淺談開普封層在嘉安高速公路中的應(yīng)用

吳建華

（甘肅省嘉峪關(guān)公路管理局，甘肅 嘉峪關(guān)735100）

0 前言

G30嘉安高速公路具有以下幾個(gè)特征：早期損害嚴(yán)重；考慮到經(jīng)濟(jì)條件，銑刨重鋪造價(jià)相對(duì)較高；考慮到當(dāng)?shù)厥┕り?duì)伍的技術(shù)水平及其他因素；針對(duì)G30嘉安高速公路，提出開普封層作為路面結(jié)構(gòu)型式，主要是考慮到這種路面結(jié)構(gòu)型式造價(jià)較低，強(qiáng)度高，施工方便，且表面與瀝青粘結(jié)良好，微表處由專業(yè)隊(duì)伍進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工，質(zhì)量可以保證。

1 結(jié)構(gòu)層分析

目前嘉安高速公路養(yǎng)護(hù)維修工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要采取4cm厚橡膠瀝青混凝土面層。由于施工現(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)離拌和樓，攤鋪壓實(shí)受地形及交通通行的制約，甚至出現(xiàn)長(zhǎng)運(yùn)輸?shù)那闆r，使用傳統(tǒng)的熱拌和攤鋪施工是不經(jīng)濟(jì)、不安全。

表1 路面結(jié)構(gòu)方案比較

在高速公路養(yǎng)護(hù)維修工程設(shè)計(jì)中并沒(méi)有太多關(guān)注模量比的限制，有許多路面如瀝青面層等均由于此發(fā)生了嚴(yán)重的早期破損。因此按照就地取材，利于施工的原則，推薦開普封層的結(jié)構(gòu)方案如下圖。

圖1 開普封層典型結(jié)構(gòu)形式

2 開普封層的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

開普封層瀝青路面屬于復(fù)合結(jié)構(gòu)形式。即在碾壓成型的新路面或老路面上完成，主要是鋪筑熱熔橡膠瀝青碎石封層+微表處的復(fù)合路面結(jié)構(gòu)形式，其特點(diǎn)在于充分利用了微表處作為上封層時(shí)良好的防水性能和抗滑性能，同時(shí)又能發(fā)揮出熱熔橡膠瀝青碎石下封層柔性的特點(diǎn)，有利于各結(jié)構(gòu)層受力均勻，變形協(xié)調(diào)，且可以減緩面層的反射裂縫，承載能力和耐久性更好。

2.1 熱熔橡膠瀝青碎石封層

橡膠瀝青是由專用的橡膠瀝青設(shè)備加工而成的，制作過(guò)程是將低于170℃的基質(zhì)瀝青通過(guò)快速升溫裝置升溫到190℃～210℃左右；基質(zhì)瀝青經(jīng)過(guò)瀝青流量計(jì)計(jì)量后，加入混合裝置；橡膠粉經(jīng)過(guò)稱量裝置稱量后按比例同時(shí)輸送到混合裝置；橡膠屑和基質(zhì)瀝青在混合裝置內(nèi)經(jīng)高速攪拌、剪切，混合均勻；攪拌均勻后的混合料通過(guò)專用橡膠瀝青泵循環(huán)輸入到混合裝置內(nèi)；混合料在混合裝置內(nèi)攪拌、保溫（190℃～210℃）并溶脹大約2～6小時(shí)（依據(jù)生產(chǎn)量確定時(shí)間）；將合格的橡膠瀝青黏合劑打人成品存儲(chǔ)罐或直接輸送到同步碎石車中使用。橡膠瀝青從加工設(shè)備、配制技術(shù)以及資金投入等都能滿足目前公路的應(yīng)用現(xiàn)狀，因此熱熔橡膠瀝青碎石封層鋪筑技術(shù)特別適合公路的建設(shè)。能夠克服公路自然環(huán)境、線形等不利因素影響，相較其他的施工技術(shù)，對(duì)施工環(huán)境的要求較低，施工相對(duì)便利，容易滿足就地養(yǎng)護(hù)，成本低廉。

2.2 微表處

微表處采用改性乳化瀝青作為結(jié)合料，從材料、專用機(jī)具等保證了成型質(zhì)量。由于乳化瀝青的加工溫度較低，熱老化現(xiàn)象不嚴(yán)重，因此瀝青的熱穩(wěn)定性能良好，夏季基本不存在泛油現(xiàn)象。由于采用了優(yōu)質(zhì)礦料作為骨料因而具有良好的抗滑耐磨耗作用，提高了行車安全性。同時(shí)使用了較高的油石比和較多的細(xì)集料，經(jīng)過(guò)碾壓后空隙率很小，雨水難于下滲，保證了基層的穩(wěn)定性和耐久性。

2.3 經(jīng)濟(jì)性分析

開普封層的技術(shù)特點(diǎn)主要為拌制，瀝青分布均勻。雖然成本較傳統(tǒng)的瀝青貫入式或?yàn)r青混凝土略高，但性價(jià)比卻很高。開普封層與瀝青混凝土路面的使用壽命相當(dāng)，造價(jià)卻只有其1/3～2/3。

3 開普封層施工的注意事項(xiàng)

開普封層的施工關(guān)鍵性技術(shù)在于橡膠瀝青及乳化瀝青的配制。而乳化瀝青的配制關(guān)鍵則主要在于根據(jù)不同施工環(huán)境選擇滿足需要的乳化劑和確定合適的施工機(jī)械。根據(jù)不同的溫度、濕度和石料巖性，選擇合適的乳化劑使得混合料滿足破乳成型是根本。而先進(jìn)的施工機(jī)械則是成型微表處的有效手段。

3.1 界面處理的關(guān)鍵性

必須清理干凈面層表面松散、脫落的粒料，修補(bǔ)破損路面，否則將由于界面粘結(jié)力不足導(dǎo)致脫層、松散破壞。

3.2 熱熔橡膠瀝青碎石封層

采取熱熔橡膠碎石封層的施工，因此必須在熱熔橡膠瀝青降溫至120℃前完成碎石的撒布，及時(shí)完成碎石的碾壓工作，這樣可在公路表面形成連續(xù)的瀝青薄膜，具有很好的防水性。同時(shí)碾壓完畢后應(yīng)注意清理掉多余的碎石。

3.3 微表處的處理

微表處作為上封層在開普封層結(jié)構(gòu)中處于重要位置。但微表處只是一個(gè)超薄的罩面層，它的作用是使路表面密實(shí)不透水，同時(shí)具有良好的抗滑能力，但不能改善高速公路路面的整體強(qiáng)度。

3.4 初期養(yǎng)護(hù)

準(zhǔn)備進(jìn)行微表處時(shí)的預(yù)先處理非常重要，對(duì)于網(wǎng)裂、縱裂及唧漿等病害，最好選擇典型區(qū)域進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)開挖調(diào)查，以便確定面層及基層的整體損害狀況，并據(jù)此對(duì)這些病害進(jìn)行適當(dāng)處理如挖補(bǔ)、灌縫等。乳化瀝青混合料的早期強(qiáng)度相對(duì)較低，因此應(yīng)結(jié)合環(huán)境條件選擇合適的乳化劑和外加劑如水泥以促使混合料快速形成強(qiáng)度。

4 結(jié)語(yǔ)

開普封層是依靠膠結(jié)料和石料的黏結(jié)力經(jīng)碾壓而成的，因此，其效果與膠結(jié)料以及膠結(jié)料與石料的黏附性有著密切的關(guān)系，使用高性能改性瀝青能獲得良好的路用性能。

（1）開普封層從技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性等分析，都是目前比較適合公路的路面結(jié)構(gòu)型式。

（2）在G30嘉安高速公路XK2450+000～XK2450+700段開普封層實(shí)踐表明，只要解決了路面破損等問(wèn)題，開普封層有著優(yōu)良的適用性。

（3）由于開普封層是熱加冷作業(yè)施工，在成型過(guò)程中，熱熔橡膠瀝青碎石封層必須在降溫之前完成碾壓工作；微表處必須在完全破乳后開放交通。

（4）配合比設(shè)計(jì)時(shí)必須充分考慮到溫度、濕度和石料巖性的影響變化，這是做好開普封層的關(guān)鍵。

［1］張宗輝.同步碎石封層技術(shù)[C]／／第二屆全國(guó)公路技術(shù)創(chuàng)新高層論壇論文集.

［2］楊林江，等，編.改性瀝青及其乳化技術(shù)[M].人民交通出版社.

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