淺談透層、封層、粘層在海外道路工程施工中的應(yīng)用

摘 要：根據(jù)柔性路面多層彈性理論，公路不同層面的混合料組成設(shè)計中，路面承受荷載應(yīng)力、應(yīng)變能力自上而下依次減弱。從路面受力來看，如果層面不連續(xù)，勢必影響荷載應(yīng)力的擴(kuò)散與消解，將導(dǎo)致路面過早出現(xiàn)疲勞性破壞。透層、封層和粘層在滿足阻水的同時，提高了路面層間結(jié)合力，這個結(jié)合力滿足了溫度以及應(yīng)力應(yīng)變的需要。

關(guān)鍵詞：透層；封層；粘層；瀝青

1 概述

目前，國內(nèi)建筑市場不斷的萎縮，很多建筑企業(yè)紛紛走出國門，進(jìn)入非洲市場。非洲相對國內(nèi)比較落后，道路的設(shè)計等級低，一般相當(dāng)于國內(nèi)三級路的標(biāo)準(zhǔn)。面層結(jié)構(gòu)層通常由瀝青混凝土混合料面層、無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定粒料（水泥穩(wěn)定土、水泥穩(wěn)定碎石等）半剛性基層組成。這種結(jié)構(gòu)在施工過程中，層間的結(jié)合十分的重要。另外，非洲有些地區(qū)降雨集中且雨量較大，水破壞是道路損壞的主要原因。因此，基層表面的質(zhì)量和功能層（下封層）的質(zhì)量好壞，直接影響到路面的質(zhì)量和使用壽命。

在國外的通常設(shè)計中，也僅僅對基層表面進(jìn)行透層處理，對像下封層這樣的功能層也不作一單獨(dú)的結(jié)構(gòu)層予以重視。因此，為了使路面多層組合體具有更好的結(jié)構(gòu)承載力、耐久性、粘合性和抗水害能力，對這些層間結(jié)合的功能層我們應(yīng)給予足夠的重視。

2 透層

2.1 主要功能

透層一般處在基層和封層之間，其主要功能如下：

①滲入基層粒料中，加固了粒料之間的粘合，不易松散；②透入基層表面孔隙，增強(qiáng)了基層和封層之間的粘結(jié)；③基層施工完畢，馬上進(jìn)行透層施工，可減低基層水分的蒸發(fā)，作為覆蓋層，對基層養(yǎng)生；④透層油對基層滲透完畢后，填充了及材料的開口縫隙，有利于基層的防水；⑤若對基層開放交通，對基層有一定的防護(hù)作用，減少行車對基層的破壞。

2.2 材料要求

在所有的層間處理方式中，透層對材料有著其特殊的要求。理想的透層深度應(yīng)透入基層5-10mm，為此透層油一般采用低粘度的煤油稀釋瀝青或改性乳化瀝青。但煤油稀釋瀝青具有一定的缺陷，其中的輕油油分完全揮發(fā)需要時間較長，揮發(fā)后的瀝青粘度低，很難保證基層與面層之間的粘結(jié)強(qiáng)度，對環(huán)境亦產(chǎn)生不良影響。

改性乳化瀝青在應(yīng)用于透層時，應(yīng)符合《公路瀝青施工技術(shù)規(guī)范》中對應(yīng)用于透層的乳化瀝青的破乳速度和粘度的規(guī)定。粘度太大則透層和面層之間形成夾芯，破壞上下層間的連接。因此改性劑的用量不應(yīng)使乳化瀝青的粘度增加過大，宜控制在3%以下。對于級配碎石基層可適當(dāng)加大乳化瀝青的粘度，這樣可以對礦料起到粘附的作用，有利于保護(hù)基層不受車輛破壞。

2.3 施工注意事項

2.3.1 噴灑前要清理基層，不應(yīng)該有浮料和塵土。

2.3.2 若基層表面很干燥，在噴灑前最好噴灑一定量的水，使其表面濕潤即可，將更有利于透層油的滲透。

2.3.3 如遇大風(fēng)或?qū)⒁掠陼r，不能噴灑透層油。

2.3.4 氣溫低于10℃時不宜噴灑透層油。

2.3.5 應(yīng)按設(shè)計噴油量一次均勻?yàn)⒉迹?dāng)有漏灑時，應(yīng)人工補(bǔ)灑。

2.3.6 噴灑透層油后一定要嚴(yán)格禁止人和車輛通行。

2.3.7 透層油布灑后應(yīng)待充分滲透，一般不少于24h后才能攤鋪上層，但也不能在透層油噴灑后很久不做上層施工，應(yīng)盡早施工。

3 封層

封層按鋪設(shè)位置分為上、下封層。鋪設(shè)在瀝青混凝土面層上面的稱為上封層，起封閉水分、減少車輪磨耗及增強(qiáng)摩擦系數(shù)的作用；在基層和面層或不同面層之間的稱下封層，在結(jié)構(gòu)層之間形成一道抵御水害的防護(hù)層。按施工類型來分，可分為單或雙層式密封（single seal and double seals）和乳化瀝青稀漿封層（slurry seal）。

由于非洲雨水比較集中，水破壞時主要的道路破壞形式，在筆者剛果金的施工過程中，基本每條路都設(shè)置了封層，在主要的交通要道國家級道路施工時，采用了上封層（單層瀝青表處或稀漿封層），既避免了雨水滲入結(jié)構(gòu)層，又增加了道路的摩擦系數(shù)，進(jìn)一步提高了道路的行車安全。在城市道路的施工時，采用了下封層（單層瀝青表處），既保證了水泥穩(wěn)定土基層不受水破壞，又增強(qiáng)了面層和基層的粘結(jié)性。

3.1 主要功能

3.1.1 瀝青面層孔隙率太大，透水嚴(yán)重，封層可以阻止雨水進(jìn)入面層或基層。

3.1.2 修復(fù)裂紋或坑槽已修補(bǔ)后的路面。

3.1.3 加鋪磨耗層或改善抗滑性能。

3.1.4 下封層可以對新施工基層起到養(yǎng)護(hù)作用。

3.1.5 下封層施工完畢，短時間的開放交通，保護(hù)基層。

3.2 材料要求

單層瀝青表處（單密封）的材料是80/100的熱瀝青或改性瀝青（橡膠瀝青等）和單級配碎石（通常采用9.5mm或19.0mm）；稀漿封層的材料是慢裂或中裂的乳化瀝青和0-5mm沙子。當(dāng)需要減緩破乳速度時，可摻加適量的氧化乳作外加劑。當(dāng)需要加快破乳時，可采用一定數(shù)量的水泥或消石灰粉作填料。

3.2.1 瀝青要針入度大點(diǎn)的，至少80-100mm，或者是粘性較大的改性瀝青。在國外采用了80/100的熱瀝青和橡膠瀝青。

3.2.2 碎石顆粒大小均勻，不能含有雜質(zhì)。

3.2.3 乳化瀝青最好選用慢裂或中裂的陽離子乳化瀝青，因?yàn)檫@種乳化瀝青及能夠滿足施工過程所用時間的要求，還能很好的與石料粘合。在非洲采用了從南非購買的SS60。

3.3 施工注意事項

單層瀝青表處（單密封）施工時要注意：

①清理下承層表面，不能有塵土或雜物。②熱瀝青的噴灑溫度不能低于165℃。風(fēng)力不能影響噴灑的均勻。③分段施工，單幅不能超過600米，撒鋪碎石和碾壓都要緊跟。

稀漿封層施工時要注意：

①清理下承層，不能有塵土和松動雜物。②稀漿封層施工時應(yīng)在干燥情況下進(jìn)行。③稀漿封層施工應(yīng)使用稀漿封層鋪筑機(jī)，其工作速度宜勻速鋪筑，應(yīng)達(dá)到厚度均勻，表面平整的要求。④稀漿封層鋪筑后，必須待乳液破乳、水分蒸發(fā)、干燥成型后方可開放交通。

4 粘層

粘層的作用在于使各層面之間、面層與構(gòu)造物之間粘結(jié)成一個整體。粘層主要起膠結(jié)作用，對材料的要求也主要在粘結(jié)強(qiáng)度。粘層材料通常采用乳化瀝青或改性乳化瀝青，改性乳化瀝青較之乳化瀝青在強(qiáng)度方面有較大改善，一般采用快裂型的改性乳化瀝青較為適宜。

4.1 主要功能

4.1.1 粘結(jié)下封層和面層瀝青混凝土。

4.1.2 粘結(jié)舊路面和新鋪瀝青混凝土面層。

4.1.3 粘結(jié)水泥混凝土路面或橋面鋪裝和瀝青混凝土面層。

4.2 材料要求

粘層所用材料為SBR改型乳化瀝青，屬于噴灑型陽離子中（快）裂乳化瀝青，有關(guān)技術(shù)指標(biāo)符合PC-3型道路用乳化瀝青技術(shù)要求進(jìn)行攪拌，如果攪拌后的乳化瀝青均勻一致可以繼續(xù)使用，否則不準(zhǔn)使用。乳化瀝青存放根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果不宜超過5d。

4.3 施工注意事項

4.3.1 清理下承層表面，人工除去表面塵土及雜物。

4.3.2 噴灑必須均勻，底涂層料過多時應(yīng)予以刮除，未噴灑處應(yīng)人工補(bǔ)灑。全幅路面需兩次噴灑，中間搭接寬度100mm。

4.3.3 噴灑時應(yīng)注意，用合適的保護(hù)材料如沙土、油毛氈覆蓋路緣石、水溝、護(hù)欄、橋面道板、護(hù)欄及水溝、槽等已有結(jié)構(gòu)物隔離，對于無法清理干凈的受污染物質(zhì)，應(yīng)全部更換。

4.3.4 在斜坡上噴灑時，灑布車必須由坡腳向坡頂灑布。

4.3.5 要等乳化瀝青破乳，水分蒸發(fā)完后才能鋪筑上層瀝青混凝土。

5 結(jié)束語

這三種輔助結(jié)構(gòu)層為層間接觸面提供彈性連續(xù)，新鋪設(shè)面層與基層在受荷載應(yīng)力作用時可以差動移動，承受并消解出于面層之間移動所產(chǎn)生的應(yīng)力、應(yīng)變，起到防水、吸收應(yīng)力的作用。非洲經(jīng)濟(jì)落后，物資缺乏，道路的設(shè)計等級低，雨水集中，公路的管理能力也很有限，造成了道路早期就開始出現(xiàn)雨水、車轍等一些破壞。我們在公路施工過程中，根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，增添了透層、封層和粘層的（其中的一種、兩種或者三種）結(jié)構(gòu)型式。在不太增加道路建設(shè)成本的情況下，使道路的使用年限得到了延長，取得了很好的效果。

作者簡介：卞鵬，2004年，畢業(yè)于大連交通大學(xué)，現(xiàn)就職于中鐵七局海外公司（河南鄭州）。