半刚性基层沥青路面透层材料的选择应用

2015-03-11 15:03张求书
科学中国人 2015年24期
关键词:煤油乳化刚性

高 峰,张求书

吉林交通职业技术学院

半刚性基层沥青路面透层材料的选择应用

高 峰,张求书

吉林交通职业技术学院

半刚性基层沥青路面在我国的公路路面结构中是主要的形式。由于半刚性基层会出现缩裂和反射裂缝,因而在公路施工中要确保沥青路面层与半刚性基层之间的良好的粘结作用。选择适宜的沥青路面透层材料,利用其不同的功能,对沥青路面的整体强度和使用功效进行维持和保障,以便保证路面结构的连续性和整体性。

半刚性基层;沥青路面;透层材料;选择

我国主要采用的半刚性基层沥青路面结构中,由于其表面呈致密状态,透层油渗透困难,因而其透层材料的正确适宜选用具有重要的意义,一旦选择不当,则会产生流淌、裂纹等问题,因而要引起高度的重视和密切的关注。

一、透层的概念及作用

透层是在级配砂砾、级配碎石基层及各类半刚性基层上的浇洒沥青,它是一种低粘度的、渗透入基层的薄层,是一种预先处治过程,可以有效地增加基层与沥青面层之间的粘结,能充分地填充表面孔隙,尽可能大地集结松散物料。它与粘层、封层有显著的不同,具有以下作用:其一,可以有效维系基层与沥青面层之间的粘结;其二,可以最大限度地避免沥青路面的水损毁现象,用表面孔隙的填充减少水分的渗透;其三,可以防止基层吸收第一次摊铺的面层沥青;其四,对路面表层的松散物料可以起到集结的作用。

二、不同透层材料的性能比较分析

在半刚性基层沥青路面透层材料之中,可以采用煤油稀释沥青、乳化沥青和改性乳化沥青三种材料,它们在不同的性能方面有着不同的优势和劣势,主要表现在渗透性能和“抗剪”性能两方面:从渗透性能的角度考虑,煤油稀释沥青>乳化沥青>改性乳化沥青;从“抗剪”性能的角度考虑,则刚好相反,改性乳化沥青>乳化沥青>煤油稀释沥青。同时,考虑透层是在路面之下,温度比路表的温度稍低,因而,要在温度条件为25℃时选用透层材料为最佳。

三、半刚性基层沥青路面透层材料的性能选用

半刚性基层沥青路面透层材料中的煤油稀释沥青、乳化沥青和改性乳化沥青三种材料,它们在不同的稀释率和基层类型下产生不同性能的影响作用。

1、不同稀释率下透层材料的选用

在水泥稳定碎石路面基层下,煤油稀释沥青有三种不同稀释比例和渗透深度。煤油稀释材料在适宜的比例下可以与沥青相渗透,它可以满足渗入深度大于5mm的要求。但是,要注意煤油的比重,如果偏低,则稀释沥青的黏度高、稠度大,不利于渗透;如果煤油的比重偏高,则沥青含量偏低,也不能使透层油达到应有的渗透深度。经过综合对比考虑,可以将煤油与沥青的稀释比例调整到最佳状态,即5:5的比例。

2、不同种类透层材料的渗透性能作用

在上述三种透层材料的采用之下,在喷洒量为0.9kg/m2、喷洒天数为3天的状态下,它们有着不同的渗透深度表现:煤油稀释沥青材料在基层内的渗透深度为12mm,乳化沥青在基层内的渗透深度为3mm,改性乳化沥青在基层内的渗透深度为1mm。由此可以看出,乳化沥青在添加了改性剂之后,它的粘滞度得到大幅提升,使水下渗的难度加大,因而不适于用作透层油,乳化沥青的渗透性能稍好,但是从这一角度来衡量,煤油稀释沥青是较优的选择。

3、不同基层类型对透层材料的影响

以水泥稳定碎石和二灰稳定碎石基层为例,如下图表所示。

在相同的喷洒量情况之下,我们可以通过图表看出透层材料在不同基层上的渗透深度,从而得出稀释沥青在水泥稳定碎石基层上的渗透深度大于二灰稳定碎石基层的渗透深度。

四、半刚性基层沥青路面透层材料的控制技术指标要求

对于半刚性基层沥青路面,可以采用稀释石油沥青,并且在条件不具备的前提下可以自行进行制备,在相关规范的技术要求下,用于制备稀释沥青的基质沥青要用与下面层同一标号的普通沥青,并且选用煤油稀释剂,以确保渗透和安全,这是由于煤油的特质所决定的。同时,为了使透层沥青的洒布量均匀和充分,在稀释率为30%的前提下,可以考虑将透层沥青的洒布量控制在0.8--1L/m2,并在实践操作中进行扩大应用。

在半刚性基层沥青路面中,要对透层沥青材料的工程应用进行如下指标要素的控制:

首先,路面基层要符合规定的外形尺寸和适宜的压实度,在进行洒布透层之前,必须重点排查基层表面的稳固状态和清洁状态,这是用透层材料进行洒布的重要步骤和前提,它对后续的工作有直接的影响。

其次,对于自行施工现场的透层沥青制备,要控制其加热温度,保证其在120℃-140℃的状态下进行,并且是在沥青洒布车体内安全进行作业,在掺入稀释剂的条件下,进行沥青泵体内循环,保持持续时间为30分钟。

再次,对于透层沥青的洒布,必须在沥青洒布车的装置作业下完成,这是为了采用该装置进行相关技术参数的确定,确保透层沥青洒布的均匀性和充分性,杜绝遗漏。尤其在透层封层作业时,要保持连续施工,并进行覆盖养护,时间不少于7天。

最后,还要对透层沥青进行现场检查。这一检查过程中,主要针对透层沥青的洒布量和均匀程度进行检查,以相关指标规定进行定性和定量的评定,例如:洒布量、均匀性、透入深度、外观等。

五、结束语

在沥青路面广泛使用的今天,必须加强沥青路面的透层性能研究,在大量修筑的半刚性基层沥青路面上,由于其表面的致密性,渗透量很小,因而需要采用适宜的透层材料,以解决公路建设中的渗透难题,利用透层材料的指标性能,对半刚性基层沥青路面进行预先处治,增强基层与沥青面层之间的粘结,保证路面的稳固及有效性,有效约束沥青路面被水的透入冲刷而产生的损毁现象,最大限度地防治沥青路面水毁。

[1]吴冰.泡沫与乳化沥青冷再生混合料抗剪性能比较[J].山西建筑.2012(05)

[2]张鹏华.谈公路基层施工技术及质量控制[J].山西建筑.2013(07)

[3]陈勇军.沥青稳定碎石基层对沥青路面力学的特性影响分析[J].公路工程,2012(01)

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