瀝青路面透層封層施工技術(shù)應(yīng)用研究

吳文龍

（甘肅萬泰建設(shè)工程有限公司，蘭州 730010）

1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

某瀝青道路項(xiàng)目全長(zhǎng)2.6 km，為城市南北向主干路，設(shè)計(jì)最高速度為60 km/h，設(shè)計(jì)使用年限為15 年。該瀝青道路基層結(jié)構(gòu)材料為厚度18 cm 的水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石、 底基層材料為厚度18 cm 的石灰粉煤灰穩(wěn)定土； 瀝青道路下面層結(jié)構(gòu)材料為厚度8 cm 的粗粒式瀝青混凝土AC-25C、上面層結(jié)構(gòu)材料為厚度4 cm 的細(xì)粒式瀝青混凝土AC-13C。為了提高該瀝青道路面層與半剛性基層的銜接能力，設(shè)計(jì)采用高滲透型乳化瀝青作為透層施工材料；為提升瀝青路面抗水損害能力，設(shè)計(jì)采用SBS 改性瀝青作為封層施工材料。

2 透層施工

2.1 高滲透型乳化瀝青制備

2.1.1 基質(zhì)瀝青

施工現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員在充分考慮基質(zhì)瀝青含蠟量、 瀝青密度等因素對(duì)乳化瀝青影響的基礎(chǔ)上，選擇含蠟量相對(duì)較低且密度在1.0 g/cm3左右的基質(zhì)瀝青作為本工程高滲透型乳化瀝青制備原料[1]。通過一系列試驗(yàn)評(píng)價(jià)，最后本工程透層施工中的高滲透型乳化瀝青制備用的基質(zhì)瀝青選擇70 號(hào)基質(zhì)瀝青，其相關(guān)指標(biāo)如表1 所示。

表1 透層施工所選70 號(hào)基質(zhì)瀝青指標(biāo)

2.1.2 滲透劑

滲透劑的種類較多，本項(xiàng)目施工技術(shù)人員根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果和施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況綜合確定煤油作為透層施工的滲透劑。煤油滲透劑屬于一種輕質(zhì)復(fù)合物，可以有效增加透層油的滲透能力，有效提升瀝青面層與半剛性基層的黏結(jié)程度，繼而達(dá)到延長(zhǎng)瀝青路面使用年限的目的。

2.1.3 添加劑

為了有效提升乳化瀝青的儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中的穩(wěn)定性，在不影響乳化瀝青性能的基礎(chǔ)上，通過試驗(yàn)確定氧化鈣作為添加劑來增加乳化瀝青的稠度，繼而增加乳化瀝青儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中的穩(wěn)定性。

2.1.4 最佳煤油摻量確定

選擇煤油作為高滲透型乳化瀝青的添加劑主要有兩方面的目的，一方面是輔助滲透的作用，另一方面是改善乳化瀝青的性能。在高滲透型乳化瀝青實(shí)際配制過程中，若想將煤油這兩方面的作用充分發(fā)揮出來，必須嚴(yán)格控制煤油摻量?；诖耍枰ㄟ^試驗(yàn)確定煤油的最佳摻量。經(jīng)過試驗(yàn)初步確定，本項(xiàng)目的高滲透型乳化瀝青采用70 號(hào)基質(zhì)瀝青進(jìn)行制備，乳化劑的用量為2%、添加劑氧化鈣的用量2%，瀝青和乳化劑水溶液流量比（油水比） 50∶50。根據(jù)相關(guān)施工經(jīng)驗(yàn)，將煤油的摻量比例范圍鎖定在6%～16%，在通過試驗(yàn)確定本項(xiàng)目高滲透型乳化瀝青的煤油最佳摻量，煤油摻量與滲透深度二者之間的關(guān)系如圖1 所示。

圖1 改變煤油摻量后乳化瀝青滲透深度變化折線圖

從圖1 可知，當(dāng)煤油摻加量為6%時(shí)，乳化瀝青的滲透深度為5 mm，當(dāng)煤油摻加量為12%時(shí)，乳化瀝青的滲透深度為14 mm，當(dāng)煤油摻加量為16%時(shí)，乳化瀝青的滲透深度為16 mm，從折線整體趨勢(shì)來看，當(dāng)煤油摻加量控制在6%~16%時(shí)，隨著煤油摻加量的增加，乳化瀝青滲透深度也在增加，但是煤油摻加量12%是折線圖的拐點(diǎn)，當(dāng)煤油摻加量小于12%且大于6%時(shí)，乳化瀝青的滲透深度增長(zhǎng)率較大，當(dāng)煤油摻加量大于12%時(shí)，乳化瀝青的滲透深度增長(zhǎng)率變小。基于此，施工現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)過綜合考慮，確定本項(xiàng)目高滲透型乳化瀝青制備過程中的煤油最佳摻量為12%。

2.1.5 現(xiàn)場(chǎng)配制

綜上，可以確定本項(xiàng)目高滲透型乳化瀝青制備材料用量：以70 號(hào)基質(zhì)瀝青進(jìn)行制備，乳化劑的用量為2%、添加劑氧化鈣的用量2%，瀝青和乳化劑水溶液流量比（油水比）50∶50；煤油摻加量為12%。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)配制獲取的高滲透型乳化瀝青性能進(jìn)行檢測(cè)，其技術(shù)指標(biāo)如表2 所示。

表2 現(xiàn)場(chǎng)配制獲取的高滲透型乳化瀝青技術(shù)指標(biāo)

從表2 的檢測(cè)結(jié)果和合格指標(biāo)范圍可知，現(xiàn)場(chǎng)制備的高滲透型乳化瀝青的所有技術(shù)檢測(cè)指標(biāo)均滿足規(guī)范要求，可以用于該瀝青道路面層的透層施工。

2.2 高滲透型乳化瀝青最佳灑布量

該瀝青面層透層施工中的高滲透型乳化瀝青最佳灑布量需要通過試驗(yàn)確定。根據(jù)施工檢驗(yàn)劃定灑布量的合理區(qū)間為0.6~1.6 kg/m2。試驗(yàn)內(nèi)容是在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)3 d 后的半剛性基層頂面灑布高滲透型乳化瀝青，本次灑布量比上一次灑布量多0.2 kg/m2，每次灑布完成后靜置24 h 后觀察其滲透深度。通過試驗(yàn)確定，當(dāng)高滲透型乳化瀝青的灑布量超過1.2 kg/m2時(shí)，乳化瀝青的滲透深度不再增加。所以，確定本項(xiàng)目透層施工中高滲透型乳化瀝青的最佳灑布量為1.2 kg/m2。

2.3 高滲透型乳化瀝青最佳灑布時(shí)間

該瀝青面層透層施工中的高滲透型乳化瀝青最佳灑布時(shí)間需要通過試驗(yàn)確定。半剛性基層的表面致密度在整個(gè)養(yǎng)護(hù)過程中是動(dòng)態(tài)變化的，試驗(yàn)內(nèi)容就是在半剛性基層試件在脫模后的自然養(yǎng)護(hù)階段進(jìn)行，在不同養(yǎng)護(hù)的時(shí)間段灑布相同數(shù)量（1.2 kg/m2）的高滲透型乳化瀝青，觀察其滲透深度變化。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果最終確定，半剛性基層試件成型后的自然養(yǎng)護(hù)3 d時(shí)，高滲透性乳化瀝青的滲透深度最大。所以，該瀝青面層透層施工中高滲透型乳化瀝青的最佳灑布時(shí)間為半剛性基層自然養(yǎng)護(hù)3 d。

2.4 透層施工要點(diǎn)

半剛性基層自然養(yǎng)護(hù)3 d 后，開始進(jìn)行高滲透型乳化瀝青灑布作業(yè)，半剛性基層表面必須處理干凈。安排專人清理基層表面雜物和灰塵，對(duì)施工需要用到的設(shè)備進(jìn)行干燥清理。施工前，對(duì)施工計(jì)劃區(qū)域進(jìn)行沖刷并吹風(fēng)干燥。準(zhǔn)備工作完成后，開始用智能瀝青灑布機(jī)械進(jìn)行高滲透型乳化瀝青的灑布，灑布量控制在1.2 kg/m2。透層施工過程中要嚴(yán)格監(jiān)控乳化瀝青的均勻性、乳化瀝青的黏度以及乳化瀝青的灑布溫度，嚴(yán)格抑制乳化瀝青出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象。透層施工完畢并驗(yàn)收合格后，立即組織人力清掃透層上的灰塵和雜質(zhì)，人工清掃較困難的區(qū)域可以用自來水沖洗，目的是保持透層無塵土，特別是路側(cè)石附近的透層應(yīng)多次清掃并吹凈浮沉。透層清掃完畢后立即封閉交通，為面層施工做準(zhǔn)備。

3 封層施工

3.1 SBS改性瀝青

SBS 改性瀝青具有較好的黏附性、高溫穩(wěn)定能力、低溫抗裂能力以及較好的爬升能力，可以與封層集料形成較好的裹覆面積，本項(xiàng)目封層施工瀝青材料選用SBS 改性瀝青[2]。正式施工前對(duì)SBS 改性瀝青的技術(shù)性能進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如表3 所示。

表3 SBS改性瀝青技術(shù)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

從表3 的檢測(cè)結(jié)果和合格指標(biāo)范圍可知，施工現(xiàn)場(chǎng)選用的SBS 改性瀝青所有技術(shù)檢測(cè)指標(biāo)均滿足規(guī)范要求，可以用于該瀝青道路面層的封層施工。

3.2 集料

瀝青面層封層施工集料包括粗集料和細(xì)集料。粗集料采用機(jī)械破碎玄武巖獲取，細(xì)集料為機(jī)制砂。集料技術(shù)性能指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果如表4 所示。通過表4 的檢測(cè)結(jié)果和合格指標(biāo)范圍可知，施工現(xiàn)場(chǎng)選用的粗集料和細(xì)集料的所有技術(shù)檢測(cè)指標(biāo)均滿足規(guī)范要求，可以用于該瀝青道路面層的封層施工。

表4 改性瀝青混合料中集料技術(shù)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

為了增加SBS 改性瀝青和集料之間的黏結(jié)能力，在改性瀝青混合料配置過程中加入適量的礦粉。根據(jù)試驗(yàn)確定，本項(xiàng)目所選用的礦粉參數(shù)如下：礦粉的表觀密度為2.815 g/cm3、礦粉的粒度小于0.075 mm、礦粉的塑性指數(shù)為3.8%，且礦粉加熱后仍具有較好的穩(wěn)定性。

3.3 封層施工要點(diǎn)

（1） 施工前期準(zhǔn)備。封層施工前對(duì)施工路面進(jìn)行徹底清掃，對(duì)施工道路兩側(cè)的路緣石進(jìn)行覆蓋保護(hù)；對(duì)噴灑設(shè)備及噴灑輔助設(shè)備性能進(jìn)行調(diào)試，保證封層施工所有設(shè)備均處于最佳狀態(tài)。（2）SBS 改性瀝青灑布。將智能碎石封層灑布車所有料門控制開關(guān)開啟，將車速設(shè)定在3~5 km/h，確保灑布車勻速行駛。（3）集料灑布。集料灑布車施工時(shí)，安排專人緊盯灑布成果，如果封層集料出現(xiàn)重疊或者在規(guī)范要求外的粒徑集料時(shí)，應(yīng)立即做出消除質(zhì)量缺陷的相關(guān)響應(yīng)。（4）為保證SBS 改性瀝青噴灑后形成厚度均勻的一層保護(hù)膜，改性瀝噴灑時(shí)必須保證瀝青混合液的溫度處于170~180 ℃，保證改性瀝青噴灑出來的狀態(tài)始終處于噴霧狀。（5）灑布作業(yè)結(jié)束后，對(duì)灑布車的儲(chǔ)存罐進(jìn)行徹底清理；并對(duì)SBS 改性瀝青消耗量和粗集料、細(xì)集料消耗量進(jìn)行校核，判斷當(dāng)日改性瀝青混合料用量是否滿足設(shè)計(jì)要求。（6）集料碾壓。集料灑布完成后，掛空擋等候的膠輪壓路機(jī)立即啟動(dòng)碾壓作業(yè)，碾壓遍數(shù)設(shè)定在4 遍，選用自重26 t 的膠輪壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，壓路機(jī)行進(jìn)速度控制在2.0 km/h，碾壓輪跡重疊控制在30 cm 以內(nèi)。此外，行車道邊緣區(qū)域碾壓遍數(shù)不能少于5 遍。（7）碾壓結(jié)束后要立即封閉交通進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

4 結(jié)語

經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，透層施工完成后的平均滲透深度為11 mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過規(guī)范要求的5 mm 滲透深度，透層施工現(xiàn)場(chǎng)部分水穩(wěn)定基層的表面尺寸相對(duì)較大，此區(qū)域的滲透深度達(dá)到了23 mm?？梢姡捎酶邼B透型乳化瀝青進(jìn)行透層施工的效果顯著。封層施工、養(yǎng)護(hù)完成后，對(duì)下封層進(jìn)行剎車試驗(yàn)、滲水試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果均滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求；對(duì)下封層的平整度間隙、縱向斷面高層、寬度和橫坡度進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量結(jié)果均滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求。由此可見，在透層和封層施工過程中，嚴(yán)格按照規(guī)范流程進(jìn)行原材料選擇和施工工藝進(jìn)行施工，可有效提升透層施工質(zhì)量，增強(qiáng)面層和基層之間的黏結(jié)效果，增加面層的抗水損害能力，提升瀝青路面行車安全。