大厚度基層與瀝青面層層間處治技術(shù)研究

摘 要：為了解決日益增長的交通需求問題，本文介紹了大厚度基層與瀝青面層層間處治技術(shù)，以某公路工程為例，分析了該工程原材料指標(biāo)及配合比、層間處治技術(shù)，提出了透層油施工、黏層施工、封層施工的技術(shù)應(yīng)用，得出了道路的耐久性主要受到建筑負(fù)荷、抗疲勞性能以及道路各結(jié)構(gòu)層間粘附力等多重因素的影響的結(jié)論，進(jìn)一步提升道路性能，深入探究并解讀瀝青道路層間修復(fù)技術(shù)的實(shí)施與應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：大厚度基層；瀝青面層；層間處治技術(shù)文章編號：2095-4085（2024）06-0019-03

0 引言

近年來，我國持續(xù)加大對交通基礎(chǔ)設(shè)施的投資力度，推動了各類型道路總長度的逐年增長。其中半硬化基底道路憑借其超強(qiáng)的韌性、硬度和負(fù)荷能力，有效滿足我國道路行業(yè)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的需求，對道路行業(yè)的進(jìn)步產(chǎn)生了積極而深遠(yuǎn)的影響。李蓉（2022）基于瀝青路面層間材料的特性，分析瀝青路面層間處置相關(guān)技術(shù)［1］。何軍（2022）通過開展試驗(yàn)的方式，分析不同工藝的粘結(jié)效果，最后選擇膠粉改性瀝青作為封層材料［2］。武越鋒（2021）結(jié)合具體工程，分析透層油封層、稀漿封層以及同步碎石封層三種處治技術(shù)的工藝［3］。

1 工程概況

該公路的基礎(chǔ)寬度設(shè)計(jì)為21.5m，嚴(yán)格遵守高速公路的規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)，以確保交通流量和速率的順暢與安全。此外所有橋梁均按照I級承重標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)與建設(shè)。在具體規(guī)劃中，確定了硬質(zhì)路面的寬度為2m×1.5m，交通流量通道的尺寸為2m×2m×3.75m，中心區(qū)域的間距為1.5m，以確保道路使用的安全與效率。這條公路作為附近地區(qū)的主要交通干道，其車流量極大，實(shí)際承載壓力已超出設(shè)計(jì)規(guī)定的70%～80%的限值。因此，在公路層級治理的框架下，必須對工程所在地區(qū)的材料情況進(jìn)行全面評價(jià)，并據(jù)此選擇性能材料。

2 大厚度基層與瀝青面層層間處治原材料指標(biāo)及配合比

2.1 透層油的組成及用量

根據(jù)瀝青道路建設(shè)的規(guī)范，各類道路的基層均須涂抹透層油和粘層油，確保油液全面覆蓋基層后，方可進(jìn)行瀝青面層的鋪設(shè)。此外基層的頂部應(yīng)設(shè)置密封層，同時(shí)，上層、基層和中層之間亦需涂抹粘層油，以確保道路的完整性和穩(wěn)定性。在本項(xiàng)目中，主體材料包括水、改性劑及瀝青，全部為實(shí)驗(yàn)室內(nèi)自制。本項(xiàng)目主要采用的是70號基質(zhì)瀝青，具體技術(shù)參數(shù)詳見附表1。在實(shí)際操作過程中，瀝青與水的混合比例被精確調(diào)控至1∶1，并通過特制的乳化瀝青設(shè)備進(jìn)行深度攪拌，確保攪拌時(shí)間不少于0.5h。同時(shí)整個(gè)過程中混合物的溫度始終維持在80℃以上，以確保材料性質(zhì)的穩(wěn)定與效果的最優(yōu)化。

SBS改性乳化瀝青在高級道路粘合層領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛。其顯著優(yōu)勢在于既能在高溫環(huán)境下保持出色的穩(wěn)定性，又能在低溫條件下展現(xiàn)卓越的防裂性能。除此之外，其耐磨性以及粘合性能較好。本項(xiàng)目所采納的SBS改性乳化瀝青技術(shù)指標(biāo)詳見表2，不僅符合我國交通部的建設(shè)規(guī)范，更能在現(xiàn)場施工過程中發(fā)揮積極作用。在進(jìn)行瀝青撒播工作中，通過運(yùn)用全自動撒播設(shè)備來精確控制瀝青的使用量，目標(biāo)撒播范圍為0.4～0.6kg/m2。

2.2 稀漿封層及同步碎石封層材料

稀漿封層建設(shè)技術(shù)采用精確配比的級配骨料、填充物、乳化瀝青、水及多種添加物，混合制備成稀漿混凝土，隨后將混合物均勻鋪設(shè)于待處理的路面之上。同時(shí)考慮到稀漿封層的厚度差異，進(jìn)一步將其劃分為細(xì)密封層、中密封層、粗密封層和增大密封層四種類型。在本項(xiàng)目中，采用粗密封層的設(shè)計(jì)方案，并明確將其厚度設(shè)定為10mm，確保項(xiàng)目質(zhì)量，同時(shí)滿足工程實(shí)際需求。在考慮碎石特性時(shí)，必須關(guān)注其外觀的清潔度、尺寸和形態(tài)，已確定使用直徑為5～10mm的石灰?guī)r碎石。根據(jù)具體計(jì)算，每平方米所需的散播量為6.359kg。

3 大厚度基層與瀝青面層層間處治技術(shù)分析

3.1 透層油施工

為確保瀝青能夠均勻且緩慢地滲透，可以使用乳化瀝青PC-2型。注意其使用量應(yīng)嚴(yán)格控制在1.0～1.2kg/m2的范圍內(nèi)，以達(dá)到最佳的滲透效果。在施工開始前，確?；A(chǔ)建設(shè)已完成且表面已適度干燥，以避免對瀝青滲透造成不利影響。在基礎(chǔ)建設(shè)的過程中，若存在施工周期過長或表面出現(xiàn)松動的現(xiàn)象，首先必須對施工區(qū)域進(jìn)行全面的清掃工作，以確保基礎(chǔ)層干凈無塵。隨后方可開始鋪設(shè)瀝青。瀝青的鋪設(shè)過程中，需確保瀝青具有充分的滲透性而不外溢，并達(dá)到預(yù)設(shè)的深度標(biāo)準(zhǔn)（通常為5mm或以上），以防止瀝青在基礎(chǔ)層表面形成油膜。在施工乳化瀝青稀糊封層之前，如果某些區(qū)域?yàn)r青過量需要立即清除。

3.2 黏層施工

首先黏層瀝青的撒播或涂抹必須保持均勻一致，以確保其均勻覆蓋在道路表面；其次瀝青的噴灑量應(yīng)嚴(yán)格控制在0.3～0.6L/m2之間，以確保其充分發(fā)揮粘結(jié)作用。此外，若道路表面存在污垢和灰塵，需要在施工前徹底清除，以保證黏層瀝青與道路表面的緊密結(jié)合。在進(jìn)行道路施工過程中，若存在土壤則需使用水沖洗干凈，并等待道路表面完全干燥后方可進(jìn)行后續(xù)施工。同時(shí)若氣溫低于10℃或道路表面過于潮濕，則不得使用黏層瀝青。在完成基礎(chǔ)建設(shè)工作后，需在其上方進(jìn)行透氣性瀝青和稀釋封閉層的施工。在生產(chǎn)上層的瀝青混凝土?xí)r，嚴(yán)格遵循科研機(jī)構(gòu)所提供的精確配比，以確保產(chǎn)品質(zhì)量與性能的穩(wěn)定。在進(jìn)行瀝青混合料的試拌、試鋪工作中，由監(jiān)理工程師親自指導(dǎo)，選取至少500m的道路區(qū)域作為試驗(yàn)段。通過試驗(yàn)?zāi)軌虼_定松鋪系數(shù)、壓實(shí)遍數(shù)、混合時(shí)間、混合溫度、碾壓順序等關(guān)鍵參數(shù)，進(jìn)而評價(jià)施工計(jì)劃的合理性與可行性。根據(jù)對試驗(yàn)區(qū)域的綜合評價(jià)，可以實(shí)現(xiàn)對瀝青混凝土的底層結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)規(guī)劃。在此方案中，底層的構(gòu)造將采用8cm厚的瀝青混凝土，中層則鋪設(shè)6cm厚的瀝青混凝土，而最上層則選用4cm厚的SMA瀝青混合物，確保道路的穩(wěn)固性、耐久性以及行車舒適性。在此過程中，采用攤鋪機(jī)負(fù)責(zé)上、中、下三個(gè)層次的全面施工，以確保施工的一致性與高效性。在下層建設(shè)中，采用鋼絲線法，以確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固與準(zhǔn)確；而在中層和表層施工中，選擇無接觸的平衡梁法，旨在提升施工效率與質(zhì)量。為確保鋪設(shè)質(zhì)量，需在鋪設(shè)前對鋪設(shè)機(jī)的熨平板進(jìn)行加熱，加熱溫度應(yīng)不低于65℃。鋪設(shè)機(jī)應(yīng)維持穩(wěn)定且均勻的運(yùn)作狀態(tài)，鋪設(shè)速度控制在每分鐘2～6m之間，鋪設(shè)數(shù)量需與混合物輸送量保持同步。針對瀝青混合料的壓實(shí)過程，將其劃分為三大階段：初步壓實(shí)、二次壓實(shí)以及最終壓實(shí)。在每個(gè)階段中，都運(yùn)用到不同型號的壓路機(jī)，確保壓實(shí)質(zhì)量符合工程要求。

在施工粘層乳化瀝青的過程中，第一，需均勻涂抹粘層油，并精確控制灑布量，以防超出或低于所需標(biāo)準(zhǔn)。第二，在進(jìn)行粘層油撒布作業(yè)之前，必須確保道路上的所有雜質(zhì)被徹底清除，隨后需使用水進(jìn)行全面沖洗。第三，為確保粘層油能夠均勻覆蓋且避免漏灑和堆積現(xiàn)象，需以霧狀形式進(jìn)行噴灑。一旦發(fā)現(xiàn)某部分噴灑量不足，需立即進(jìn)行補(bǔ)充作業(yè)。第四，當(dāng)施工環(huán)境溫度低于10℃或遇到降雨天氣時(shí)，應(yīng)暫停施工活動［4］。

3.3 稀漿施工

在道路表面修復(fù)工作中，需要不斷提升建筑技術(shù)、優(yōu)化工作流程以及增強(qiáng)操作人員的專業(yè)素養(yǎng)。在此過程中，稀漿封層機(jī)成為了關(guān)鍵設(shè)備，其工作原理在于將乳化瀝青、碎石、礦物粉末、水以及各類添加劑按照預(yù)定比例投入混凝土攪拌桶內(nèi)，隨后通過快速攪拌形成流動的乳化瀝青稀漿混合物，并最終在道路表面實(shí)現(xiàn)均勻鋪設(shè)。為確保稀漿封層機(jī)的有效使用，需事先詳盡了解并掌握其使用指南。為了消除表面空隙，需在橡膠板上增設(shè)一層土工布，方可進(jìn)行后續(xù)鋪設(shè)工作。在鋪設(shè)稀漿混合料時(shí)，稀漿封層機(jī)必須保持穩(wěn)定的運(yùn)行速度，并控制在每小時(shí)2公里左右，以確保鋪設(shè)的物料量與產(chǎn)出量相匹配。鋪設(shè)完成后，需立即進(jìn)行手動找平作業(yè)，并精確處理接縫、不平整處及大顆粒礦石部分。根據(jù)建設(shè)需求，常見的選擇是采用BCR型改性乳化瀝青。在底層建設(shè)完成后，為了確保建設(shè)品質(zhì)，經(jīng)常需要采取稀漿封層措施，能夠有效地防止底層中大部分雨水的流失。通常情況下，瀝青的使用量（即油石比）需要在7.5%～13.5%的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。在確定混合料的配合比時(shí)，首先精確確定所需的水量，這通常通過稠度測試來實(shí)現(xiàn)；其次設(shè)定混合料的破乳時(shí)間，嚴(yán)格控制在15min～12h的范圍內(nèi)。另外，對混合料的初凝時(shí)間和固化時(shí)間進(jìn)行測試至關(guān)重要，比如：混合料的粘結(jié)力達(dá)到120N·cm的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)可準(zhǔn)確判定其初凝時(shí)間。在固化時(shí)間的設(shè)定上，可以將其設(shè)定為200N·cm。

3.4 封層施工

在封層施工開始前，從原材料庫中提取必要的細(xì)小物質(zhì)、乳化劑以及瀝青樣本，精確確定密封層的稠糊比例，確保工程質(zhì)量。在比例確定后提交給監(jiān)督工程師進(jìn)行嚴(yán)格審核；審核通過后，采用稠糊混合物鋪設(shè)至少300m的實(shí)驗(yàn)區(qū)域。此實(shí)驗(yàn)區(qū)域的鋪設(shè)將為后續(xù)的建設(shè)工作提供重要的參考依據(jù)。在進(jìn)行封層作業(yè)前，確定機(jī)器的運(yùn)行速度、石料及瀝青的投入量等關(guān)鍵因素。在鋪設(shè)乳化瀝青混合料時(shí)，采用CRM500型連續(xù)乳化瀝青混合料鋪設(shè)車輛，以確保施工質(zhì)量和效率。在進(jìn)行乳化瀝青混合料的鋪設(shè)工作中，將裝載有各種物料的鋪設(shè)車輛引導(dǎo)至施工起始點(diǎn)，并確保車輛的指示標(biāo)志與預(yù)設(shè)的路徑控制線精確對準(zhǔn)。同時(shí)必須保持鋪設(shè)槽口與機(jī)器尾端的垂直，以便施工精確無誤。另外，需要驗(yàn)證瀝青泵是否已充分預(yù)熱，從而保障其流暢運(yùn)作，并確保攤鋪機(jī)的所有組件均處于正常工作狀態(tài)。當(dāng)混合物的體積達(dá)到攤鋪機(jī)總?cè)萘康娜种?，并且已在道路寬度上鋪設(shè)了充足材料時(shí)，可啟動攤鋪機(jī)，并以1.5～3.0km/h的速度保持勻速行駛［5］。

4 結(jié)論

（1）為了提升道路表面的承載能力與穩(wěn)定性，需要對道路的各個(gè)構(gòu)造部分給予充分的關(guān)注。

（2）只有確保每個(gè)構(gòu)造部分之間的連貫性和協(xié)調(diào)性，才能有效提高道路建設(shè)的整體質(zhì)量，對每個(gè)構(gòu)造部分進(jìn)行細(xì)致的分析和研究，以確保道路的安全性和耐久性。

參考文獻(xiàn)：

［1］李蓉.瀝青路面層間處置技術(shù)研究［J］.四川建材，2022，48（10）：192-193.

［2］何軍.再生瀝青路面基面層間界面加強(qiáng)處治技術(shù)研究［J］.科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2022（24）：81-84.

［3］武越鋒.半剛性基層瀝青路面層間處治技術(shù)研究［J］.交通世界，2021（16）：24-25.

［4］李文展，王興偉，鞠新強(qiáng)，等.道路SMA瀝青混凝土面層施工質(zhì)量控制［J］.中國建筑金屬結(jié)構(gòu)，2023，22（5）：106-109.

［5］王剛.大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層及其層間處治技術(shù)研究［D］.華南理工大學(xué)，2019.