淺議路基半剛性基層乳化瀝青下封層的作用

張宏偉  蔣學真

鄭州市公路管理局路油儲備庫   鄭州市路橋集團公路工程公司

1、半剛性基層乳化瀝青下封層的作用

    在半剛性基層上，鋪設(shè)下封層可能起到防水、養(yǎng)生、封縫、粘結(jié)、應力吸收薄膜夾層(SAMI)等作用。

    (1)防水作用。行車荷載在路面結(jié)構(gòu)層引起的水壓力，它不但可以沖刷級配集料中的鋼集料，而且可以沖刷石灰穩(wěn)定基層材料中的細料。雖然水泥穩(wěn)定基層材料的7天齡無側(cè)限抗壓強度超過2Mpa，只要原材料中含有較多的細料(特別是小于0．075mm的顆粒)，仍然會產(chǎn)生沖刷現(xiàn)像。

    半剛性基層瀝青路面的唧漿現(xiàn)像，不單在南方多雨地區(qū)發(fā)生，在較干旱的北方地區(qū)也時有發(fā)生。這是由于凍前雨水以及凍期雪水從瀝青面展?jié)B入，使裂縫兩側(cè)的材料過分潮濕。冬季路面上層發(fā)生反復凍融現(xiàn)像，路面下側(cè)則始終凍結(jié)。春天化凍期間，路而上層首先融解，而下層仍是凍結(jié)。基層裂縫附近材料中的過多自由水不能下滲。行車荷載反復作用導致基層石灰土被沖刷并發(fā)生唧漿現(xiàn)像。一旦灰漿被唧出，瀝青面層就會沿裂縫產(chǎn)生下陷現(xiàn)像，同時裂縫兩側(cè)引起新裂縫產(chǎn)生。

    可見，在半剛性基層上做下封層是非常必要的，它可以在很大程度上阻止水從而層裂縫深入基層而導致基層的破壞。

    (2)隔溫或防基層凍害作用。如果由于工期原因在半剛性基層上未鋪瀝青而層而要越冬,則在半剛性基層表面鋪設(shè)下封層對于防止基層凍害是十分有效果的。因為下封層不僅具有隔溫效果，更為重要的是，它能有效地隔離雨雪對基層的冰凍作用，保護基層安全越冬。

    (3)養(yǎng)生作用。新鋪半剛性基層隨著混合料水分的減少要產(chǎn)生干縮應變和干縮能力。水分減少得越多越快，產(chǎn)生的干縮應力越大。由于材料的應力松馳性質(zhì)和材料強度隨齡期增長，材料的抗應變能力增強。實驗證明干縮能夠在暴露的水泥穩(wěn)定土基層表而產(chǎn)生很大的應力，其值達到l3．1×100kPa。于縮應力在施工后的頭幾天就達到最大值，隨后就降低。用10％水泥穩(wěn)定粉質(zhì)黏土，在變干的初期階段(80～500h，隨穩(wěn)定土表而的覆蓋而變)，干縮應力達到最大值。 

    這表明，在用瀝青封層養(yǎng)生的情況下，應力減少85％，達到最大應力的時間延長到500h因此，合適的養(yǎng)生能減小干縮應力和減少裂縫。

    由此可見，鋪設(shè)下封層可以起到很好的養(yǎng)生作用。

    (4)封縫作用。另外，半剛性基層的干縮縫可能在鋪筑瀝青面層前已部分產(chǎn)生，在干燥的季節(jié)，特別是在干旱地區(qū)可能在鋪筑瀝青面層后陸續(xù)產(chǎn)生。在半剛性基層上鋪筑瀝青面層后，半剛性基層中的水分還進一步減少，直到平衡含水量，同時產(chǎn)生收縮(除非在鋪筑面層前，半剛性基層材料的含水量已接近平衡含水量或已經(jīng)完成干縮)。

    在這種情況下，做瀝青下封層可以起到封縫的作用，靠瀝青填塞裂縫。

    (5)應力吸收層(SMAIO在20世紀70年代，應變消減中問層廣泛用于實驗路，以減少或預防反射裂縫，用中間層可以使瀝青面層變薄，同時延緩或消滅路面使用期間的反射裂縫。應變消減(應力吸收)中間層，常用英文縮寫SAMl表示，SAMl的作用是：①減少路面與基層相對運動的傳遞。②明顯減少了路基裂隙造成的應力，從而減少反射裂縫，就減輕反射裂縫的能力而言，50mm上覆層+2．5mmSAMI相當于190mm上覆層。③阻止表面水透人入路面結(jié)構(gòu)層和土基，從而消除路面破壞的主要因素。④路面與基層之間的結(jié)合可以明顯提高，從而消除或減輕層間的滑移的危險。下封層同樣可以起到SAMl的作用。

    (6)粘結(jié)作用。除了上述作用外，下封層還可以起粘結(jié)的作用，面層與基層間的良好結(jié)合，對于瀝青面層的使用質(zhì)量是非常重要的。基層與面層結(jié)合良好，可以使薄瀝青面層不產(chǎn)生滑動、推移等破壞。因為像推移、擁包、搓板類破壞是由于瀝青路面在水平荷載作用下抗剪強度不中引起的。

    (7)基層加固作用。下封層的瀝青能部分滲入到半剛性基層的縫隙中，對半剛性基層表面起加固作用，防止石料松散，保持半剛性基層的完整性，也因此提高了其抗水損害能力。此外，滲入到半剛性基層縫隙中的瀝青對于提高層間的粘結(jié)作用也是有幫助的，這也是要求滲透的原因所在。

3、對下封層的技術(shù)要求

    根據(jù)上述半剛性基層下封層的功能分析，下封層材料應滿足如下性能要求：

    保證與基層表面及的良好黏結(jié)，防止脫皮；保證溫度應力及荷載應力下的伸縮不至于產(chǎn)生斷裂；滲入半剛性基層起加固反粘結(jié)作用；應形成均勻薄膜，確保防水及粘附效果；確保良好的貯運特性，施工便利。

4、總結(jié)

    半剛性基層的乳化瀝青下封層對于路面結(jié)構(gòu)起著非常重要的作用，如養(yǎng)生、防水、隔溫防基層凍壞、封縫、應力與應變吸收、粘結(jié)及其層加同等作用，因而，必須具有足夠的粘附性、柔韌性、滲透性、成膜性和工作性。

參考文獻

[1]公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范．北京：人民交通出版社，1994

[2]沙愛民．半剛性路面材料結(jié)構(gòu)號性能．北京：人民交通出版1998

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網(wǎng)絡：溫紅娟  劉紅娟  尹維維 編輯 文徑 審核)