摘要： 不少高速公路路面有早期损坏现象，造成这些破坏的主要原因之一是基层所做的下封层并未真正起到防水、封水和联结的作用，本文结合平(定)阳(曲)高速公路路面ES-2型稀浆封层的施工实例，主要介绍了ES-2型稀浆封层的配合比设计及施工控制。
关键词：沥青砼路面 稀浆封层 配合比设计 施工控制
不少高速公路路面都有早期损坏的现象，在通车后短短的几年内就出现了不同程度的早期损坏。造成这些损坏的重要原因之一就是基层受水损害，其中包括所做的下封层未能真正起到防水、封水和联结的作用，这一点已引起了广大筑路人员与科研人员的广泛重视。现在山西省一些高速公路采用稀浆封层代替传统的热沥青封层，取得了良好的效果，平阳高速公路在这方面就进行了有益的尝试与探索，对于增强路面结构层的强度、稳定性与防水能力都起到了事半功倍的作用。现介绍ES-2型稀浆封层技术在平阳高速公路上的配合比设计及施工控制情况。
(一)ES-2型稀浆封层的概念
ES-2型稀浆封层是以乳化沥青作结合料，将符合级配的骨料、水按照一定的设计配合比，用机械设备搅拌成稀浆混合料，均匀地摊铺在路面上，经裹覆、破乳、析水、蒸发、固化等过程与原路面牢固地结合在一起，成型后形成密实、坚固的沥青混合料薄层。
(二)ES-2型稀浆封层的作用
沥青混凝土路面下封层主要有以下作用;(1)防止雨水下渗，保护基层与路床不受水的冲刷而产生唧浆等病害;(2)加强沥青混凝土面层与基层的粘结，使基层与面层形成一个连续整体，有效地防止由于层间不连续而造成层底拉应力增大，从而延长路面的使用寿命;(3)及时封闭基层，达到有效地防止基层由于暴露时间过长而造成的温缩和干缩裂缝，并防止在施工期间施工车辆对基层的破坏。
(三)ES-2型稀浆封层的设计与施工控制
3.1 材料
3.1.1 沥青
稀浆封层采用慢裂BC-1型普通乳化沥青铺筑。基质沥青采用中海AH-70#，检测其乳化沥青各项指标均符合JTG F40-2004规范要求。
2.1.2 矿料
ES-2型稀浆封层采用0-5mm石屑，产地在山西太原市阳曲县范庄石料厂。石屑选择坚硬、干燥、表面干净、无风化且无杂质的石料经破碎加工而成，矿料中不得含有超过封层厚度的超粒径颗粒。在级配选择上应适中，偏粗可能会导致空隙率大、防水效果较差，偏细可能会导致强度不足而发软。平阳高速公路稀浆封层采用矿料级配检测如表1。
表1 ES-2型稀浆封层的矿料级配
|
筛孔尺寸（mm） |
9.5 |
4.75 |
2.36 |
1.18 |
0.6 |
0.3 |
0.15 |
0.075 |
规范值
（%） |
100 |
95-100 |
65-90 |
45-70 |
30-50 |
18-30 |
10-21 |
5-15 |
|
检测值（％） |
100 |
97.8 |
84.4 |
59.7 |
36.9 |
21.7 |
14.3 |
9.7 |
3.2 配合比设计
稀浆封层配合比设计中，以湿轮磨耗值和负荷轮粘附砂量作为双重控制指标，即：1d湿轮磨耗值控制在不大于800g/m2和负荷轮粘附砂量控制在不大于450g/m2作为设计控制依据;同时以稀浆封层标准稠度2-3cm的稠度用水量，作为稀浆封层的标准用水量。配合比设计过程中，分别拟定5个乳化沥青用量进行湿轮磨耗、负荷轮粘附砂量试验和标准稠度试验，在获得的试验参数基础上，确定稀浆封层配合比设计的乳液用量范围，各项技术指标如表2。
表2 ES-2型稀浆封层配合比设计
|
乳化沥青用量 （%） |
10.5 |
11.5 |
12.5 |
13.5 |
14.5 |
|
湿轮磨耗值 （g/m2） |
1089.3 |
739.2 |
468.4 |
350.4 |
318.5 |
|
负荷轮粘附砂量 （g/m2） |
180.9 |
270.9 |
357.5 |
432.7 |
514.5 |
|
乳化沥青用量范围 |
11．3%-13.7% |
|
油石比范围 |
6.4%-7.7% |
|
配合比比例 |
乳化沥青：矿料：水=12.5：100：7.3 |
3.3 施工技术要求与质量控制
(1)施工应在基层养生期结束并质量检查验收合格后，方可进行封层的施工，同时要彻底清扫基层表面的所有杂物、尘土及松散颗粒，做到洁净无尘，对由于汽油或柴油滴漏形成的大块油污，用去污剂将其清除干净，否则会降低封层与基层的粘结力，产生起皮、剥离等质量问题，并对路缘石等构造物进行适当防护，并封闭交通，减少干扰以保证封层成型质量。
(2)施工用的原材料(改性乳化沥青、矿料、水等)应经检验合格后方可使用，施工用矿料必须过筛，把超大粒径的石料筛出去，以免大粒径石料给稀浆混合料的拌和、摊铺带来不利影响。
(3)稀浆封层施工应采用稀浆封层摊铺机进行，摊铺前必须对摊铺设备做全面的检查和调试，同时标定摊铺厚度，确定摊铺机工作状态完全正常时方可施工，当原材料或配合比发生较大变化时，应重新进行计量标定。
(4)摊铺时，调整摊铺槽，打开控制开关，使调整好的稀浆流入摊铺槽内。当流至摊铺箱容积2/3时，启动底盘，以1.5～3 km/h的速度匀速前进。应保持稀浆摊铺量与搅拌量基本一致，并始终保持摊铺箱内稀浆混合料的体积为摊铺箱容积的1/2左右，当一种材料用完时，必须停止铺筑，重新装料后再继续进行。
(5)稀浆混合料摊铺后，若出现不平整处应立即用橡胶耙进行人工找平，找平的重点部位为：起终点，纵、横向接缝及超粒径颗粒引起的沟槽。
(6)接缝处理。对于纵向接缝，如铺好的混合料出现部分凝固状态时，应对其预湿后再进行下一车程的施工。对于横向接缝，宜从上一车程的终端，倒回5～10 cm的距离开始下一车程的施工，驾驶员应保证机械的运行线形与上一车相吻合，纵、横接缝漏接处应进行人工找平。
(7)根据选定的级配，要求压实后的厚度在8 mm左右，不宜低于7 mm和大于10 mm，稀浆封层厚度过薄达不到防水的效果，过厚则由于本身强度不足而可能形成油包、软层。
(8)稀浆封层的施工气温及养护成型期内气温不得低于10℃，且施工和养护成型期间如遇天气即将下雨或正在下雨时严禁施工，雨后基层积水未干或未清除以前，不可施工。
(9)注意早期养护，在乳化沥青刚破乳时及时用小型轮胎压路机反复碾压4～6遍，这样，有利于提高密实度、早期强度和平整度以及防水性能。碾压完毕后，应封闭交通2-3天，等水分蒸发后，方可允许施工车辆通行以均匀碾压。必须行驶的施工车辆应在破乳后才能上路，并保证车速低于5KM/h，并不得在下封层上刹车或调头。养护7天后才可摊铺沥青砼下面层。
(10)操作人员在车辆行驶过程中，应保证安全，如应挂牢操作台的围栏和把牢操作设备，倒料人员在摊铺车上系牢安全带等。同时整个施工过程应注意现场清洁，防止污染。
(11)稀浆封层施工的外观质量要求：表面平整密实，无松散，无轮迹;纵、横缝衔接平顺，外观色泽一致;与其他构造物衔接平顺，无污染;摊铺范围以外无流出的稀浆混合料;表面粗糙，无光滑现象;摊铺厚度均匀。
(四)ES-2型稀浆封层的质量检验
4.1 稀浆封层的质量检验
在施工地过程中，应对稀浆混合料进行抽样检测，抽检的项目包括：稠度(目测)、油石比、矿料级配、外观、摊铺厚度、浸水1h后湿轮磨耗。一些项目的主要检测结果列于下表3～表5。
表3 乳化沥青检验结果
|
指标 |
蒸发残留物
含量 |
蒸发残留物性质 |
|
针入度（100g,25℃,5s） |
延度(15℃) |
软化点 |
|
检验结果 |
56.5% |
57(0.1mm) |
＞55cm |
47.2℃ |
|
技术要求 |
≥55% |
45～150(0.1mm) |
≥40cm |
|
表4 稀浆封层抽提试验结果
|
项目 |
筛孔尺寸/mm |
油石比 |
|
9.5 |
4.75 |
2.36 |
1.18 |
0.6 |
0.3 |
0.15 |
0.075 |
|
试验结果 |
100 |
98.4 |
65.8 |
48.7 |
31.9 |
19.8 |
12.6 |
5.2 |
7.1 |
|
级配范围 |
100 |
95-100 |
65-90 |
45-70 |
30-50 |
18-30 |
10-21 |
5-15 |
7.3 |
表5 其他主要指标的检测结果
|
检测项目 |
稠度/cm |
渗水系数/(mL/min) |
厚度/mm |
矿料的裹覆性 |
|
平均值 |
2.8 |
6.7(11.7) |
7.8 |
＞2～3 |
|
标准差 |
- |
2.9 |
0.86 |
- |
|
变异系数 |
- |
42.6% |
14.8% |
- |
|
设计要求 |
2～3 |
基本不渗水 |
≥6 |
＞2～3 |
检测结果表明：乳化沥青的主要技术指标、级配与沥青用量均满足规范要求。稀浆封层具有较好防水性能，渗水系数除个别点较大外，其余均在lOmL/min以下;厚度上稍有点偏薄。稀浆封层整体外观平整，色泽均匀一致。
总的来说，稀浆封层的施工质量虽然达到了质量技术要求，但在施工过程中也暴露出了不少问题与不足，主要体现在以下几个方面：
(1)在阴雨天气施工时，稀浆封层较长时间处于稀浆状态，不能及时破乳成型。这主要是由于稀浆封层在施工过程或破乳成型前遇雨，从而增加了乳液中的水量，且因施工时期已是9月份，气温偏低。因此在稀浆封层施工前应密切关注天气的变化，尽可能选择在晴天施工。
(2)基层局部范围没有将尘土等彻底清理干净，无形中在基层与稀浆封层之间设置了一层隔离层，导致稀浆封层起皮现象。此类问题在热沥青封层中同样存在。
(3)局部路段厚度不足，造成这类问题的主要原因在于一方面是稀浆封层的生产量与行车速度不匹配，主要是由于施工操作不当;另一方面在于基层不平整。当出现此问题时，施工人员应立即进行人工修补。
(4)出现纵向刮痕，主要是由于石屑中含有超大粒径的石子所致，因此要求将石屑在施工前过筛处理。一旦施工中出现纵向刮痕，应立即进行人工修补。
(五)结语
从跟踪检测平阳路面ES-2型稀浆封层的测定结果来看，通过稀浆封层，路面的平整度、透水性能有了很大提高，同时由于阳离子乳化沥青对骨料裹覆性好，稀浆具有较好的流动性和渗透性，有利于填充和治愈路面的裂缝;粘结力强，与下承层结合牢固，可以提高路面的密实性和防水性，有效地延长了路面的使用寿命。
参考文献： 【1】JTG F40-2004，公路沥青路面施工技术规范
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ES-2型稀浆封层在平阳高速公路上的应用
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