公路工程透層及下封層的防水技術(shù)研究

何愛(ài)琴、曹小妹

（上饒市萬(wàn)年公路事業(yè)發(fā)展中心，江西萬(wàn)年 335500）

0 引言

在目前的公路工程建設(shè)中，一般會(huì)在基層和面層之間設(shè)置透層與下封層結(jié)構(gòu)，其作用是預(yù)防水滲入工程下部結(jié)構(gòu)。因此,為了保證公路透層與下封層的施工效果，提升路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，需要在合理選擇施工技術(shù)的前提下，深入研究施工工藝，進(jìn)而為公路工程高質(zhì)量開展奠定基礎(chǔ)。

1 透層與下封層基本技術(shù)要求

在我國(guó)的公路工程建設(shè)中，半剛性基層+瀝青路面是主要的結(jié)構(gòu)形式。其中，半剛性基層結(jié)構(gòu)的主要材料為水穩(wěn)碎石，其強(qiáng)度、剛度與水穩(wěn)性比較高，耐沖刷效果好，但是這類材料與上部結(jié)構(gòu)的黏結(jié)性較差，若不能采取有效措施提高其與上部結(jié)構(gòu)的黏結(jié)性，會(huì)影響公路的運(yùn)行安全。并且，結(jié)合以往工程經(jīng)驗(yàn)可知，半剛性基層出現(xiàn)的病害問(wèn)題多是上、下部結(jié)構(gòu)黏結(jié)強(qiáng)度不足引發(fā)的。因此，在施工過(guò)程中需要有效控制面層與基層結(jié)構(gòu)的黏結(jié)性，以有效避免基層結(jié)構(gòu)病害問(wèn)題，提升公路工程整體性能，延長(zhǎng)公路使用壽命。例如，在面層與基層結(jié)構(gòu)之間設(shè)置透層，此方式能夠提升面層與基層結(jié)構(gòu)的黏結(jié)性，并且不會(huì)改變結(jié)構(gòu)的整體厚度，也不會(huì)使公路工程的結(jié)構(gòu)層次發(fā)生變化。此外，透層具備較高的耐沖刷性，能夠有效預(yù)防雨水滲入結(jié)構(gòu)內(nèi)部，有助于延長(zhǎng)公路使用壽命[1]。

1.1 透層

透層結(jié)構(gòu)具備較高的抗沖刷性能，在防止雨水滲入的同時(shí)，還能充分保證基層與面層的黏結(jié)性能合格，能夠有效提升公路的整體性能。在公路工程施工過(guò)程中，為保證工程的整體結(jié)構(gòu)、性能達(dá)標(biāo)，應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際情況，合理設(shè)置透層結(jié)構(gòu)的深度，確保在面層與基層之間形成完整的黏結(jié)界面。目前，公路工程多采用乳化瀝青透層結(jié)構(gòu)，在透層設(shè)置環(huán)節(jié)需要考慮到材料的滲透性，同時(shí)還需要結(jié)合瀝青材料的性能參數(shù)，使其能夠達(dá)到透層設(shè)置的要求。此外，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、質(zhì)量、性能等多個(gè)方面考慮，將瀝青含量控制在40%～45%最為適宜，綜合效益最高。在透層油的制備方面，應(yīng)按照下述指標(biāo)進(jìn)行控制：第一，黏度。應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)黏度計(jì)檢測(cè)，確保黏度處于8～15s 范圍內(nèi)；第二，基層瀝青針入度在100～200（0.1mm）區(qū)間內(nèi)；第三，基質(zhì)瀝青延度需超過(guò)60cm；第四，透層油的使用量為0.4～0.7kg/m2。

1.2 下封層

下封層也是在基層與面層的中間，設(shè)置下封層的目的同樣是提高兩者之間的黏合效果，并預(yù)防滲水問(wèn)題。當(dāng)前，我國(guó)很多高速公路項(xiàng)目選擇AH-90 熱瀝青作為下封層的主要材料，還需輔以相應(yīng)石料，制備下封層材料時(shí)，應(yīng)保證石料的潔凈度、硬度達(dá)到施工要求。另外，如果集料內(nèi)的粉塵含量超出標(biāo)準(zhǔn)，需要應(yīng)用乳化瀝青攪拌處理，確保黏結(jié)效果合格，以提升工程的整體施工質(zhì)量。

2 透層與下封層施工

某公路項(xiàng)目長(zhǎng)度為150km，為當(dāng)?shù)氐闹匾A(chǔ)設(shè)施，該工程按照一級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)施工。該項(xiàng)目設(shè)計(jì)為瀝青混凝土路面形式，為保證基層與面層有效黏結(jié)，避免結(jié)構(gòu)進(jìn)水，在面層結(jié)構(gòu)正式施工前，根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范開展透層與下封層結(jié)構(gòu)的施工。

2.1 透層

透層結(jié)構(gòu)施工按照如下工序進(jìn)行：生產(chǎn)瀝青、運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)、灑布瀝青、撒布碎石、碾壓、養(yǎng)生、開放交通。該工程項(xiàng)目選擇的瀝青材料為SBS 改性乳化瀝青，材料性能見表1。在透層結(jié)構(gòu)施工前，必須對(duì)每一車瀝青材料進(jìn)行自檢，并留取樣品用于后續(xù)檢查；之后監(jiān)理人員按每5 車抽檢1 車的原則對(duì)材料進(jìn)行抽檢，抽檢項(xiàng)目與自檢相同，主要是檢查黏度、蒸發(fā)殘留量、殘留物針入度、軟化點(diǎn)、延度等指標(biāo)。此外，要準(zhǔn)備充足的施工機(jī)械設(shè)備，為現(xiàn)場(chǎng)施工順利進(jìn)行奠定基礎(chǔ)。

表1 透層施工用瀝青材料指標(biāo)參數(shù)

根據(jù)我國(guó)目前的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，透層施工需按照下述工藝要求進(jìn)行：

第一，為了更好地保證透層施工效果，需要在水穩(wěn)碎石基層結(jié)構(gòu)施工后的12h 內(nèi)完成透層油灑布施工，從而使透層油達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的滲透深度。

第二，在透層施工正式實(shí)施前，需要將基層表面的灰塵清理干凈，防止透層油持續(xù)下滲對(duì)后續(xù)施工產(chǎn)生不利影響，保證下封層與基層結(jié)構(gòu)的黏結(jié)效果合格。如果在基層結(jié)構(gòu)施工完成后立即開展透層油鋪設(shè)施工，能夠節(jié)約清掃環(huán)節(jié)。因此，在施工過(guò)程中，可通過(guò)合理統(tǒng)籌，實(shí)現(xiàn)基層結(jié)構(gòu)與透層結(jié)構(gòu)施工的有效銜接，簡(jiǎn)化工序，提高施工效率。

第三，在透層油灑布施工環(huán)節(jié)，應(yīng)用專業(yè)灑布車均勻噴灑透層油，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)路段的情況確定灑布量，并保證現(xiàn)場(chǎng)灑布施工達(dá)到均勻性標(biāo)準(zhǔn)，還要預(yù)防油膜問(wèn)題，以免對(duì)透層油下滲產(chǎn)生不利影響，確保下滲深度達(dá)到工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)[2]。

第四，根據(jù)之前確定的用量展開透層油灑布施工，并采用塑料薄膜進(jìn)行覆蓋處理，確保透層油可以順利下滲，保證現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量合格。

第五，加強(qiáng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)工序的管控力度，切實(shí)保證施工質(zhì)量。透層油灑布的時(shí)機(jī)極為重要，需要在基層碾壓結(jié)束后，稍微干燥的條件下灑布；開始灑布前，需要保證路面潔凈度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，并且要對(duì)路面上的各個(gè)結(jié)構(gòu)物進(jìn)行覆蓋處理，防止灑布施工中發(fā)生污染問(wèn)題；采用智能灑布車輛進(jìn)行灑布作業(yè)，并將表面覆蓋層厚度控制在5mm 以上；需要保證透層油噴灑均勻，若出現(xiàn)花白的情況，需及時(shí)采取人工方式補(bǔ)灑施工，如果噴灑量超出標(biāo)準(zhǔn)，要及時(shí)撒布碎石進(jìn)行處理，并在合適時(shí)機(jī)碾壓施工；必須確保透層油灑布結(jié)束后，表面無(wú)油皮現(xiàn)象；如果灑布施工后，透層油的滲透深度未能達(dá)到相應(yīng)要求，應(yīng)及時(shí)更換透層油品種或調(diào)整其稠度。

在透層結(jié)構(gòu)施工環(huán)節(jié)，除了要遵循上述工藝要求外，還要注意如下要點(diǎn)：

第一，透層油的滲透深度是透層結(jié)構(gòu)施工的重要指標(biāo)，該深度不僅受到透層油材料特點(diǎn)的影響，還與各基層結(jié)構(gòu)表面密度有直接關(guān)系。比如，基層結(jié)構(gòu)施工結(jié)束后，強(qiáng)度性能基本形成，表面密實(shí)度會(huì)提高，這會(huì)使透層油下滲受限，所以需要在基層結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)標(biāo)前進(jìn)行透層油施工，一般應(yīng)在基層結(jié)構(gòu)施工后12h 內(nèi)完成透層油灑布。

第二，在透層油灑布施工前，要進(jìn)行油嘴預(yù)熱、疏通處理，保證油嘴通暢，從而使透層油灑布達(dá)到均勻性標(biāo)準(zhǔn)。如果油嘴溫度較低，或者油嘴內(nèi)部存在異物被堵塞，將極大程度地影響灑布均勻性。因此，在透層油灑布施工前必須做好對(duì)油嘴的檢查工作，處理存在的問(wèn)題，提高施工效率和質(zhì)量。

第三，如果透層油灑布環(huán)節(jié)如果出現(xiàn)遺漏問(wèn)題，要及時(shí)補(bǔ)灑處理。

第四，灑布施工開始前，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)構(gòu)造物的保護(hù)處理，避免灑布施工過(guò)程中污染結(jié)構(gòu)物。

第五，在透層油灑布施工環(huán)節(jié)，應(yīng)嚴(yán)格按照試驗(yàn)路段的參數(shù)調(diào)節(jié)和控制灑布量，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員不能隨意更改任何技術(shù)參數(shù)，以確保灑布量符合要求，以免影響透層油的滲透的深度。

第六，透層油灑布施工前，需要對(duì)天氣狀況進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)和分析，以免施工過(guò)程中天氣變化，影響施工效果[3]。如果遇到大風(fēng)或者降雨天氣，禁止開展透層油灑布施工，并且要應(yīng)用塑料薄膜對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行覆蓋處理，待天氣轉(zhuǎn)好及時(shí)開展灑布施工。另外，應(yīng)在灑布作業(yè)之前對(duì)基層表面進(jìn)行清理，將基層表面的浮漿、灰塵等雜質(zhì)清理干凈，避免給后續(xù)的施工帶來(lái)不利影響。

2.2 下封層

下封層施工工藝如下：

第一，透層油灑布施工全部完成之后，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢查，若不存在油膜現(xiàn)象，可去掉塑料薄膜，之后交由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師檢查確認(rèn)，經(jīng)檢查合格才能繼續(xù)開展下封層結(jié)構(gòu)的施工。

第二，在下封層結(jié)構(gòu)施工環(huán)節(jié)，需提前檢查瀝青材料的各項(xiàng)指標(biāo)，確保其針入度、延度、軟化點(diǎn)、黏度等均能滿足施工要求。如果檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)材料存在質(zhì)量問(wèn)題，則禁止將之投入使用，要及時(shí)作廢處理，否則會(huì)嚴(yán)重影響工程質(zhì)量。

第三，在下封層結(jié)構(gòu)在施工環(huán)節(jié)，對(duì)集料的選擇也很重要。該工程選用的是S12 石灰?guī)r碎石材料，粒徑在4.75～9.5mm 之間，通過(guò)水洗法篩分處理，采用連續(xù)級(jí)配的方式配制，并進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)控制，從而保證瀝青混合料的性能合格。

第四，在封層結(jié)構(gòu)施工中，瀝青灑布量要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的試驗(yàn)結(jié)論來(lái)確定，并由專業(yè)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)管理和控制。試驗(yàn)及正式施工環(huán)節(jié)，都需要應(yīng)用專業(yè)的瀝青灑布車。一般情況下，在下封層結(jié)構(gòu)施工中，瀝青材料的用量為0.6kg/m2左右，其間可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行合理調(diào)整，以確保瀝青灑布量達(dá)到工程標(biāo)準(zhǔn)。

第五，下封層瀝青灑布施工結(jié)束后，應(yīng)采用撒布車均勻撒布性能合格的礦料，通常要覆蓋總面積的70%左右，撒布量要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的試驗(yàn)結(jié)論來(lái)確定，一般每1000m2面積撒布4～7m3的石料，對(duì)于撒布車無(wú)法撒布到的部位，要通過(guò)人工撒布的方式，對(duì)于撒布重疊的石料，要進(jìn)行掃開處理，以達(dá)到表面礦料均勻分布的效果。

第六，下封層灑布施工結(jié)束后，應(yīng)進(jìn)行全面的質(zhì)量檢查，經(jīng)檢查達(dá)到均勻性標(biāo)準(zhǔn)，要立即開展碾壓施工，一般選用輪胎壓路機(jī)。在碾壓施工環(huán)節(jié)，要按照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范展開作業(yè)，以切實(shí)保證下封層與上基層結(jié)構(gòu)有效黏結(jié)，達(dá)到相應(yīng)的工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

第七，下封層施工全部完成后，應(yīng)根據(jù)下述要求展開質(zhì)量檢測(cè)工作：其一，每日進(jìn)行瀝青用量檢測(cè)，根據(jù)施工面積進(jìn)行計(jì)算分析，以確保瀝青用量在設(shè)計(jì)用量的±0.2kg/m2范圍內(nèi)。其二，每日進(jìn)行一次集料檢測(cè)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工面積以及集料總量展開檢測(cè)，以確保集料用量符合工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。其三，滲水試驗(yàn)。采用符合要求的滲水儀，按照每處2 點(diǎn)的方式進(jìn)行檢測(cè)，滲水量在5mL/min 以內(nèi)為合格。其四，剎車試驗(yàn)。在現(xiàn)場(chǎng)讓車輛在50km/h 的行駛速度下進(jìn)行剎車制動(dòng)，檢查表面是否出現(xiàn)開裂問(wèn)題。其五，外觀質(zhì)量檢查。用硬物將下封層表面刮開，檢查其與基層的黏結(jié)效果，若無(wú)起皮、外露、油包等問(wèn)題，即判定為合格[4]。

在下封層結(jié)構(gòu)施工中，除了要按照上述工藝展開施工之外，還要注意以下幾點(diǎn)：

第一，在下封層結(jié)構(gòu)施工開始前，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行清潔處理，將油膜、殘留的塑料薄膜等全部清理掉，如果存在灰塵，應(yīng)借助相關(guān)設(shè)備進(jìn)行吹掃處理，也可以用清水沖洗，保證表面沒(méi)有雜質(zhì)，且必須裸露出表面的集料，以達(dá)到正常施工的要求，確保下封層與基層結(jié)構(gòu)有效黏結(jié)。

第二，必須保證瀝青灑布均勻、灑布量達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

第三，必須保證集料灑布均勻、灑布量達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，確?；鶎优c面層結(jié)構(gòu)有效黏結(jié)。同時(shí)，要避免下封層結(jié)構(gòu)厚度超標(biāo)，否則極易導(dǎo)致泛油問(wèn)題，會(huì)影響工程整體效果。

第四，下封層混合料在開始攤鋪施工前，應(yīng)做好下部的清理，保證下封層不存在松散料以及浮動(dòng)情況，以免影響工程的施工。同時(shí),在下封層現(xiàn)場(chǎng)施工中，需要做好結(jié)構(gòu)層厚度控制，防止在下封層施工中因?yàn)檐囕v碾壓而造成結(jié)構(gòu)的損壞。最后，需要做好現(xiàn)場(chǎng)交通封閉管理，避免壓路機(jī)等施工機(jī)械以外的任何車輛、設(shè)備進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)。

第五，在下封層結(jié)構(gòu)防水施工環(huán)節(jié)，倘若基層表面結(jié)構(gòu)的平整度不合格，或者基層表面出現(xiàn)坑槽的情況，下封層結(jié)構(gòu)的防水功能會(huì)下降，很容易出現(xiàn)雨水滲透到結(jié)構(gòu)引起基層松軟的情況。因此，在施工階段需要加強(qiáng)對(duì)下封層的壓實(shí)，利用鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行反復(fù)碾壓提升下封層結(jié)構(gòu)密實(shí)性[5]。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在公路透層施工以及下封層施工環(huán)節(jié)，需要從材料、工藝等方面進(jìn)行控制提升施工效果。在上文分析中對(duì)透層施工工藝與下封層防水技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行探討，提出相應(yīng)的技術(shù)措施，為公路工程建設(shè)奠定基礎(chǔ)。未來(lái)，還要結(jié)合公路項(xiàng)目特點(diǎn)，通過(guò)引進(jìn)先進(jìn)施工技術(shù)、采用性能好的材料，同時(shí)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工管理控制，為公路建設(shè)奠定基礎(chǔ)。