王劍英
(黑龍江工程學(xué)院,哈爾濱 150050)
高速公路瀝青路面層間處治技術(shù)主要包括透層、下封層(防水粘結(jié)層)、粘層三部分,透層指的是為使瀝青層與無瀝青材料的基層結(jié)合良好,在基層上澆灑的石油瀝青、煤瀝青、液體瀝青或陽離子乳化瀝青而形成的透入基層表面的薄層。本文通過查閱相關(guān)文獻(xiàn),對全國近十幾年來的新建和改建公路層間處治狀況進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查,重點(diǎn)收集不同類型的透層的應(yīng)用情況,以及使用材料對該路段瀝青路面長期使用性能的影響,分析透層功能層的技術(shù)功能,為高速公路層間處治工藝提供參考。
詳細(xì)調(diào)查了全國23條高速公路的透層油應(yīng)用情況,應(yīng)用的透層油有乳化瀝青、改性乳化瀝青、煤油稀釋瀝青和高滲透乳化瀝青,具體類型、用量及使用效果如下表1和圖1所示。
表1 全國高速公路透層油應(yīng)用情況調(diào)查表
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圖1 國內(nèi)透層油應(yīng)用調(diào)查
通過分析以上表和圖可知,目前國內(nèi)高速公路透層油中乳化瀝青和改性乳化瀝青應(yīng)用廣泛,但是透入基層效果不理想,易在基層表面形成油膜,影響層間粘結(jié)效果。應(yīng)用煤油稀釋瀝青的工程也較多,雖然滲透效果很好,能夠滿足規(guī)范5mm的要求,但是對于保護(hù)環(huán)境和節(jié)約資源有非常不利的影響。高滲透乳化瀝青雖然應(yīng)用不多,但因其高滲透性能及環(huán)保性能,具有更好的使用前景。雖然目前應(yīng)用不多,但因其環(huán)保性能,具有更好的使用前景。
透層油在施工之后,會在半剛性基層上有一定深度的滲透并可以降低基層材料的模量,很好地發(fā)揮從有機(jī)結(jié)合料到無機(jī)結(jié)合料結(jié)構(gòu)層之間良好的過渡藕合作用。在滲透深度內(nèi),有機(jī)物質(zhì)填充了半剛性基層的表面空隙,形成了特殊的結(jié)構(gòu)層,我們稱之為藕合層。藕合層由于有機(jī)物質(zhì)的介入,使之與柔性路面的粘結(jié)效果很好,而藕合層本身也是半剛性基層的一部分,因此徹底解決了柔性路面與半剛性路面基層的粘結(jié)問題。
為滿足承受荷載的要求,路面應(yīng)在級配、結(jié)構(gòu)上成為連續(xù)的整體。由于施工工藝的限制,路面結(jié)構(gòu)不得不設(shè)計(jì)為多層組合體系。因此,不可避免地會出現(xiàn)層與層之間的結(jié)合面,由瀝青路面的受力分析可以看出,這種結(jié)合面的結(jié)合質(zhì)量對路面的影響很大。
1.在平衡荷載作用下,荷載作用力在結(jié)構(gòu)層內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力基本上成扇形分布,在受力范圍內(nèi)的每一點(diǎn)的應(yīng)力都可以理解為兩個力:垂直方向和水平方向的力。在基面層結(jié)合處,如果沒有很好的連續(xù),在水平力的作用下,將造成層間滑動,從而產(chǎn)生病害。
2.當(dāng)車輪起步或剎車時,結(jié)構(gòu)層中將產(chǎn)生水平剪力,尤其在基面層結(jié)合處由于沒有很好的連續(xù),剪應(yīng)力在結(jié)合面處被吸收,使上、下面層受力出現(xiàn)差異,產(chǎn)生水平向的相對移動,從而出現(xiàn)層間剝落、擁包等病害。采取透層處理后,基面層間連續(xù)性得到改善,從而達(dá)到了較理想的粘結(jié)效果。
在荷載作用下的路面面層起到傳遞垂直荷載和抵抗水平剪力的作用,而路面基層和路基是主要來承受垂直荷載。因此,路面在連續(xù)性很好的情況下,厚度越大,抗變形效果越好。透層是在半剛性基層材料中加入了柔性材料,具有一定抗變形能力,相當(dāng)于增加了柔性材料結(jié)構(gòu)層的厚度,對提高路面抗變形能力起到了一定作用。
透層材料滲入基層后,對基層表面起到填充作用,封閉基層材料的開口空隙,從而形成一個防水層,阻止路表水滲入路基,提高了基層抵御水破壞的能力,特別是結(jié)合下封層油膜的封閉作用,既可解決下封層的粘結(jié),又為基層防水起到了良好的作用。
在新鋪筑的基層表面及時噴灑透層油,可以避免基層內(nèi)部水分蒸發(fā),從而達(dá)到基層養(yǎng)生的目的。另外,省去了灑水養(yǎng)生,節(jié)省了養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。
在由于某種原因推遲鋪筑面層的情況下,透層可向基層提供臨時性防護(hù),防止降雨和臨時行車的破壞。
現(xiàn)行《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定:瀝青路面各類基層都必須噴灑透層油,瀝青層必須在透層油完全滲入基層后方可鋪筑。根據(jù)調(diào)查研究分析得到透層施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的具體建議是:透層油應(yīng)根據(jù)基層類型選擇滲透性好的液體瀝青、乳化瀝青、改性乳化瀝青或高滲透乳化瀝青,噴灑后鉆孔或挖掘確認(rèn)透層油滲透入基層的深度宜不小于5mm(無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定集料基層)—10mm(無結(jié)合料粒料基層),要經(jīng)過試驗(yàn)確定其使用透層油的灑布量并能與基層聯(lián)結(jié)成為一體。否則只會在基層表面形成一層油膜,一經(jīng)車輛行駛或搓動,很容易被車輪粘走、卷皮或磨掉,不僅起不到固結(jié)、聯(lián)結(jié)、封閉、防水的作用,還會導(dǎo)致上面瀝青混凝土層的推移、脫落等損壞。
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