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1、浅谈路面层间结合层设计 摘要 ：本文以路面层间结合层设计为题目，叙述封层、透层、粘层的作用、分类及建议，提醒设计过程中重视路面功能层的设计，从而降低路面早期损坏和提高路面的使用寿命。 关键词：功能层 封层 透层 粘层 设计 1 前言近年来，以改性沥青、新型混合料级配为代表的新材料和新工艺也得到了广泛的应用，但同时，在这些已建成的高速公路中，确实有一些工程客观上存在“前修后补”或早期破坏造成服务性低劣等问题。产生早期病害的原因是多方面的。实践证明，基层表面处治工艺以及面层层间粘结层工艺的正确与否与质量高低，对路面的服务质量和寿命至关重要。在路面设计中，少数设计对封层、透层、粘层的材料类型、要求、
2、用量及施工要求等进行了详细设计和说明；大部分设计往往是一句话涵盖、不做专门的设计，“因为这些层在路面计算中不计算其厚度，按施工规范操作即可”，这种作法是不对是不科学的。在半刚性基层表面以及面层间，应用沥青材料形成层间功能层。为何称为功能层呢？因为这些层不是做为路面力学计算模型中的层，在路面计算中不计算其厚度，但这些层除要求具有高温、低温稳定性、耐久性及抗剪切的能力外，主要在路面结构中起特定的功能作用，如封层可以起防水、吸收应力及承担临时交通作用；粘层使路面面层间粘结成一体，更符合设计理论；而表面封层则用于预防性养护，可以改善路面的表面服务功能。这些层不同于路面的结构层，因此把它们归为功能层。本
3、文主要对封层、透层、粘层浅谈一下看法。2 封层2.1封层的作用沥青面层与半刚性基层在组成材料及施工工艺上存在明显的差异，面层与基层之间客观上形成了断层或滑动层。增设下封层后，与透层配合，能使面层与基层有效的连成一体，起到层间联结。同时具有传递荷载、防水抗渗、提高路面整体强度和承担临时交通、保护基层及对基层有养生的作用。2.2封层的分类下封层按工艺分为：层铺法下封层(表处工艺)、稀浆封层、同步碎石封层。1）层铺法下封层层铺法下封层按材料又分为乳化沥青(普通或改性)冷喷、温喷下封层、重交沥青热喷下封层和聚合物改性沥青热喷下封层。冷喷或温喷乳化沥青(普通或改性)，如北京张家口高速公路一期工程、二期工
4、程采用此工艺，使用沥青含量为60%的阳离子乳化沥青，以0.91.2L/m2的用量进行洒布。热喷重交沥青，如京珠高速公路广东北段、福建省福州至宁德高速公路以及福建漳龙高速公路采用此工艺，用油量控制在1.61.8kg/m2，碎石撒布量控制在1012kg/m2，碎石可采用510mm或36mm两种规格，福建漳龙高速公路还将510mm的碎石进行了高温预拌处理。热喷聚合物改性沥青，如陕西铜川至黄陵高速公路“多碎石薄型重轴载沥青路面”实验段的下封层采用了SBS改性沥青，其用油量为2.2kg/m2，碎石粒径为1020mm碎石覆盖率为6065%。2）稀浆封层稀浆封层是一种以乳化沥青为粘结料的薄层沥青混凝土冷态施
5、工技术，它以连续级配石料、乳化沥青、添料、助剂、水按照一定的比例经稀浆封层机连续制浆并摊铺，经碾压养生成型的一种常温施工工艺，对防止地表水下渗，延长路面使用寿命，减少建设养护资金起到了很好的作用。目前随着高速公路建设要求的提高，这种工艺正被广泛地用于高速公路下封层施工中：如在107国道新乡至郑州段。3）同步碎石封层 “同步碎石封层”是用专用的同步碎石封层机将碎石和粘结剂(改性沥青) 同步洒铺在路面上。同步碎石封层整体力学特征是柔性的，能增加路面抗裂性能、治愈路面龟网裂、减少路面反射裂缝，因此提高了路面防渗水性能；同步洒铺的碎石和沥青形成沥青结合料，其碎石颗粒以2/3的高度陷入沥青，增大了两者的
6、接触面积，并且由于沥青结合料的毛吸引力可以形成一个凹面，该凹面与碎石紧密结合，防止碎石流失，因此使同步碎石封层具有良好的耐磨性和耐久性；同步碎石封层施工工序简单、施工速度快，可及时限速开放交通，一小时后可完全开放交通。我省的同步碎石技术应用较多，如郑许高速公路、郑州机场高速公路，经过多年观测，使用效果较好。传统封层 稀浆封层 碎石封层2.3推荐材料稀浆封层、微表处等只能封闭裂缝，对裂缝的扩展没有抑制作用，基层的裂缝会很快反射上来。而同步碎石封层有优异的路面抗裂性能、优良的路面防渗水性能、高强的抗车辙抗推移能力及联结等性能。所以建议设计采用同步碎石作为半刚性基层沥青路面的下封层。3 粘层3.1粘
7、层作用粘层是为加强路面结构中沥青层与沥青层之间、沥青层与水泥混凝土路面之间的粘结而洒布的沥青材料薄层。粘层沥青的作用是使上下沥青层、新铺沥青层与原有沥青路面或水泥混凝土路面及沥青混合料与构造物完全粘结成一个整体。国外规范规定，层与层之间必须洒粘层沥青，而我国规范规定，“双层式或三层式热拌热铺沥青混合料路面在铺筑上层前，其下面的沥青层已被污染”，应洒布粘层油。未洒粘层油的层间成为抵抗水平作用力的薄弱环节。在车辆推进动力刹车以及轮荷在结构层下面形成的间接拉应力，都可能使层间结合面遭到破坏产生相对位移，在路面上形成车辙、拥包、裂缝等早期病害。因此通过加强层间粘结力来提高路面的结构承载力和耐久性是十分
8、必要的。3.2粘层的分类粘层按材料可分为煤沥青、热沥青、乳化沥青等。1）煤沥青养生时间较长，并且养生后残留的煤油会对上下面层产生不良的影响。煤沥青用于粘层由于污染因素己很少采用。2）热沥青用于粘层需高温加热，不易雾化均匀，洒布量不易控制。3）乳化沥青常温下呈液态，性能稳定，施工方便，喷洒易均匀，易控制。3.3推荐材料综合工程实践经验，施工技术，经济效益等多方面因素，建议上、中面层间采用0.3kg/m3的乳化沥青作为粘层油。4 透层待添加的隐藏文字内容24.1透层作用为使沥青面层与非沥青材料基层结合良好，在基层上喷洒液体石油沥青、乳化沥青、煤沥青而形成的透入基层表面一定深度的薄层。透层油要渗透入
9、基层，通常认为至少应该有510mm以上。如果不能透入基层，只洒在表面形成了一层油膜(或油皮)，它并不能起到固结、稳定、联结、防水等作用，就不是真正意义上的透层油。这一层油皮很容易在施工过程中被运料车、摊铺机粘起、推掉。有的工程认为，只要钻孔时沥青层与基层有了粘结，就算成了整体。其实不然，由于粘结层太薄，在路面使用过程中，油皮是很容易与基层脱开，或被下面层的粗集料刺破的。4.2透层材料的分类及用量透层按材料可分为乳化沥青、煤沥青和液体沥青等。1）乳化沥青是将通常高温使用的道路沥青，经过机械搅拌和化学稳定的方法（乳化），扩散到水中而液化成常温下粘度很低、流动性很好的一种道路建筑材料。由于水泥、石灰
10、、粉煤灰类的半刚性基层材料具有强碱性，通常采用普通的阳离子或阴离子乳化沥青，但渗透效果均较差。有的厂商鼓吹“一遍不透洒两遍，两遍不透洒三遍”，结果仍然是一层油皮，在运料车和摊铺机行走时就大面积地粘走。2）煤沥青的渗透效果最好，但是煤沥青的毒性较强。现在的煤焦油产品大都是比较稠，为T-4、T-5，需掺配一定数量的煤焦油系列的稀释剂，调稀到要求的标号（T-1、T-2）之后才好使用。有的单位用工业粗苯回配稀释，由于苯的燃点很低，是很危险的。有的委托焦化厂或炼油厂在厂内先行掺配，由于厂家的油种很杂，如洗苯塔洗涤后的废洗油，使组分发生了变化，会影响到渗透性和固结效果。当然，煤焦油的最大的问题还是人身安全
11、问题，因此一般并不推荐采用煤焦油作透层油。3）液体沥青是采用汽油、煤油、柴油等稀释剂掺配到石油沥青中得到的，液体沥青作透层油在国外最普遍，用量比乳化沥青大得多，尤以煤油回配的AL(M)-1、2效果最佳，可透入半刚性基层510mm的深度。沥青路面透层材料的规格和用量表用途液体沥青乳化沥青煤沥青规格用量(L/m2)规格用量(L/m2)规格用量(L/m2)半刚性基层AL(M)-1或2AL(S)-1或20.61.5PC-2PA-20.71.5T-1T-20.71.0注：表中用量是指包括稀释剂和水分等在内的液体沥青、乳化沥青的总量。乳化沥青中的残留物含量以50为基准。4.3推荐材料综合工程实践经验，建议采用煤油稀释的液体沥青为透层油，根据实际情况添加煤油，一般煤油的用量为5070%。5 结束语在路面设计过程中，特别是半刚性基层沥青路面设计中，设计人员应根据基层材料、路面组合等，对封层、透层、粘层的材料选用、用量、施工要求及工艺进行科学分析和详细设计，使这些真正起到功能层的作用，从而降低路面早期损坏和提高路面的使用寿命。
