刘纪锋

（邯郸市交通运输局公路工程一处，河北 邯郸 056000）

沥青面层与基层之间的层间接触状态会显著地影响道路的使用性能。为了使得柔性基层沥青路面的结构达到理想的承载能力，并获得较长的使用寿命，柔性基层与面层之间必须具有良好的联结。柔性基层级配碎石属于散粒体，没有粘结料，表面松散，容易受到冲刷，因此，必须通过一定的技术途径改善层间接触状况，例如，在级配碎石层上面铺洒透层油和设置下封层有利于提高级配碎石层的抗冲刷能力，增强沥青层与级配碎石的粘结力，从而提高整个路面结构的整体性能。本文结合实体工程，研究同步碎石封层作为下封层在柔性基层路面中的应用。

1 下封层作用机理

根据定义，下封层应该具有以下基本性能［1］：

a）提供一层沥青防水膜，用来封闭基层表面，防止水份从基层表面蒸发和阻止外界水份的入侵，下封层同透层一起能够在基层顶面形成一个密封层，防止内部水份从基层表面蒸发，使基层水化作用充分进行，保证在最佳含水量情况下形成强度，从而能提高基层的整体强度，同时，阻止外部水份入侵，使水从封层中排走，在很大程度上阻止了水对基层的冲刷，减少水了对基层的破坏；

b）能够为基层与沥青面层之间提供粘结，面层与基层间的良好结合对于提高沥青路面的使用质量是非常重要的，如果面层与基层结合良好，就既可以减少面层底部由行车荷载和温度变化引起的拉应力和拉应变，又可以使沥青面层不发生滑动、脱层等破坏，另外，由于下封层具有面层沥青混合料的特性，更易与面层紧密粘结，因此达到了较理想的弱结合层作用，增强了路面的整体强度；

c）能够保护基层，降低施工机械和车辆对基层的损害施工机械和车辆在稳定类基层上行驶是不可避免的。当发生临时交通时，具有一定厚度的沥青封层在经过轮胎的磨损后仍能保证较高的完好率，从而能够保护基层。

2 下封层材料技术性能

本文试验中，下封层使用SBS改性沥青、SBS改性乳化沥青两种材料，石料使用3～5mm、5～10mm两种类型，通过对比试验，确定适合于该柔性基层路面结构的下封层沥青材料及石料粒径。

2.1 封层沥青

SBS改性沥青技术性能见表1。

表1 SBS改性沥青技术性质

2.2 石料

考虑到石料的来源和加工技术，以石灰岩石料（5～10mm、10～20mm）为主（见表2、表3）。

表2 粒径5～10mm石料筛分结果

表3 粒径10～20mm石料筛分结果

3 试验设计方案

3.1 方案设计

下封层的作用主要是防水，形成一层沥青膜。室内试验研究主要采用SBS改性乳化沥青与SBS改性沥青作为下封层沥青材料，通过渗水试验，确定封层效果。再根据不同洒布量进行剪切试验确定最佳洒布量。

3.2 试件方法

碾压成型柔性基层车辙板，表面铺撒封层之后进行渗水试验。然后利用自制大马歇尔试模首先静压成型级配碎石基层试件，然后在基层试件上洒布下封层沥青与碎石，养生后在其上静压成型下面层材料ATB-25。

4 试验结果分析

4.1 渗水试验

根据《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40—2006）的要求［2］，下封层要能保证渗透率为零，因此，本文试验根据路面结构类型成型双层车辙板进行渗水试验。上层采用ATB-25，下层采用级配碎石，下封层沥青分别采用SBS改性沥青与SBS改性乳化沥青，试验结果如表4所示。

表4 下封层渗水试验结果

试验结果表明，两种沥青材料作封层，渗水系数均为零。主要原因是沥青能够与级配碎石发生较好的粘结，形成沥青层薄膜，有效地阻止了水份的下渗，使得封层以下的柔性基层受到保护，整个路面结构的稳定性得以保证。

4.2 封层剪切试验

改性乳化沥青采用2.2kg/m2、2.4kg/m2和2.6kg/m2共3种沥青用量，SBS改性沥青采用1.8kg/m2、2.0kg/m2和2.2kg/m2共三种沥青用量。根据半刚性基层封层的使用经验，碎石粒径采用3～5mm和5～10mm两种，用量采用6kg/m2，碎石的洒布量为60%。试验结果见图1～图3。

图1 改性乳化沥青透层剪切强度

图2 SBS改性沥青透层剪切强度

图3 不同粒径下两种沥青材料封层剪切强度

由试验结果可知：

a）相同碎石粒径下，SBS改性沥青在最佳洒布量下的剪切强度大于改性乳化沥青，可见改性沥青比乳化沥青能更好的与级配碎石粘结，SBS改性沥青的最佳洒布量是2.0kg/m2，改性乳化沥青的最佳洒布量是2.4kg/m2；

b）在两种沥青封层材料下，碎石粒径为3～5mm的剪切强度均大于粒径为5～10mm，可见封层的粘结性与碎石粒径也有一定的关系，所以推荐采用粒径为3～5mm碎石。

5 试验路施工工艺和观测

5.1 施工工艺

5.1.1 在施工起点处或洒布接茬处设置略长于洒布宽度的钢板或土工膜，长度50cm即可，避免洒布刚刚开始时碎石、沥青用量不足或在接茬处重复过量洒布。施工过程中对于部分洒布不均的地方人工辅助（用竹扫帚）扫均匀，洒布量不足的地方人工补充洒布。在纵向搭接处，第一幅暂留10～15cm不洒碎石，待第二幅施工时沿预留的沥青边缘洒布，避免搭接处碎石重叠洒布。

5.1.2 雨天和大风天气不得进行封层施工，避免洒布不均，且会导致黏结料和石料温度迅速降低，影响黏结效果。洒布完成后立即用8t双钢轮压路机紧跟洒布车碾压两遍。碾压时，每次轮迹重叠30cm,压路机应缓起慢行、稳停、走向要直、速度均匀。要严控压路机碾压速度，避免因温度降低过快而压路机碾压不及时造成下封层质量缺陷［3］。压路机的停止位置应在同一断面，在碾压过程中不得随意刹车或掉头。

5.1.3 级配碎石下封层施工完成后不同于半刚性基层，禁止开放交通，应立即进行下面层的铺筑，以保护级配碎石的施工质量。

5.2 现场观测

由于级配碎石属于无粘结料，所以无法钻心取样进行剪切试验，对于试验路下封层技术采取现场观测，并对洒布量进行控制。观测发现洒布量出现不均匀现象，通过实际测量发现洒布量比设计值略小。因此，同步碎石封层车对碎石的洒布还需要进一步严格控制。

6 结论

6.1 下封层不仅要有很强的粘结力，还要有很明显的防水能力，保证级配碎石基层不受到水损害。试验研究发现，改性乳化沥青和SBS改性沥青两种材料作为下封层均能较好的防止渗水，从粘结强度上讲。SBS改性沥青优于改性乳化沥青。从施工工艺上讲，改性乳化沥青施工较为便捷。

6.2 下封层所用的碎石粒径在一定程度上也影响着层间的抗剪强度，试验表明，无论采用改性乳化沥青还是SBS改性沥青，就抗剪强度而言，粒径3～5mm的碎石优于粒径为5～10mm的碎石，最佳撒布量约为6kg/m2。

［1］郭寅川.重交通高等级公路沥青路面层间处治技术研究［D］.西安：长安大学，2009.

［2］TJJ 034—2000，公路路面基层施工技术规范［S］.

［3］姜娟，赵华.重载交通长寿命沥青路面层间处治技术研究［J］.西部探矿工程，2011，（4）：179-181.