高速公路透层及下封层的防水功能和施工技术

1、高速公路”透层”及”下封层”的防水功能和施工技术张绍春1芦玉江2(1.宁夏路桥工程股份有限公司，宁夏银川750004; 2.河南省高速公路管理局，河南郑州450000 摘要:对黑色沥青路面早期破坏的原因进行了分析,介绍了 ”封层”,”下封层”所使用的材料及施 工工艺,强调了现代智能型沥青洒布车的特点及其作用.指出使用智能型沥青洒布设备,重视”透层 ”,”下封层”材料及其洒布施工工艺是提高沥青路面修建质量的一个重要环节.关键词:封层；下封层;智能型沥青洒布车中图分类号:U412.366文献标识码:B文章编号:1000-033X(2004)06-0027-02Waterproof function

2、s and construction of prime coat and sub-seal coat of expresswayMANG Shao-chun, LU YU 一 iang(t.Ningxia Road&Bridge Co. Ltd., Yinchuan 750004, China; 2.Expressway of Henan Province Administrations, Zhengzhou 450000, China)Abstract: This paper analyzes the reasons for early destroy of bituminous pavem

3、ent, introduces the materialsand construction technology of seal coat and sub-seal coat, emphasizes the characteristics and functions ofmodern intelligent spreadei in construction. It is an important link for bituminous pavement quality to useintelligent spreaders and pay attention to seal layer and

4、 sub-seal coat materials.Key words: seal coat; sub-seal coat; intelligent asphalt spreader 高等级公路90%以上是黑色沥青路面，每年数千 亿的公路建设投资，约30%用于路面建设.可见，修建 好沥青路面，延长其使用寿命，具有特别重大的经济意 义.然而，本来设计寿命巧年的沥青路面,3-5年即发 生大面积坑槽，裂纹，车辙和拥包等破坏，给公路施工 部门早期增加了养护工作量，使国家受到较大的经济 损失.本文从水害出发分析了沥青路面的早期破坏，并 从高速公路”透层”,下封层”施工技术的改进着手来 减少水害，以提高沥青

5、路面的施工质量.1路面防水与”透层”和”下封层”针对沥青路面早期破坏的专业调查，普遍认为引起路面早期破坏有设计，使用，材料和施工等多方面的 原因，但水毁是路面早期破坏的重要原因之一 .为了提 高沥青路面的抗水毁能力,路面在设计上己采取了各 种防水措施,JTJ 032-94公路沥青路面施工技术规范 在施工工艺，材料，试验和验收等方面，都提出了规范 要求,为提高路面的抗水能力和整体的结构强度，明确 提出了洒布”透层”,”下封层”的工艺要求.所谓”透层”，其关键是”透”，要求渗透到水稳层表 面以下3-5 mm.其作用表现为:提高水稳层表面材料 粘韧性，可起到有机结合料与无机结合料结构层间的过渡偶合作

6、用.透层油的渗透作用可封闭水稳层表面 的开口间隙,从而形成一个透层深度上的防水层，提高 防御动，静水的破坏能力.特别是透层与下封层的结 合，可有效地避免水患对道路造成的破坏.”下封层”是 在”透层”之上洒布一层热沥青或改性沥青，可形成较 厚的沥青膜而起到防水作用.下封层沥青与预撒石屑 同下面层（AC-20）底面相互渗嵌，结成整体，提高路面 强度.可见，做好”透层”,”下封层”的施工，将会有效地 提高路面的抗水毁能力，延长路面的使用寿命.2透层”与”下封层材料”透层”材料一般称为透层油，多用渗透性较强的 煤油和沥青的混合液，质量比多为50500混合液常用 配制方式是，常温下在400 kg煤油,加

7、入等量的150cc- 170r的沥青，人工搅拌20 min，再用沥青泵自循环5 min即可;也有用胶体磨粉碎,后者质量更好.施工方法 RFLt 浅弓麟 2004.6是，水稳层养生4d后施工，表面应清除干净无浮尘，透 层油洒布温度8090 - 12090,洒布量0.91.1 kg/m2，渗入 深度约3-5 mmo透层”材料也有用乳化沥青,除常温 洒布外施工方法与煤油沥青相同，使用效果亦良好. ”下封层”材料一般称为封层油，用重交沥青或改 性沥青，此外还应撒布石屑或预拌碎石.预拌碎石粒 径:5-15 mm石灰岩碎石,针片状15%;或4.759.5 mm 玄武岩（或辉绿岩）.配制方法是:碎石加热温度

8、1609C- 18090，掺入碎石重量0.5%-0.7%，温度160C 170C的 沥青,搅拌约2 min即可.其效果是集料被沥青裹覆，不 结团，基本无花料.”下封层”施工是在透层工作面之上 洒布,故透层工作面必须干净.下封层沥青洒布用量 1.52.0 kg/m2,洒布温度视材料不同而异，重交沥青 16090-17090,改性沥青应为17590-18090;撒布预拌碎 石用量10-12 kg/m2 （碎石堆积比重1.5）a 下封层的效果应进行试验,其表面封水性做渗水 试验;表面粘结性，用小汽车以60 km/h做制动试验，下 封层不得脱皮;取岩芯检查,下面层,下封层+透层和 水稳层应结合良好，下

9、封层中形成较厚沥青膜以起防 水作用，下面层底面和下封层（包括预拌碎石）互相渗 嵌结成整体，岩芯取样一般应能带起2-5 mm水稳层.3透层油和封层油喷洒的新型机械透层油和封层油的喷洒在大规模公路施工中，必 须采用机械化施工，这不仅是生产率问题,而且是施工 质量的保证.透层油和封层油的喷洒，此前所用的都是 传统的沥青洒布车,这种洒布车技术陈旧，除了操作麻 烦之外，主要不足之处是喷洒量不准，洒布不均，按照公路沥青路面施工技术规范的要求，过量喷洒或喷, 洒不足的现象严重存在，这将会造成路面泛油或透水. 特别是这种沥青洒布车的喷洒起步和结束过程，洒布 效果更差，甚至露白，严重影响路面的施工质量. 随着国

10、际技术交流的进一步加强,以及电子信息 技术的进步和普及,为沥青洒布车的技术进步提供了 技术和物质的保证.新型沥青洒布车的诞生，是沥青洒 布车的一次革命,从根本上改变了传统沥青洒布车的 设计理念，其主要特点如下.用导热油作为传热介质加热升温沥青，改变了 传统的用火管加热使沥青易于老化的弊端.自动点火 柴油燃烧器被采用,可以按照需要人工设定温度，自动 加热沥青,升温速度快,可满足现代改性沥青喷洒温 度)175 C的需求.用导热油作为传热介质，还可以加热，保温沥青整 个系统直到每一个喷嘴，改变了传统的操作，即喷洒前 用喷灯烘烤喷嘴，洒布后用柴油浸泡冲洗的麻烦操作.最大洒布宽度6m,共设置48个喷嘴，

11、每个喷嘴 可以独立控制，其优点不仅是喷洒过程启动迅速，关闭 彻底，而且可在最大洒布宽度6m之内任意设定洒布 宽度.独特的喷嘴设计，使得单孔沥青喷洒角度满足三 重叠洒布的要求.微型工控机的应用，使沥青洒布车的以下功能 得以实现.洒布参数，如洒布宽度W,洒布密度刀根据路面施 工要求可人工设定,键盘输入，计算机除按设定参数执 行外,为司机提供参考车速V甚至变速箱应挂档次.适时控制,可满足沥青流量与行车速度的匹配 关系，即：_4,.u=VW式中;D 设定洒布密度,kg/m2;QL 一沥青泵流量,kg/min;V 一动态车速,n-/min ;W 一洒布宽度,mo(1)为保持洒布密度不变,自动控制系统保证

12、沥青泵 流量随车速的变化适时按比例调整.工控机加单喷嘴独立控制技术的采用，可在工 作现场实现梯形面喷洒,即喷洒过程可逐个增加或减 少喷嘴，即加，减洒布宽度，以满足特殊工作面的要求.液晶显示屏可适时显示动态参数,如车速V沥青 泵转速NL,洒布距离乙，以及沥青温度和液位显示等. (5)将压缩空气引入操作系统，不仅作为动力通过 电磁阀去控制沥青阀门和喷嘴,还可用于沥青管路的 吹扫.即在喷洒工作结束后，可将管道内剩余沥青压回 储罐，并将全部喷嘴吹扫干净，以利下次启用.4结语 新型沥青洒布车在中国已研制成功并批量生产， 无疑将在我国公路建设中发挥重要作用.新型沥青洒 布车在洒布透层油和封层油中的作用,对

13、提高路面修 建质量的作用也将逐渐被公路施工部门所认同.因此，使用智能型沥青洒布设备，重视”透层”,”下封层”材料及其洒布施工工艺，是提高沥青路面修建质 量的一个重要环节.西安市华清路拓宽改造工程C标SMA沥青砼路面施工要点刘玉西安市第一市政工程公司西安市华清路位于西安市城区东大门处，东接西临高速公路，是 市区东部的一个重要门户。西安市作为西北地区一座重要城市，又是 国家西部大开发计划的重中之重。随着经济持续、飞速的发展，交通 流量也增长迅速。为了满足日益增长的交通需求，西安干线路网日益 完善，新的干线陆续建成，原有干线也逐步改造升级。华清路拓宽改 造工程c标就是一个原有干线的势在必行的升级改造

14、工程。工程主要 施工范围位于西安市灞桥区十里铺街道内，原有道路两侧均有大量建 筑物，短期内很难全部拆迁完毕。故此次施工主要为原有旧路的翻修 改造及地下管线的改排。它的建成不仅使经由西临高速公路可以更方 便通畅的进入市区，而且也可使沿线地区的经济得到发展。在现代市政道路施工中，路面平整度是衡量高级路面质量好坏的 重要指标。路面不平顺，会增大行车阻力，并使车辆产生附加振动， 直接影响行车的安全性、舒适性，同时会加剧汽车零部件及轮胎的损 坏，并增大油料的消耗；附加振动以及不平整的路面所滞积的雨水， 也将加速路面的破坏。随着社会的发展需要，高等级路面建设幅度的 扩大，人们对路面行车的安全性、舒适性以及

15、路面的耐久性都提出了 更高的要求。国家的一些评定标准中也相应对路面平整度指标进行修 订，采用了更高更严格的指标。下面结合华清路拓宽改造工程C标的 施工，谈谈如何对SMA路面的平整度进行控制。该段工程东连西临高速公路，是进出西安市区的东通道，全长0.82 公里，由于未考虑拆迁，道路基本依旧道路宽度和断面修建，总宽 41米。本路段交通量大、重载多，特别是西安夏季炎热，为防止沥 青砼路面在重载作用下产生车辙、推拥和波浪等病害，充分利用SMA 具有较好的高温稳定性和低温抗裂性，能保持较好抗滑能力和平整 度、减少噪音、提高路面能风度等优点，本工程道路上面层采用3cm 细粒式沥青加强纤维沥青混凝土（SMA

16、-13）结构。二、影响SMA路面平整度的因素分析SMA是一种由沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量的细集料组成的 沥青马蹄脂，填充间断级配的粗集料骨架间隙而形成的眼挤型密实结 构混合料。SMA路面是一种新型的路面结构，具有如下特性：造价高，对路基与路面的施工质量要求较高；SMA混合料具有粗集料多，矿粉多，细集料少，掺纤维稳定 剂，材料要求高的特点，特别是对粗集料的坚韧性、颗粒形状和棱角 性的要求很高；必须在高温状态下碾压才能达到密实效果，且不产生推拥，这 是SMA的一个重要特征；5. SMA混合料致冷后非常坚硬，强度高。SMA的特性决定了其施工与普通沥青砼相比具有特殊性，故应加 强施工中每一环节的检测

17、控制与管理，从其特性入手，对其特殊的施 工工艺进行分析，影响路面平整的主要因素有：路基与下承层的施工质量。路基填筑不均匀或路基、下承层结 构密实度和强度不足，整体稳定性差，易产生不均匀沉降，路面平整 度差：对于下承层的平整度以及高程误差，都会通过结构层自下而上 层层积累，影响到SMA路面的平整度。原材料及混合料的质量。只有保证原材料和混合料的质量，才 能保证SMA面层的完整性和强度，路面平整性才有保障。施工工艺及机械配置。本工程的SMA-13,拌和时间长，生产 率降低，混合料粘度大，施工温度要求高，混合科冷却结硬后强度高， 要保证其密实度和平整度以及充分发挥SMA粗集料的嵌挤作用，只有 通过采

18、用合理的施工工艺及机械配置才能实现。施工人员的素质与责任心。只有通过施工人员对施工中每一环 节加强检测控制与管理力度，充分调动其主观能动性，才能发挥先进 的施工工艺、合理的机械配置和先进的机械设备这一组合的最佳效 果。三、SMA路面平整度的控制措施从影响平整度的主要因素出发，从路基与路面下承层的施工质 量，原材料及混合料的质量，施工工艺和机械配置以及施工人员素质 等方面采取相应的控制措施，重点应抓施工工艺和机械配置方面。加强路基与路面下承层的施工质量控制对于路基，应从确保路基填土的均匀性以及路基结构整体的密实 度和强度；采取合适的回填与软基处理方案并减少其过渡段的工后沉 降差；采取相关措施，减

19、少水对路基产生的病害，确保路基稳定。SMA造价较高，一般只使用于上面层结构，若在（承层施工中不 重视平整度及高程误差控制，想通过3cm厚上面层的施工来对下承层 的不足进行弥补，并取得好的平整性是不可能的。本工程主车道全幅 宽41m,在下承层施工中，均采用摊铺机全幅式摊铺，保证摊铺混合 料性能的稳定性和控制摊铺速度的均匀性，并采用不同的找平方式， 对不同下承层的摊铺进行控制，使下承层的平整度控制在较好的水平 上。原材料及混合料质量的控制每一批进场的原材料都应按相关规范和标准进行试验,并加强施 工中试验自检和抽检力度，保证后材料质量的稳定。SMA混合料质量直接影响到沥青面层的施工质量和使用品质,

20、旦出现不合格的花料、焦料、过油料铺筑到路面上都应立即彻底铲除 重铺，经人工修补后的路面是不可能有良好的平整度。混合料生产要 严格把关，不合格混合料严禁使用。通过抽提试验和马歇尔试验对矿 料级配、沥青用量、混合料的密度和空隙率VV、VMA、VCA等指标进 行调控，同时检测其稳定度和流值；通过温度检测，对SMA生产的集 料加热温度190200C进行控制，做到不合格材料严禁进场，确保混 合料的质里。加强施工工艺和机械配置的控制先进成熟的施工工艺、先进的机械设备和合理的机械配置，是保 证SMA路面平整的关键。I）摊铺本工程采用摊铺机全幅一次性摊铺，应做到缓慢、均匀、连续不 间断地摊铺，禁止随意变换速度

21、或中途停顿。.运料车与摊铺机恰到好处地配合是保证平整度的一个重要方 面，必须防止料车撞击摊铺机或将料洒到中面层上。运料车应在摊销 机前1020m处停住并挂空档，卸料过程中由摊铺机推动汽车同步前 进，卸料完毕后，即驶离摊铺机。由于SMA生产时拌和机生产率降低， 为保证其匀速、不间断地连续摊铺，摊铺速度一般不超过3m/min 4m/min,甚至可放慢到lm/min2m/min,这就要求机手应具有较 高的操作水平，以保证摊铺机匀速、连续工作，既能保证压实度又提 高平整度。.摊铺机刮料输送器通过闸门后供料和螺旋摊铺器向两侧布 料，两者的工作速度要相匹配。在发生暂时性断料时，摊销机应保持 继续运转，停止

22、振捣，并接通熨平板加热器，保证SMA的摊铺与碾压 符合高温条件要求，这是控制平整度的又一关键所在。.提高摊铺过程中的预压密实度。SMA混合料在高温状态下主 要靠粗集料的敬挤作用，可适当提高夯锤的振捣频率，在摊铺机夯锤 振捣与熨平板的共同作用下，一般可达到85%以上的预压效果。这 样，剩余的压实系数极小，所以初压的痕迹也极小，进而保证了路面 的最终乎整度。2）碾压SMA路面最好采用刚性碾碾压，并在碾压过程中严格控制好碾压 温度。本工程采用INGERSOLLRAND振动压路机，其振动力大、幅度宽， 初压（温度不低于150C）、复压（温度不低于130C）和终压（温度 不低于120C）都采用此种压路机

23、，碾压34遍，一气呵成。按照以 下原则碾压，充分解决了密安度与平整度的矛盾，实际效果比采用 CC25振动压路机与YL-20型轮胎压路机组合碾压要好。.按照“紧跟、慢压、高频、低幅”碾压八字方针进行碾压，这 是与一般沥青混合料碾压方式最大的区别。压路机必须紧跟在摊铺机 后面，只有在高温条件下碾压才能取得最好效果，碾压终了温度应不 低于120C;慢压是针对目前碾压速度普遍过快的现象来说，一般要 求的碾压速度不能超出4km/hskm/h；高频和低幅方式对提高SMA 的压实度，防止石料损伤，保持石料有良好的棱角性和嵌挤作用具有 重要的意义，大振幅很容易造成碾压过度，使石料压碎或者马蹄服上 浮，产生“过

24、碾压弹簧”现象。所以碾压八字方针也是保证SMA路面平 整的重要环节。.碾压应均衡地进行，倒退时关闭振动，方向要渐渐地改变， 不许拧着弯行走，一般可采用欧式碾压，对每一道碾压起点或终点可 稍微扭弯碾压；消除碾压接头轮迹。.压路机不允许在新铺混合料上转向、调头、左右移动位置、 突然刹车或停机休息；其他机械化不能在未冷却结硬的路面上停留。 原则上所有机械，尤其是压路机从开始碾压进入角色后便不能停机， 直至该段路面施工结束，否则容易产生局部波浪。.碾压应纵向进行，并由摊铺路幅的低边向高边低速行进碾压， 相邻碾压重叠至少50cm：初压时始终让从动轮在后，避免由于温度 高轮前易留下波浪，影响平整度；终压用

25、光轮压路机以消除轮迹。本 工程采用双驱双振ingersollrand压路机，既可保证碾压后不存在波 浪，又能消除轮迹。3）接缝处理接缝是影响乎整度的一个重要因素。应尽量减少接缝，特别是纵 向接缝，本工程采用ABG摊铺机全幅施工，不存在纵向接缝，所以应 保持匀速、不间断连续摊铺以减少横向接缝。SMA路面横向接缝的 处理，对平整度影响很大。接缝跳车现象仍然是SMA路面的薄弱环节。SMA路面接缝处理要比普通沥青混合料难一些，由于冷却后的 SMA混合料非常坚硬，应想方设法防止出现冷接缝处理。为提高平整 度，一般采用切割成垂直面的方法，可在SMA路面完工后，稍停一停， 在其尚未冷却之前，就切割好。具体做法为：将3m直尺沿路线纵向 靠在已施工段的端都，伸出端部的直尺呈悬臂状；以已施工路面与直 尺脱离点定出接缝位置，用锯缝机割齐后铲除废料，并用