淺談高等級公路瀝青路面層間結合技術

何喜民

摘 要：文章主要是針對高等級公路瀝青混凝土各路面結構層之間的結合技術進行了探討，從路面結構設計的理論出發，簡述了路面結構設計的目標和設計方法，分析了影響瀝青路面層間狀態的各影響因素，最后對瀝青混凝土路面層間結合技術進行了探討，希望能夠拋磚引玉，對工程建設者能有所幫助。

關鍵詞：高等級公路；瀝青混凝土路面；層間結合

1 路面結構的設計理論概述

路面結構設計的根本目標在于使路面在道路設計使用年限內不發生破損。這個目標說起來簡單做起來難。因為路面的使用受很多因素的影響，如環境因素、材料因素、荷載因素、結構因素、經濟因素等，因此在做路面設計時我們要綜合考慮這些因素，對每種影響因素進行分析和判定，然后選擇一個既符合施工需要，又能相對比較經濟的設計方案。具體到工作中，路面結構設計要依據三個標準來衡量：即抗滑性能，平整度和耐久性。隨著汽車行駛速度的日益提高，抗滑性指標顯得越來越重要，通過對瀝青上面層使用材料的選擇和設計可以實現路面良好的抗滑性能；平整度好的路面可以減少車輛荷載對路面沖擊造成的破壞，也可以提高駕駛人員及乘車人員的舒適程度，如果平整度較差，那么路面就容易損壞，就間接的影響到路面的使用壽命；耐久性是整個路面結構設計的核心部分，所有的設計方法都是依據此項指標展開的，耐久性實際上就是抗變形性，它要求路面有足夠的強度能夠應對各種因素引起的變形，道路設計使用年限的代表性指標就是耐久性。

路面結構設計的方法，一般可分以下幾種，每種方法中又呈現不同的設計思路：

（1）基于經驗的設計方法。包括CBR設計法與AASHTO設計法兩種，兩種設計方法的設計思想有所不同，CBR的設計簡單明了，比較適合低等級公路路面結構設計，該設計方法認為路面應該從加大質量和厚度方面來提高路面層間抗壓力變形能力；AASHTO方法則是從道路使用者對路面質量的評價來設計，評價值在0～5之間。

（2）基于力學的設計方法。一種是把路面分成路基、基層與瀝青面層三層結構，分別以結構層厚度、彈性模量和泊松來表示各層的特征；另一種是把路面看成一個多層彈性體系，各層材料均采用彈性模量和泊松比來表征。

（3）基于性能的設計方法。也有兩種設計方法，一種是根據道路的抗車轍性、抗低溫性和抗疲勞性等一些使用性能來進行路面設計和材料選擇，另一種則是從環境因素和交通荷載因素對路面性能的影響來考慮進行設計的。

2 影響瀝青路面層間狀態的因素

2.1 水和溫度對路面層間狀態的影響

首先說水，水對層間材料的影響不容小覷，由于半剛性基層的不透水性，水分積存在基層表面無法排除，也無法擴撒，基層上邊就是空隙率比較大的瀝青下面層，積存的水分填充到空隙內，經過車輛荷載反復作用，水產生的壓力會沖刷基層，使基層軟化破壞，造成瀝青層和基層之間發生不連續，變成半滑動或滑動狀態。另外，溫度對瀝青材料的影響比較大，因此導致層間材料對溫度變化比較敏感，尤其是在夏季高溫時期，瀝青路面的溫度可達到60度，這時對層間材料做剪切試驗發現抗剪強度已經很小，因此如果在夏季高溫環境下，層間材料如果再受到重力作用就很容易會發生損壞。

2.2 結構類型和材料種類對路面層間狀態的影響

瀝青混合料在施工中如果控制不當很容易發生離析的現象，如果是粗粒式瀝青混合料，它的公稱最大粒徑較大，如果設計的瀝青總厚度較小，又在攤鋪時分三層鋪筑就更容易出現離析，離析后空隙率較大，容易發生路表水下滲情況，同時裂縫的產生也會隨之而來，更增加了雨水滲入路面的可能性。在冬天寒冷地區，冰凍的路面會聚集大量冰水，春季來臨后，冰水融化，水分達到飽和，加上半剛性基層透水性效果差，水分就會存在基層表面，半剛性基層的不透水性阻止水分從基層排除，如果此時設計的瀝青厚度很薄，那么瀝青底部受到荷載壓力就會很大，基層表面發生破壞，產生灰漿，使瀝青的疲勞壽命受到威脅。

2.3 施工管理對路面層間狀態的影響

如果在施工管理過程中對質量控制不嚴格，在清掃基層表面時，清掃人員責任心不強，沒有打掃干凈，遺留的雜物或松散殘渣就會影響層間的粘結效果，造成層間發生相對滑動；還有施工期間如果不控制車輛通行，也會破壞層間粘結結構；有些施工單位偷工減料，為了節約施工支出，不按設計要求施工，在面層攤鋪之前不在基層上撒粘層油，或是減少粘層油噴灑量，噴灑不均勻等都會導致層間粘結不好。

3 瀝青路面層間結合技術

3.1 粘結層材料功能分析

分析基層與面層之間的粘結層材料受力情況得出主要有壓應力、拉應力和剪應力三種類別，加之道路處在自然環境中，難免會受到光、熱、水等因素的影響，所以粘結層材料必須具備以下兩個重要功能：抗拔能力和抗剪能力。

車輛在行駛時，汽車輪胎路面發生摩擦作用力，進而影響到層間結構的粘結效果，還有汽車在行駛中后輪產生的真空泵吸作用也會減弱層間粘結作用力，因此選擇粘結材料時一定要考慮材料的抗拔能力，以免發生層間分離現象；另外，如果粘結層材料抗剪能力差，那么基層和面層之間就會出現推移、擁抱、脫皮等病害，影響道路使用功能，甚至會影響到道路使用者的生命安全。

3.2 透層油的作用機理

透層油是撒布在基層表面起過渡耦合的作用，透層油在基層表面會形成一層油膜，滲入到基層一定的深度，滲透進去的透層油填充了基層結構的空隙，形成一個特殊的結構層，也叫耦合層，它降低了基層材料的模量，實現了無機材料和有機材料的有效粘結。經分析，透層油的作用主要可以歸結為以下幾點：（1）提高了路面結構層的整體性，使各結構層之間形成連續的結構組合體系。（2）撒布的透層油會形成一定的厚度，相當于增加了柔性材料結構層厚度，從根本上加強了路面結構抗變形性能。（3）油層深入到基層半剛性材料中空隙后，加強了基層抗水毀能力。（4）透層油還起到對基層養護的作用，減少養護工序，節約施工成本，節約水資源，加快施工進度。

3.3 對下封層所用材料的具體要求

下封層施工是基于透層油施工之后進行的，它的作用是封水、防水、穩定基層、使瀝青面層與基層能夠有效粘結、緩解基層反射裂縫的產生等。也就是說面層和基層之間良好的粘結除了透層油的過渡耦合以外，下封層也能起到一定的粘結作用。基層施工完成后要盡快撒布透層油，透層油會滲入到基層結構中，形成一定的滲入深度，在面層攤鋪之前再撒布下封層，這樣下封層更容易與基層形成整體，此時下封層和透層共同作用，在基層表面進行水封，既組織外邊水分進入，又能控制內部水分蒸發，使基層能夠在合理的水量條件下進行水化反應，有利于強度的增長，保證整個基層結構強度均勻提高。因此下封層材料應該滿足以下五大性能要求：粘附性能、柔韌性能、滲透性、成膜性和工作性能。這些性能能夠使下封層與基層表面粘結良好，不脫皮；能保證下封層在溫度和荷載作用下有伸縮性，不發生斷裂；能夠更好的滲入到半剛性基層中起到加固結構層和粘結的作用；形成一層均勻的薄膜，起到防水和粘附的功能；同時能夠方便施工，便于貯存運輸。

4 結束語

瀝青路面層間結合狀態的好壞直接關系到路面的使用壽命，如果瀝青路面層間結合作用沒有充分發揮出來，或是得不到重視而沒有進行有效的層間粘結處理，那么瀝青路面層間結合部分就會成為路面整體結構的薄弱環節，因此，一定要引起高度重視，不斷完善路面層間結構處理技術，具有一定的社會和經濟價值。

參考文獻

[1]黃開宇.高速公路瀝青路面結構層層間粘接狀態的研究[J].公路工程，2010.

[2]孫廣文.淺談加強瀝青路面結構層間結合的措施[J].黑龍江交通科技，2010.