高渗性透层油施工工艺探析

2018-04-19新疆维吾尔自治区交通规划勘察设计研究院艾克拜尔艾尔肯

中国公路 2018年6期

关键词：渗透性面层试件

文/新疆维吾尔自治区交通规划勘察设计研究院艾克拜尔·艾尔肯

目前，国内高速公路常用的道路结构形式为半刚性基层加铺沥青面层，这类结构基层和面层之间的结合一直是薄弱环节。为确保路面结构具有较好的层间结合，形成连续的整体结构，面层施工前，工作人员会在基层表面洒布透层油。

传统的透层油侧重于黏结性，其实整体的黏结效果与渗透性能的好坏有关。良好的渗透性会增强基层和面层的黏结效应。本文基于高渗透性能，研究影响透层油在基层表面洒布的因素，确定适应于高渗透层油，在半刚性基层表面洒布的施工工艺。

高渗性透层油配制

将130℃胶粉热解沥青按比例混入壳牌90#基质沥青中并进行搅拌，同时将渗透剂加入并进行搅拌。按45∶55的比例取乳化剂和65℃热水，掺加定量的固化剂搅拌。将两者一同加入胶体磨中进行研磨，得到透层油，得出配比及技术指标（如表1所示）。

表1 透层油配比及技术指标

表2 级配组成

基层控制

级配

半刚性基层级配与透层油的渗透效果关系密切，密实悬浮类混合料虽具有较好的强度，但是不利于透层油的下渗。推荐采用骨架密实型级配，其级配组成如表2所示。水泥用量为5%，采用静压成型Ф150mm×h150mm试件。

洒布前处治

基层表面的状态影响着透层油的破乳速度，进而影响其渗透性，透层油洒布时基层需进行处理。如果基层表面存在灰尘，透层油的渗透性会受到影响，倘若渗透性不好，则容易与灰尘形成片状浆体，夹在基层试件与面层试件之间。高渗性透层油能够克服灰尘的阻隔，确保基层与面层试件在一定程度上的连接。施工时，需先清扫基层表面，尽可能避免灰尘对透层油渗透和黏结作用的影响。

在水泥稳定碎石试件表面洒水，形成润湿和表干状态，并与不洒水的干燥状态构成三种对比条件。在不同条件下的试件表面洒布透层油，观察透层油渗透状况，并测量渗透深度后发现，当试件表面处于润湿状态时，透层油的渗透效果最好，24h的渗透深度可达10mm左右。干燥状态下渗透深度最小，这是由于干燥的集料接触面加速了乳化沥青水分流失，促使乳化沥青快速破乳，导致透层油的渗透性下降。

施工工艺

洒布量

成型试件养护3d后洒布透层油，控制条件为洒布量0.6kg/m2～1.5kg/m2，间隔 0.1kg/m2。洒布完成后，将相应直径的沥青混合料试件压放在其上面并放置24h，然后进行剪切试验和拉拔试验，将剪切试验后的试件通过劈裂试验仪器打破，测量其渗透深度，试验结果如图1所示。

图1 透层油洒布量对其性能的影响

随着洒布量的增加，透层油的渗透深度、最大剪力和最大拉力均表现为先增大后减小，在洒布量为1.3kg/m2时达到峰值，可见1.3kg/m2是透层油的室内最佳洒布量（如图1所示）。在洒布量较少时，透层油渗透深度较小，沥青混合料试件与水泥稳定碎石试件黏结的整体效果较差，因此抗剪、抗拉能力相对较弱；随着洒布量的增加，透层油的渗透深度逐渐增大，乳化沥青在更深层次形成黏结，使得两个试件的黏结区域更深，整体的黏结效应更好，抗剪、抗拉能力得到显著改善。当超过最佳洒布量后，渗透深度及最大剪力和抗力变化不再显著。施工时，根据室内确定的最佳洒布量，可上下浮动0.2kg/m2。

表3 洒布时间与渗透深度关系

表4 不同环境温度下24h后渗透深度

洒布时间

基层试件成型后需要养生，使强度形成。成型后，在不同的时间段内的透层油的洒布，会对其渗透深度产生影响。从试件成型脱模后开始计算，控制洒布时间为0d、1d、3d、5d、7d、10d，洒布量为 1.3kg/m2，洒布完成且养护一段时间后，再进行劈裂破开试件，测量其渗透深度，结果如表3所示。

根据表3可知，试件成型后3d左右，透层油的渗透深度相对较大。而刚成型的试件即刻洒布（0d）的，由于试件中的水分填充了颗粒之间的空隙，致使透层油难以下渗，因此渗透深度较小。养护10d以后进行洒布，试件强度不断形成，空隙变小，与透层油接触的颗粒变得干燥，加速乳化沥青破乳，使得透层油的渗透性变差。

洒布温度

将成型的试件养护3d后，放置于不同的环境温度中（0℃、1℃、20℃、40℃）进行透层油洒布涂抹，洒布完成后间隔2h观测试件表面透层油的渗透残余状况，24h后对试件进行破裂，测量其渗透深度得到试验结果（如表4所示）。

置于0℃环境中的试件，表面涂抹透层油后，渗透效果较差，表面残余的透层油变化不是特别显著，24h破裂试件可以看到只有4mm左右的渗透深度，前2h试件的表面变化尚且显著，之后几乎看不出明显变化；置于10℃环境中的试件，渗透效果有所改善，前4h内试件表面变化都可以观察到显著的渗透效果，24h后渗透深度可达9mm；置于20℃以上环境中的试件，由于温度较高，透层油黏度降低，明显有助于改善其流动性和渗透性，前2h可明显观察到试件表面光泽逐渐暗淡，渗透效果显著，24h内渗透深度可达10mm至15mm。因此，在施工时不可在低于10℃的环境中洒布透层油。