速公路沥青路面透层技术功能与材料应用

    摘要：高速公路沥青路面层间功能层处理的好坏，关系到路面整体结构的耐久性，研究调查显示，路面早期病害很大一部分是由于基面层间结合不良引起的。因此，实际工程中采取措施加强面层与基层层间粘结，对路面的使用性能和使用寿命至关重要。
　　关键词：透层;技术功能;应用;分析
　　高速公路沥青路面层间处治技术主要包括透层、下封层（防水粘结层）、粘层三部分，透层指的是为使沥青层与无沥青材料的基层结合良好，在基层上浇洒的石油沥青、煤沥青、液体沥青或阳离子乳化沥青而形成的透入基层表面的薄层。本文通过查阅相关文献，对全国近十几年来的新建和改建公路层间处治状况进行详细调查，重点收集不同类型的透层的应用情况，以及使用材料对该路段沥青路面长期使用性能的影响，分析透层功能层的技术功能，为高速公路层间处治工艺提供参考。
　　一、高速公路的透层油应用情况实践调查分析
　　详细调查了全国23条高速公路的透层油应用情况，应用的透层油有乳化沥青、改性乳化沥青、煤油稀释沥青和高渗透乳化沥青，具体类型、用量及使用效果如下表1和图1所示。
　　通过分析以上表和图可知，目前国内高速公路透层油中乳化沥青和改性乳化沥青应用广泛，但是透入基层效果不理想，易在基层表面形成油膜，影响层间粘结效果。应用煤油稀释沥青的工程也较多，虽然渗透效果很好，能够满足规范5mm的要求，但是对于保护环境和节约资源有非常不利的影响。高渗透乳化沥青虽然应用不多，但因其高渗透性能及环保性能，具有更好的使用前景。虽然目前应用不多，但因其环保性能，具有更好的使用前景。
　　二、透层的技术功能
　　透层油在施工之后，会在半刚性基层上有一定深度的渗透并可以降低基层材料的模量，很好地发挥从有机结合料到无机结合料结构层之间良好的过渡藕合作用。在渗透深度内，有机物质填充了半刚性基层的表面空隙，形成了特殊的结构层，我们称之为藕合层。藕合层由于有机物质的介入，使之与柔性路面的粘结效果很好，而藕合层本身也是半刚性基层的一部分，因此彻底解决了柔性路面与半刚性路面基层的粘结问题。
　　（一）提高结构体系的连续性
　　为满足承受荷载的要求，路面应在级配、结构上成为连续的整体。由于施工工艺的限制，路面结构不得不设计为多层组合体系。因此，不可避免地会出现层与层之间的结合面，由沥青路面的受力分析可以看出，这种结合面的结合质量对路面的影响很大。
　　1.在平衡荷载作用下，荷载作用力在结构层内产生的应力基本上成扇形分布，在受力范围内的每一点的应力都可以理解为两个力：垂直方向和水平方向的力。在基面层结合处，如果没有很好的连续，在水平力的作用下，将造成层间滑动，从而产生病害。
　　2.当车轮起步或刹车时，结构层中将产生水平剪力，尤其在基面层结合处由于没有很好的连续，剪应力在结合面处被吸收，使上、下面层受力出现差异，产生水平向的相对移动，从而出现层间剥落、拥包等病害。采取透层处理后，基面层间连续性得到改善，从而达到了较理想的粘结效果。
　　（二）提高路面结构的抗变形能力
　　在荷载作用下的路面面层起到传递垂直荷载和抵抗水平剪力的作用，而路面基层和路基是主要来承受垂直荷载。因此，路面在连续性很好的情况下，厚度越大，抗变形效果越好。透层是在半刚性基层材料中加入了柔性材料，具有一定抗变形能力，相当于增加了柔性材料结构层的厚度，对提高路面抗变形能力起到了一定作用。
　　（三）提高了路面的防水能力
　　透层材料渗入基层后，对基层表面起到填充作用，封闭基层材料的开口空隙，从而形成一个防水层，阻止路表水渗入路基，提高了基层抵御水破坏的能力，特别是结合下封层油膜的封闭作用，既可解决下封层的粘结，又为基层防水起到了良好的作用。