浅谈高等级公路沥青路面层间结合技术

何喜民

摘 要：文章主要是针对高等级公路沥青混凝土各路面结构层之间的结合技术进行了探讨，从路面结构设计的理论出发，简述了路面结构设计的目标和设计方法，分析了影响沥青路面层间状态的各影响因素，最后对沥青混凝土路面层间结合技术进行了探讨，希望能够抛砖引玉，对工程建设者能有所帮助。

关键词：高等级公路；沥青混凝土路面；层间结合

1 路面结构的设计理论概述

路面结构设计的根本目标在于使路面在道路设计使用年限内不发生破损。这个目标说起来简单做起来难。因为路面的使用受很多因素的影响，如环境因素、材料因素、荷载因素、结构因素、经济因素等，因此在做路面设计时我们要综合考虑这些因素，对每种影响因素进行分析和判定，然后选择一个既符合施工需要，又能相对比较经济的设计方案。具体到工作中，路面结构设计要依据三个标准来衡量：即抗滑性能，平整度和耐久性。随着汽车行驶速度的日益提高，抗滑性指标显得越来越重要，通过对沥青上面层使用材料的选择和设计可以实现路面良好的抗滑性能；平整度好的路面可以减少车辆荷载对路面冲击造成的破坏，也可以提高驾驶人员及乘车人员的舒适程度，如果平整度较差，那么路面就容易损坏，就间接的影响到路面的使用寿命；耐久性是整个路面结构设计的核心部分，所有的设计方法都是依据此项指标展开的，耐久性实际上就是抗变形性，它要求路面有足够的强度能够应对各种因素引起的变形，道路设计使用年限的代表性指标就是耐久性。

路面结构设计的方法，一般可分以下几种，每种方法中又呈现不同的设计思路：

（1）基于经验的设计方法。包括CBR设计法与AASHTO设计法两种，两种设计方法的设计思想有所不同，CBR的设计简单明了，比较适合低等级公路路面结构设计，该设计方法认为路面应该从加大质量和厚度方面来提高路面层间抗压力变形能力；AASHTO方法则是从道路使用者对路面质量的评价来设计，评价值在0～5之间。

（2）基于力学的设计方法。一种是把路面分成路基、基层与沥青面层三层结构，分别以结构层厚度、弹性模量和泊松来表示各层的特征；另一种是把路面看成一个多层弹性体系，各层材料均采用弹性模量和泊松比来表征。

（3）基于性能的设计方法。也有两种设计方法，一种是根据道路的抗车辙性、抗低温性和抗疲劳性等一些使用性能来进行路面设计和材料选择，另一种则是从环境因素和交通荷载因素对路面性能的影响来考虑进行设计的。

2 影响沥青路面层间状态的因素

2.1 水和温度对路面层间状态的影响

首先说水，水对层间材料的影响不容小觑，由于半刚性基层的不透水性，水分积存在基层表面无法排除，也无法扩撒，基层上边就是空隙率比较大的沥青下面层，积存的水分填充到空隙内，经过车辆荷载反复作用，水产生的压力会冲刷基层，使基层软化破坏，造成沥青层和基层之间发生不连续，变成半滑动或滑动状态。另外，温度对沥青材料的影响比较大，因此导致层间材料对温度变化比较敏感，尤其是在夏季高温时期，沥青路面的温度可达到60度，这时对层间材料做剪切试验发现抗剪强度已经很小，因此如果在夏季高温环境下，层间材料如果再受到重力作用就很容易会发生损坏。

2.2 结构类型和材料种类对路面层间状态的影响

沥青混合料在施工中如果控制不当很容易发生离析的现象，如果是粗粒式沥青混合料，它的公称最大粒径较大，如果设计的沥青总厚度较小，又在摊铺时分三层铺筑就更容易出现离析，离析后空隙率较大，容易发生路表水下渗情况，同时裂缝的产生也会随之而来，更增加了雨水渗入路面的可能性。在冬天寒冷地区，冰冻的路面会聚集大量冰水，春季来临后，冰水融化，水分达到饱和，加上半刚性基层透水性效果差，水分就会存在基层表面，半刚性基层的不透水性阻止水分从基层排除，如果此时设计的沥青厚度很薄，那么沥青底部受到荷载压力就会很大，基层表面发生破坏，产生灰浆，使沥青的疲劳寿命受到威胁。

2.3 施工管理对路面层间状态的影响

如果在施工管理过程中对质量控制不严格，在清扫基层表面时，清扫人员责任心不强，没有打扫干净，遗留的杂物或松散残渣就会影响层间的粘结效果，造成层间发生相对滑动；还有施工期间如果不控制车辆通行，也會破坏层间粘结结构；有些施工单位偷工减料，为了节约施工支出，不按设计要求施工，在面层摊铺之前不在基层上撒粘层油，或是减少粘层油喷洒量，喷洒不均匀等都会导致层间粘结不好。

3 沥青路面层间结合技术

3.1 粘结层材料功能分析

分析基层与面层之间的粘结层材料受力情况得出主要有压应力、拉应力和剪应力三种类别，加之道路处在自然环境中，难免会受到光、热、水等因素的影响，所以粘结层材料必须具备以下两个重要功能：抗拔能力和抗剪能力。

车辆在行驶时，汽车轮胎路面发生摩擦作用力，进而影响到层间结构的粘结效果，还有汽车在行驶中后轮产生的真空泵吸作用也会减弱层间粘结作用力，因此选择粘结材料时一定要考虑材料的抗拔能力，以免发生层间分离现象；另外，如果粘结层材料抗剪能力差，那么基层和面层之间就会出现推移、拥抱、脱皮等病害，影响道路使用功能，甚至会影响到道路使用者的生命安全。

3.2 透层油的作用机理

透层油是撒布在基层表面起过渡耦合的作用，透层油在基层表面会形成一层油膜，渗入到基层一定的深度，渗透进去的透层油填充了基层结构的空隙，形成一个特殊的结构层，也叫耦合层，它降低了基层材料的模量，实现了无机材料和有机材料的有效粘结。经分析，透层油的作用主要可以归结为以下几点：（1）提高了路面结构层的整体性，使各结构层之间形成连续的结构组合体系。（2）撒布的透层油会形成一定的厚度，相当于增加了柔性材料结构层厚度，从根本上加强了路面结构抗变形性能。（3）油层深入到基层半刚性材料中空隙后，加强了基层抗水毁能力。（4）透层油还起到对基层养护的作用，减少养护工序，节约施工成本，节约水资源，加快施工进度。

3.3 对下封层所用材料的具体要求

下封层施工是基于透层油施工之后进行的，它的作用是封水、防水、稳定基层、使沥青面层与基层能够有效粘结、缓解基层反射裂缝的产生等。也就是说面层和基层之间良好的粘结除了透层油的过渡耦合以外，下封层也能起到一定的粘结作用。基层施工完成后要尽快撒布透层油，透层油会渗入到基层结构中，形成一定的渗入深度，在面层摊铺之前再撒布下封层，这样下封层更容易与基层形成整体，此时下封层和透层共同作用，在基层表面进行水封，既组织外边水分进入，又能控制内部水分蒸发，使基层能够在合理的水量条件下进行水化反应，有利于强度的增长，保证整个基层结构强度均匀提高。因此下封层材料应该满足以下五大性能要求：粘附性能、柔韧性能、渗透性、成膜性和工作性能。这些性能能够使下封层与基层表面粘结良好，不脱皮；能保证下封层在温度和荷载作用下有伸缩性，不发生断裂；能够更好的渗入到半刚性基层中起到加固结构层和粘结的作用；形成一层均匀的薄膜，起到防水和粘附的功能；同时能够方便施工，便于贮存运输。

4 结束语

沥青路面层间结合状态的好坏直接关系到路面的使用寿命，如果沥青路面层间结合作用没有充分发挥出来，或是得不到重视而没有进行有效的层间粘结处理，那么沥青路面层间结合部分就会成为路面整体结构的薄弱环节，因此，一定要引起高度重视，不断完善路面层间结构处理技术，具有一定的社会和经济价值。

参考文献

[1]黄开宇.高速公路沥青路面结构层层间粘接状态的研究[J].公路工程，2010.

[2]孙广文.浅谈加强沥青路面结构层间结合的措施[J].黑龙江交通科技，2010.