的改善，從而增強基層和面層之間的黏結(jié)力。

1.1 透層

實踐表明，透層的設(shè)置能對基層結(jié)構(gòu)抗沖刷能力予以有效改善，在減少水的滲入的同時，增強下封層和路面之間的黏結(jié)力?；诖?，透層需在基層結(jié)構(gòu)中有足夠滲透深度，用于保證基層結(jié)構(gòu)整體性，形成完整的黏結(jié)界面。就目前來看，實際工程中大多使用乳化瀝青，對乳化瀝青透層應(yīng)用效果有較大影響的因素包括以下幾點：基層表面密實度和乳化瀝青自身滲透性。其中，乳化瀝青自身滲透性主要和瀝青自身各項性能指標(biāo)與所用滲透劑類型有關(guān)。根據(jù)相關(guān)研究成果，乳化瀝青自身滲透性和滲透劑的實際摻加量之間成正比，而和瀝青含量之間成反比。在綜合考慮質(zhì)量、技術(shù)與經(jīng)濟的條件下，建議按照40%～45%的范圍嚴(yán)格控制瀝青含量。透層油的主要技術(shù)指標(biāo)應(yīng)達到以下要求：黏度，采用標(biāo)準(zhǔn)黏度計測定，需保持在8～12s范圍內(nèi)；基質(zhì)瀝青標(biāo)準(zhǔn)條件下針入度，需保持在100～200（0.1mm）范圍內(nèi)；基質(zhì)瀝青標(biāo)準(zhǔn)條件下延度，需大于60cm；透層油的實際用量一般按0.4～0.7kg/m2的范圍控制[2]。

1.2 下封層

下封層的位置在基層和面層中間，主要用于增強面層和基層之間的黏結(jié)力，同時減少或避免面層上的水發(fā)生下滲。目前很多高等級公路工程都將AH-90熱瀝青作為下封層的材料，同時選擇潔凈且質(zhì)地堅硬的石料。如果集料粉塵含量無法到達要求，則需使用乳化瀝青進行預(yù)拌，以保證和熱瀝青之間良好黏附。

2 透層與下封層施工

某公路工程按一級公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，起訖樁號為K0+000—K9+120，是當(dāng)?shù)鼐用癯鲂信c運輸?shù)闹匾ǖ?。該公路采用瀝青混凝土路面，在面層施工開始前，應(yīng)先按照規(guī)范及設(shè)計的要求做好透層及下封層施工，以此為面層施工奠定良好基礎(chǔ)，充分發(fā)揮透層及下封層具有的防水等功能。

2.1 透層

透層施工工藝流程為：乳化瀝青生產(chǎn)→瀝青運輸→瀝青灑布→人工補灑→撒布石屑→碾壓→交通管制。

透層施工所用瀝青一般為SBS改性乳化瀝青，其技術(shù)性能應(yīng)滿足如表1所示的要求。施工前，施工單位需每車進行一次自檢，同時留取試樣備查；監(jiān)理人員需每5車進行一次抽檢，其試驗項目和施工單位自檢項目完全一致，包括黏度、篩上剩余量、蒸發(fā)殘留物含量、殘留物針入度、軟化點與延度的檢測。除備好瀝青外，還需配備以下施工機械與儀器：瀝青灑布車，其噴灑寬度需達到3～6m；鼓風(fēng)機，至少4臺；檢測儀器包括瀝青針入度儀、瀝青延度儀、瀝青軟化點儀、瀝青黏度儀等。

表1 透層施工用瀝青材料技術(shù)性能要求

透層的施工工藝方法為：

（1）為保證透層油實際滲入效果，需在水穩(wěn)碎石基層結(jié)構(gòu)完工后的12h之內(nèi)完成對透層油的灑布，以此確保透層油達到要求的滲入深度，充分發(fā)揮透層油的作用與功能。

（2）施工前將基層結(jié)構(gòu)表面存在的浮塵清理干凈，以免給透層油的持續(xù)下滲造成影響，并確保下封層和基層之間能夠良好黏結(jié)。若能在基層結(jié)構(gòu)完成后立即進行透層油的灑布，則可省去大面積清掃工作，因此在條件允許的情況下應(yīng)做好基層結(jié)構(gòu)施工和透層施工之間的銜接[3]。

（3）在灑布透層油的過程中，采用專門的瀝青灑布車對乳化瀝青進行均勻噴灑，具體的噴灑數(shù)量要通過專門的試驗來確定，與項目要求完全相符。結(jié)合試驗段的實際情況，確定灑布達到相對均勻時的實際灑布量，同時注意減少或避免油膜的產(chǎn)生，以免對透層油的下滲造成影響，保證下滲深度符合要求。

（4）將透層油按照之前確定的用量完成均勻灑布后，需利用塑料薄膜及時覆蓋，為透層油的逐步下滲創(chuàng)造良好條件。

（5）過程控制：透層油的噴灑要在基層碾壓完畢且稍微干燥的情況下進行；在噴灑之前將路面清掃干凈，并對包含路緣石在內(nèi)的各類構(gòu)造物進行遮蓋，以免造成污染；對透層油的噴灑應(yīng)保持均勻，當(dāng)發(fā)現(xiàn)花白處時應(yīng)及時由人工補灑，如果噴灑過量，應(yīng)及時撒布石屑來處理，并在必要的情況下進行碾壓處理；將透層油灑布到位后，不可在表面產(chǎn)生油皮，若透層油灑布后無法到達預(yù)期的滲透深度，則應(yīng)對透層油進行更換；借助智能型瀝青灑布車對石油瀝青進行灑布，使灑布完成的透層油覆蓋厚度達到5mm以上。

在透層施工中除了要嚴(yán)格按照以上工藝方法進行操作，還應(yīng)對以下事項引起足夠的重視。

（1）透層油實際下滲深度是透層施工中的主要指標(biāo)，這一下滲的深度不僅和透層油自身各項特性有關(guān)，而且還會受到基層結(jié)構(gòu)表面密實度的影響。比如在基層結(jié)構(gòu)施工完成后，其強度已經(jīng)形成，在表面形成密實結(jié)構(gòu)，這會給透層油的下滲造成很大影響，因此透層油必須在基層結(jié)構(gòu)形成強度前完成，一般需要在基層結(jié)構(gòu)施工完成后12h之內(nèi)完成透層油灑布。

（2）在正式開始透層油的灑布施工前，需要對油嘴進行預(yù)熱與疏通，以確保透層油灑布均勻。若油嘴溫度較低，將由于和瀝青黏結(jié)導(dǎo)致灑布不均勻，而如果油嘴被異物或殘留的瀝青堵塞，則也會給灑布均勻性造成很大影響，因此必須在施工開始前做好油嘴的檢查與處理[4]。

（3）如果在透層油灑布過程中發(fā)生遺漏，應(yīng)立即安排人工做好補灑。

（4）在灑布開始前還應(yīng)對既有構(gòu)造物予以有效防護，以免構(gòu)造物被污染。

（5）對透層油進行灑布時，必須遵循之前試驗段施工確定的各項參數(shù)，現(xiàn)場施工人員不可進行更改，同時務(wù)必保證灑布量，以免影響下滲的深度。

（6）當(dāng)遇大風(fēng)及降雨天氣時，不可施工，同時采用塑料薄膜覆蓋基層表面，在天氣條件轉(zhuǎn)好后再進行灑布施工，但要注意在灑布開始前需做好基層表面清理，將基層表面存在的泥漿或浮灰清理干凈，以免影響灑布效果。開工前做好對天氣狀況的預(yù)測和判斷，以免施工時天氣突然變化[5]。

2.2 下封層

下封層的施工工藝方法如下：

（1）將透層油灑布完成，且經(jīng)檢查確認(rèn)沒有油膜，將塑料薄膜完全刮除后，由現(xiàn)場監(jiān)理人員進行確認(rèn)，之后方可開始下封層施工。

（2）下封層施工使用的瀝青，其技術(shù)性能應(yīng)達到以下要求：針入度（25℃，100g，5s）保持在40～60（0.1mm）范圍內(nèi)；延度（5cm/min，5℃）不小于20cm；軟化點不小于60℃；135℃條件下的動力黏度不小于3Pa·s；閃點不小于230℃；溶解度不小于99%；48h軟化點差不小于2.5℃；25℃條件下的彈性恢復(fù)不小于75%；RTFOT試驗：質(zhì)量損失不小于±0.6%，25℃溫度條件下的針入度比不小于65%，延度不小于15cm。

（3）下封層施工使用的集料，以S12石灰?guī)r碎石為宜，其粒徑保持在4.75～9.5mm。采用水洗法進行篩分后，其級配范圍為：從13.2mm篩孔中通過的百分率為100%，從9.5mm篩孔中通過的百分率為90%～100%，從4.75mm篩孔中通過的百分率為0～15%，從2.36mm篩孔中通過的百分率為0～5%。進場后，每200t進行1次自檢。

（4）在下封層施工中，瀝青實際噴灑量也需要通過專門的試驗來確定，試驗與正式施工都采用專門的瀝青灑布車進行。在一般情況下，下封層施工中的瀝青用量需控制在0.6kg/m2左右，現(xiàn)場可根據(jù)實際情況進行適當(dāng)調(diào)整。

（5）將下封層瀝青均勻噴灑完成后，立即利用專門的礦料撒布車對石料進行均勻撒布。其撒布量也要通過試驗得出，一般要使覆蓋面積達到總面積的70%，即每1 000m2需要使用4～7m3的石料，在部分撒布車無法到達的位置，需利用人工撒布，并采用掃把將重疊的石料掃開，確保石料在瀝青的表面得以均勻分布。

（6）將下封層的石料撒布完畢，并檢查確認(rèn)撒布量與均勻性都達到要求后，應(yīng)盡快進行碾壓，壓實機具為輕型輪胎壓路機，通過適當(dāng)?shù)哪雺?，確保封層結(jié)構(gòu)和上基層之間達到緊密連接。

（7）下封層施工完成后，需按照以下要求進行質(zhì)量檢測：瀝青用量：每天檢測1次，根據(jù)施工面積通過計算確定，要求不超過設(shè)計用量±0.2kg/m2；集料用量：每天檢測1次，根據(jù)施工面積和集料總量通過計算確定，要求處在規(guī)定的范圍內(nèi)；滲水試驗：采用滲水儀按照每處2點的頻率檢測，要求不超過5mL/min；剎車試驗：采用BZZ-100型試驗汽車以50km/h的車速緊急制動，要求制動后瀝青層未發(fā)生破裂；外觀：要求達到均勻且一致，用硬物將下封層刮開后，和基層之間的黏結(jié)應(yīng)達到牢固，沒有起皮、基層材料外露與油包等問題。

在下封層施工中除了要嚴(yán)格按照以上工藝方法進行操作，還應(yīng)對以下注意事項引起足夠的重視。

（1）在下封層施工開始前必須對基層表面進行全面清理，將油膜或殘留的塑料薄膜等清除干凈，若有灰塵，還需進行清掃或采用空壓器吹凈或采用壓力水適當(dāng)沖洗，直到基層表面有部分顆粒露出，這是開始下封層施工的最佳狀態(tài)，有利于下封層和基層之間的黏結(jié)。

（2）對下封層瀝青的噴灑必須達到均勻，同時嚴(yán)格按照預(yù)先確定的噴灑量進行，使噴灑量符合相關(guān)規(guī)定。

（3）在下封層施工時，對集料的撒布也必須達到均勻。一般情況下，集料的覆蓋率不超過60%～80%，按照集料覆蓋率通過計算確定集料的具體用量，使下封層充分發(fā)揮出增強基層和面層之間黏結(jié)力的作用，同時避免占用太大下面層厚度，如果下面層的厚度不足，將有可能在工后通車時出現(xiàn)一定程度的泛油現(xiàn)象。

（4）對下面層的混合料進行攤鋪施工前，需對下封層表面存在的處于松散和浮動狀態(tài)的集料進行全面清理。在下封層施工時為下面層施工預(yù)留的富余度，通常按提前于下面層施工不超過2d控制，同時要對完成施工的下封層結(jié)構(gòu)予以有效保護，避免完成施工的下封層由于車輛的碾壓而被破壞或污染，因此要禁止除壓路機等施工機械外的其他車輛及人員進入。

（5）當(dāng)基層表面的平整度較差，或基層結(jié)構(gòu)表面存在坑槽時，在下封層施工中應(yīng)注意避免低洼處灑布過量瀝青，因為這樣會導(dǎo)致軟層的產(chǎn)生，給下封層整體施工質(zhì)量造成很大的影響。

3 結(jié)語

綜上所述，透層與下封層作為高等級公路中常用的水穩(wěn)碎石半剛性基層和瀝青混凝土面層之間的中間層次，其主要功能在于防止路面水的下滲和增強不同結(jié)構(gòu)層間的黏結(jié)力。為了使透層與下封層具有的功能得以充分發(fā)揮，需嚴(yán)格按照要求的工藝方法進行操作，并在施工中關(guān)注所有要點，以保證透層和下封層施工質(zhì)量，為公路路面正常使用奠定良好基礎(chǔ)。