沥青路面透层封层施工技术应用研究

吴文龙

（甘肃万泰建设工程有限公司，兰州 730010）

1 项目简介

某沥青道路项目全长2.6 km，为城市南北向主干路，设计最高速度为60 km/h，设计使用年限为15 年。该沥青道路基层结构材料为厚度18 cm 的水泥粉煤灰稳定碎石、 底基层材料为厚度18 cm 的石灰粉煤灰稳定土； 沥青道路下面层结构材料为厚度8 cm 的粗粒式沥青混凝土AC-25C、上面层结构材料为厚度4 cm 的细粒式沥青混凝土AC-13C。为了提高该沥青道路面层与半刚性基层的衔接能力，设计采用高渗透型乳化沥青作为透层施工材料；为提升沥青路面抗水损害能力，设计采用SBS 改性沥青作为封层施工材料。

2 透层施工

2.1 高渗透型乳化沥青制备

2.1.1 基质沥青

施工现场技术人员在充分考虑基质沥青含蜡量、 沥青密度等因素对乳化沥青影响的基础上，选择含蜡量相对较低且密度在1.0 g/cm3左右的基质沥青作为本工程高渗透型乳化沥青制备原料[1]。通过一系列试验评价，最后本工程透层施工中的高渗透型乳化沥青制备用的基质沥青选择70 号基质沥青，其相关指标如表1 所示。

表1 透层施工所选70 号基质沥青指标

2.1.2 渗透剂

渗透剂的种类较多，本项目施工技术人员根据试验结果和施工现场实际情况综合确定煤油作为透层施工的渗透剂。煤油渗透剂属于一种轻质复合物，可以有效增加透层油的渗透能力，有效提升沥青面层与半刚性基层的黏结程度，继而达到延长沥青路面使用年限的目的。

2.1.3 添加剂

为了有效提升乳化沥青的储存和运输过程中的稳定性，在不影响乳化沥青性能的基础上，通过试验确定氧化钙作为添加剂来增加乳化沥青的稠度，继而增加乳化沥青储存和运输过程中的稳定性。

2.1.4 最佳煤油掺量确定

选择煤油作为高渗透型乳化沥青的添加剂主要有两方面的目的，一方面是辅助渗透的作用，另一方面是改善乳化沥青的性能。在高渗透型乳化沥青实际配制过程中，若想将煤油这两方面的作用充分发挥出来，必须严格控制煤油掺量。基于此，需要通过试验确定煤油的最佳掺量。经过试验初步确定，本项目的高渗透型乳化沥青采用70 号基质沥青进行制备，乳化剂的用量为2%、添加剂氧化钙的用量2%，沥青和乳化剂水溶液流量比（油水比） 50∶50。根据相关施工经验，将煤油的掺量比例范围锁定在6%～16%，在通过试验确定本项目高渗透型乳化沥青的煤油最佳掺量，煤油掺量与渗透深度二者之间的关系如图1 所示。

图1 改变煤油掺量后乳化沥青渗透深度变化折线图

从图1 可知，当煤油掺加量为6%时，乳化沥青的渗透深度为5 mm，当煤油掺加量为12%时，乳化沥青的渗透深度为14 mm，当煤油掺加量为16%时，乳化沥青的渗透深度为16 mm，从折线整体趋势来看，当煤油掺加量控制在6%~16%时，随着煤油掺加量的增加，乳化沥青渗透深度也在增加，但是煤油掺加量12%是折线图的拐点，当煤油掺加量小于12%且大于6%时，乳化沥青的渗透深度增长率较大，当煤油掺加量大于12%时，乳化沥青的渗透深度增长率变小。基于此，施工现场经过综合考虑，确定本项目高渗透型乳化沥青制备过程中的煤油最佳掺量为12%。

2.1.5 现场配制

综上，可以确定本项目高渗透型乳化沥青制备材料用量：以70 号基质沥青进行制备，乳化剂的用量为2%、添加剂氧化钙的用量2%，沥青和乳化剂水溶液流量比（油水比）50∶50；煤油掺加量为12%。对现场配制获取的高渗透型乳化沥青性能进行检测，其技术指标如表2 所示。

表2 现场配制获取的高渗透型乳化沥青技术指标

从表2 的检测结果和合格指标范围可知，现场制备的高渗透型乳化沥青的所有技术检测指标均满足规范要求，可以用于该沥青道路面层的透层施工。

2.2 高渗透型乳化沥青最佳洒布量

该沥青面层透层施工中的高渗透型乳化沥青最佳洒布量需要通过试验确定。根据施工检验划定洒布量的合理区间为0.6~1.6 kg/m2。试验内容是在标准养护3 d 后的半刚性基层顶面洒布高渗透型乳化沥青，本次洒布量比上一次洒布量多0.2 kg/m2，每次洒布完成后静置24 h 后观察其渗透深度。通过试验确定，当高渗透型乳化沥青的洒布量超过1.2 kg/m2时，乳化沥青的渗透深度不再增加。所以，确定本项目透层施工中高渗透型乳化沥青的最佳洒布量为1.2 kg/m2。

2.3 高渗透型乳化沥青最佳洒布时间

该沥青面层透层施工中的高渗透型乳化沥青最佳洒布时间需要通过试验确定。半刚性基层的表面致密度在整个养护过程中是动态变化的，试验内容就是在半刚性基层试件在脱模后的自然养护阶段进行，在不同养护的时间段洒布相同数量（1.2 kg/m2）的高渗透型乳化沥青，观察其渗透深度变化。根据试验结果最终确定，半刚性基层试件成型后的自然养护3 d时，高渗透性乳化沥青的渗透深度最大。所以，该沥青面层透层施工中高渗透型乳化沥青的最佳洒布时间为半刚性基层自然养护3 d。

2.4 透层施工要点

半刚性基层自然养护3 d 后，开始进行高渗透型乳化沥青洒布作业，半刚性基层表面必须处理干净。安排专人清理基层表面杂物和灰尘，对施工需要用到的设备进行干燥清理。施工前，对施工计划区域进行冲刷并吹风干燥。准备工作完成后，开始用智能沥青洒布机械进行高渗透型乳化沥青的洒布，洒布量控制在1.2 kg/m2。透层施工过程中要严格监控乳化沥青的均匀性、乳化沥青的黏度以及乳化沥青的洒布温度，严格抑制乳化沥青出现结块现象。透层施工完毕并验收合格后，立即组织人力清扫透层上的灰尘和杂质，人工清扫较困难的区域可以用自来水冲洗，目的是保持透层无尘土，特别是路侧石附近的透层应多次清扫并吹净浮沉。透层清扫完毕后立即封闭交通，为面层施工做准备。

3 封层施工

3.1 SBS改性沥青

SBS 改性沥青具有较好的黏附性、高温稳定能力、低温抗裂能力以及较好的爬升能力，可以与封层集料形成较好的裹覆面积，本项目封层施工沥青材料选用SBS 改性沥青[2]。正式施工前对SBS 改性沥青的技术性能进行检测，检测结果如表3 所示。

表3 SBS改性沥青技术指标检测结果

从表3 的检测结果和合格指标范围可知，施工现场选用的SBS 改性沥青所有技术检测指标均满足规范要求，可以用于该沥青道路面层的封层施工。

3.2 集料

沥青面层封层施工集料包括粗集料和细集料。粗集料采用机械破碎玄武岩获取，细集料为机制砂。集料技术性能指标检测结果如表4 所示。通过表4 的检测结果和合格指标范围可知，施工现场选用的粗集料和细集料的所有技术检测指标均满足规范要求，可以用于该沥青道路面层的封层施工。

表4 改性沥青混合料中集料技术指标检测结果

为了增加SBS 改性沥青和集料之间的黏结能力，在改性沥青混合料配置过程中加入适量的矿粉。根据试验确定，本项目所选用的矿粉参数如下：矿粉的表观密度为2.815 g/cm3、矿粉的粒度小于0.075 mm、矿粉的塑性指数为3.8%，且矿粉加热后仍具有较好的稳定性。

3.3 封层施工要点

（1） 施工前期准备。封层施工前对施工路面进行彻底清扫，对施工道路两侧的路缘石进行覆盖保护；对喷洒设备及喷洒辅助设备性能进行调试，保证封层施工所有设备均处于最佳状态。（2）SBS 改性沥青洒布。将智能碎石封层洒布车所有料门控制开关开启，将车速设定在3~5 km/h，确保洒布车匀速行驶。（3）集料洒布。集料洒布车施工时，安排专人紧盯洒布成果，如果封层集料出现重叠或者在规范要求外的粒径集料时，应立即做出消除质量缺陷的相关响应。（4）为保证SBS 改性沥青喷洒后形成厚度均匀的一层保护膜，改性沥喷洒时必须保证沥青混合液的温度处于170~180 ℃，保证改性沥青喷洒出来的状态始终处于喷雾状。（5）洒布作业结束后，对洒布车的储存罐进行彻底清理；并对SBS 改性沥青消耗量和粗集料、细集料消耗量进行校核，判断当日改性沥青混合料用量是否满足设计要求。（6）集料碾压。集料洒布完成后，挂空挡等候的胶轮压路机立即启动碾压作业，碾压遍数设定在4 遍，选用自重26 t 的胶轮压路机进行碾压，压路机行进速度控制在2.0 km/h，碾压轮迹重叠控制在30 cm 以内。此外，行车道边缘区域碾压遍数不能少于5 遍。（7）碾压结束后要立即封闭交通进行养护。

4 结语

经过现场检测，透层施工完成后的平均渗透深度为11 mm，远远超过规范要求的5 mm 渗透深度，透层施工现场部分水稳定基层的表面尺寸相对较大，此区域的渗透深度达到了23 mm。可见，采用高渗透型乳化沥青进行透层施工的效果显著。封层施工、养护完成后，对下封层进行刹车试验、渗水试验，试验结果均满足设计规范要求；对下封层的平整度间隙、纵向断面高层、宽度和横坡度进行测量，测量结果均满足设计规范要求。由此可见，在透层和封层施工过程中，严格按照规范流程进行原材料选择和施工工艺进行施工，可有效提升透层施工质量，增强面层和基层之间的黏结效果，增加面层的抗水损害能力，提升沥青路面行车安全。