沥青路面层间黏结性能技术探讨——以福建山区高速公路长上坡段为例

高 勇

（福建路信交通建设监理有限公司，福建福州 350000）

1 工程概况

莆田至炎陵高速永泰梧桐至尤溪中仙段起点桩号YK95+000，位于梧桐镇的潼关村附近，终点桩号YK137+143，位于盖洋乡珠峰村，路线全长42.1 km。坡度2%以上的纵坡段达20.8 km，占总里程的49.4%。

莆炎高速试验段位于下板2号大桥至近下坂分离式大桥路基段右幅，桩号位为K120+046～k120+370，试验段路面宽度16.5 m（单幅），长度324 m，路面坡度3.95%，铺筑高模量EME-20沥青混凝土下面层，下坂2号桥桥面防水黏结层为热喷改性沥青+碎石。本工程桥面（隧道）在长上坡路段且坡度较大，为加强沥青路面长上坡段的长期使用寿命，需要采取相应措施改进桥面（隧道）防水黏结层。

2 影响层间黏结效果的主要因素分析

2.1 黏层油质量不合格或选择错误

高速公路工程施工过程中使用的黏层油主要包括SBS改性乳化沥青、SBR改性乳化沥青、热沥青以及普通乳化沥青等。实际施工时，高速公路性能主要受基质沥青性能影响，沥青性能会因软化点、残留物含量、加工工艺、改性乳化工艺等因素不同体现不同特点。具体施工时，沥青未进行对应试验时，可能出现试验劣质黏层油的情形。

2.2 黏层油用量控制不准

公路工程的黏层油喷洒主要借助沥青洒布车完成，由操作人员试验得到较精确的喷洒量数值。实际施工过程中，常因喷嘴堵塞不畅、洒布车速度变化等人为原因导致现场黏层油局部喷洒量过多或过少。

2.3 没有彻底清理下卧层界面

高速公路各沥青层的施工环节不具备连续性，完成一层沥青施工且下一层沥青施工尚未开始时，受施工车辆通行、交叉施工等影响污染已铺的下卧层，包括路面黏附泥土、各类脏污和松散颗粒等。喷洒黏层油的准备阶段出现该问题，可能导致软弱夹层受到污染或黏结效果被减弱，需要提前清理下卧层，保持洁净、干燥的状态，喷洒黏层油。

3 桥面（隧道）防水黏结层改善技术研究

3.1 界面处置技术优化

对桥面（隧道）铺装沥青混凝土的准备阶段，需要处理好混凝土面板界面，提高沥青面层与混凝土桥面板间的黏结效果及整体性。能够增加混凝土桥面板粗糙度，改善沥青混凝土铺装与混凝土面板间黏结力，增加高层间的抗剪强度，暴露混凝土养生过程中形成的干缩裂缝和毛细孔。

在优化界面处治技术过程中，一般采用到抛丸机。抛丸机主要由4部分组成，分别为抛丸系统、抛丸室、回弹室和分离除尘系统。工作时，为了能够以不同抛射强度对不同表面进行合理处理，通常采用控制与调整控制弹丸颗粒大小、形状、抛射流量以及机器行进速度的方式。手推式抛丸机工作面小、工作效率受限，抛丸质量得不到有效保证。以莆炎高速为例，前期采用手推式抛丸机处理的小喜大桥、大喜大桥、大漳溪大桥虽然整体摩擦系数满足设计要求，但处理效果波动较大且部分区域处理并不到位。

自行式连续抛丸机具备机动灵活、操作方便、无损表面等优势，在行业内得到了运用与推广。与传统手推式抛丸机相比，自行式连续抛丸机抛丸后的表面摩擦系数、工作效率、操作性能、产量均显著提升。

本项目在界面处治方式上引入2-4800DH新型车载式抛丸机进行抛丸处理，可对行驶速度统一调控，速度均匀，抛丸量及抛丸压力可控制，连接处无漏抛，自带发电机组，可立即清扫桥面，避免抛丸石屑粉尘污染。采用车载式抛丸机后，界面处治效率明显提高，基本不存在漏抛及抛丸不到位的情况，有效提高界面处治水平[1]。

3.2 防水黏结层材料比选

国内外防水材料种类较多，常用的有卷材类、涂膜类、结构类及化学类等。不同类型防水材料的技术性能差异较大，选择防水材料时，需要综合分析防水黏结材料性能特征与施工技术特点。本项目拟选用的防水黏结材料分别为水性环氧沥青、热喷SBS改性沥青+碎石、改性乳化沥青，根据结果推荐较为合适的材料方案。将3种不同类型防水黏结层在40℃和25℃分别进行桥面板附着力拉拔试验和复合试件拉拔试验，对比黏结性能。

附着力拉拔试验表明，水性环氧沥青在25℃的拉拔强度分别是改性乳化沥青和热喷SBS改性沥青+碎石的1.63倍和1.57倍；40℃时，水性环氧沥青与热喷SBS改性沥青+碎石相当，均优于改性乳化沥青。复合件拉拔试验结果表明，改性乳化沥青抗拉强度较低。从抗拉效果分析，水性环氧沥青>热喷SBS改性沥青>改性乳化沥青。

防水黏结层拉拔强度比对如表1所示。水性环氧沥青及热喷SBS改性沥青+碎石性能相差较小，均优于改性乳化沥青。

表1 防水黏结层拉拔强度比对 单位：MPa

抗剪强度对比如图1所示。

图1 抗剪强度对比

对上述3种防水黏结层材料选取0、25、60℃温度条件，对不同防水黏结材料在推荐用量条件下，进行剪切试验。由试验结果可知，随着温度增加，防水黏结层抗剪强度逐渐下降，高温时的抗剪强度均低于低温状态。从整体性能分析，

除性能外，同时从施工工艺、交通影响、能耗等方面进行了对比。

防水黏结层技术比对如表2所示。

表2 防水黏结层技术比对

几种防水黏结层材料各有优劣，水性环氧沥青性能较好，但价格偏高；改性乳化沥青施工方便、易于控制，但整体性能一般，在长上坡段不一定能满足抗剪、抗拉需求；热喷SBS改性沥青性能较好、价格较低，但整体施工工序需要控制。在工程预算足够的情况下，在长上坡段优先推荐水性环氧沥青，其次推荐热喷SBS改性沥青+碎石，建议采用同步碎石封层车进行撒布；坡度不大或较短的情况下，可以采用改性乳化沥青。

3.3 长上坡段防水黏结层质量评价

影响桥面防水黏结层质量的因素较多，包括下承层的处理、材料选择、施工质量等。本项目从界面抛丸处理要求及防水黏结层施工后要求提出质量评价要求。

传统的抛丸处理验收评价指标有目测标准和实测标准，其中目测标准包括混凝土表面无浮浆、无起砂层，边角处理效果适当，搭接处无错台、无浆带、达到100%创面；混凝土表面无明显尖锐凸起、水泥浆斑块等突出物；混凝土表面形成1～3 mm深度的不均匀粗糙表面；混凝土表面洁净、无浮尘、无油渍。实测标准主要包括构造深度、摩擦系数、露骨率、抛丸前后混凝土表面pH值的测定。

目前，水泥混凝土桥面抛丸处理无统一、合理的验收方法和指标，有必要量化合理的水泥混凝土桥面板抛丸处理及验收方法，建立桥面处理的判定标准。结合本次项目开展一系列科研试验，在混凝土桥面铺装施工工艺控制积累了较多试验数据，建议水泥混凝土的处理效果和量化控制指标为构造深度不小于0.45 mm、石子裸露率不小于60%。

4 结语

在路面沥青黏层施工中，原材料质量控制、施工工艺的优化及应用等均是重点内容，施工单位应予以高度重视，合理规划施工方案，按照规范有序推进施工进程。在全员的共同努力下，有效保证路面沥青黏层的施工质量。