浅析透层油的质量控制

    透层在路面结构设计中非常不起眼，以前有人甚至认为它还称不上是路面结构中的一部分，但现在它所起的作用已被越来越多的人所认同。因为透层所起的作用很重要，而且非常明显。但如果透层的施工质量得不到保证，那么谈它的作用就是一句空话。下面就透层的质量控制谈几点看法：

    1 透层、稀浆封层的作用

    透层主要有以下3个作用：一是防水下渗作用，质量较好的透层能做到基本不渗水，使从面层下渗的水沿透层表面排出，从而保证基层不唧泥、路床不积水；二是粘结作用，对沥青混凝土路面而言，能加强基层与面层之间的粘结，使基层、面层形成一个整体，从而延长路面的使用寿命；三是保护基层，基层是一种水泥稳定材料，在车辆的反复作用下容易扬尘、松散、透层能有效保护基层的水份散失，有利于基层强度的提高，避免基层在施工期间遭受破坏。

    2 透层的质量控制

    2.1 主要技术指标

    2.1.1 掺配比例透层油一般有稀释沥青和乳化沥青两种，石中高速公路透层油使用煤油稀释沥青，基质沥青采用道路石油沥青。煤油与沥青的掺配比例是透层的一个重要参数。掺配比例是否合适在很大程度上决定了另外2个重要技术指标即粘度和渗透深度是否符合要求。掺入煤油的目的是要降低沥青粘度，以利于透层油渗透。煤油含量过高会造成3个不利影响：一是沥青含量过低，影响透层的粘结作用和防水作用；二是没有挥发的煤油随雨水流散，污染当地环境；三是煤油价格高，提高了生产成本。煤油含量过低会导致沥青含量过高，透层油粘度大，渗透效果差。

    煤油掺配比例不是固定不变的，掺配比例与基质沥青标号和基层密实情况相关。要达到相同的渗透深度，沥青标号越高，煤油掺量就越低；基层越密实，煤油掺量就越高。表1是一般密实条件下的几种掺配比例范围。

         表1 透层油中煤油掺配比例范围

石中高速公路基层为二灰稳定砂砾，透层油采用110号沥青掺40%-50%煤油，根据施工后结果看，渗透效果比较理想。使用110号沥青掺40%煤油检测结果如下：

    2.1.2 粘度C25.5(S)
粘度是透层油施工重点控制指标。根据试验结果表明，当粘度处于8-12s时，透层油的粘结作用、防水作用及渗透深度均较好。由于煤油掺配量很难测出，而粘度试验非常容易，所以可通过粘度指标来控制煤油掺配比例。当粘度值大于12s时，说明透层油粘度大，沥青含量大，煤油掺量偏低；当粘度值小于8s时，说明透层油粘度小，沥青含量少，煤油掺量偏高。
    2.1.3 渗透深度
渗透深度是透层施工后的效果指标，面层与基层之间的联结，就是靠透层的渗透效果。透层油的渗透深度，一般为1-50px，影响渗透效果的因素有：一是粘度，粘度是影响渗透效果的主要因素；二是基层表面是否清扫干净，如果基层表面遗留有泥土、灰层等，会影响渗透效果；三是洒布温度一般应控制在80-90℃，洒布温度过低，也会影响透层油的渗透效果。
    2.1.4 洒布量
洒布量也是透层施工的一个重要指标，对于开口结构基层，规定用量为1.0-1.5kg/㎡，对于封闭式结构基层，规定用量为0.6-0.9kg/㎡。透层施工时，应保证喷洒均匀，当洒布量不足时，会出现发黄、花白现象，致使渗透深度不能保证；当洒布量过多时，透层油会产生流淌现象，并在表面形成油膜，影响粘结效果，甚至造成滑动的区域。
    2.2 透层油几种质量通病
以下几种情况是透层油施工时常见的质量通病。
    2.2.1 透层油洒布后呈黑色油膜状
发生这种现象一般基于以下几个原因：
    ⑴煤油掺量低，沥青含量高，或洒布温度不够，透层油无法完全渗入基层；
    ⑵洒布量过多，多余的透层油不能渗入基层，煤油挥发后剩余的沥青滞留于表面；
    ⑶基层顶面没有清扫干净，泥土、尘埃使透层油无法下渗。
    2.2.2 透层油出现黑、黄相间现象
    ⑴洒布不均匀，导致局部透层油过多和过少；
    ⑵由于洒布机没有配备沥青循环搅拌装置，煤油与沥青搅拌不均匀，洒布时形成块状煤油和块状沥青。
    2.2.3 透层油呈黄色
     ⑴煤油掺量过多，沥青含量太少；⑵透层油洒布量太少。
    2.3 确保透层施工质量的关键措施
    ⑴在施工前，先做好试验，根据基层结构情况，决定采用什么材料及配比，然后通过试验路确定各工序的衔接、现场人机的组合、行车速度等要求。
    ⑵确保基层表面干净和干燥。浇洒透层油前，须用空压机或森林灭火器将基层表面浮尘吹干净（基层污染严重时，应先用高压水枪冲洗清洁，等干燥后再将表面浮尘吹干净），尽量使基层表面骨料外露，同时基层表面应干燥，基层含水量不得超过3%，以利于透层油渗透及与基层的粘结。
    ⑶选用合适的洒布设备。机械的选用十分重要，目前国内老式的洒布车较多，很难确保施工质量。适用的透层油洒布车应有独立的油泵、喷洒嘴、速率计、压力表、计量器、读取油罐内材料温度的温度计、气泡水准仪和软管并配有沥青循环搅拌装置，以上设备都要处于良好的工作状态。
    ⑷控制好洒布量。施工时应保证洒布车均匀速行驶，确保洒布量均匀稳定。经常用铁盘检测洒布量，当洒布量不符合要求时，及时通过改变行车速度调整洒布量。
    ⑸透层洒布完毕应做好保护工作。由于透层油需要一定洒布温度和渗透时间。洒布温度一般在80-90℃，透层油的渗透时间一般为5-6小时。此段时间内要严格做好交通控制，以免粘掉或造成滑动，影响透层油的效果。

    3 结语

    随着透层所起的作用日渐被人们所认识和重视，它在高等级公路上的使用越来越广泛，对它的质量要求也越来越高。透层油各种质量通病的产生，完全是由于不严格按规范要求施工造成的。只要我们严格遵守规范，确保透层的施工质量就不是难事。来源：  铺面材料工程中心

    废轮胎橡胶粉在沥青路面中的应用

    据统计，2014年达到3亿条，并将以每年12%的速度增加。这样大规模的废旧轮胎将会带来巨大的社会环保问题。将废旧轮胎加工成橡胶粉是国际上通用的废旧轮胎再生利用方式，其中废旧胶粉在公路行业中的使用是废旧轮胎处理的主要途径之一。同时，这还是改善路面使用性能，延长路面使用寿命，节约建设投资等的有效方式。

    一、橡胶粉在沥青混合料中的作用机理

    橡胶粉来自汽车的废旧轮胎，而轮胎在加工过程中为了满足其使用性能的要求掺加了多种成分，如：合成橡胶、天然橡胶、碳黑、硫、硫磺等等。这些成分对于沥青来说每种都可以看成一种改性剂，因此，橡胶粉掺加到沥青中可以看成是一种复合改性作用从试验结果可知，橡胶粉在沥青混合料中的填充作用是不可忽视的，一方面从孔隙率角度会使混合料更加密实，但另一方面会增加混合料的矿料间隙率。特别对于后者，由于橡胶粉颗粒本身具有良好的回弹性能，如果混合料中橡胶粉添加不当，会导致混合料碾压不实，严重的导致松散。为了避免这种现象的产生，橡胶粉颗粒的掺加需要进行选择，对于橡胶粉混合料的级配应选择断级配，而不宜选择连续级配，其间断程度与橡胶粉的目数和剂量有关。

    二、橡胶粉对沥青混合料技术性能的影响

    1.对高温性能的改善。从橡胶粉混合料车辙试验的结果可以发现，随着橡胶粉掺量的增加混合料的高温抗车辙能力逐渐提高。在试验温度为70℃时，当仅使用SBS改性沥青，混合料的动稳定度为1468次mm；当再掺加10%的80目橡胶粉后混合料的动稳定度提高到2795次mm；当掺量为20％时DS达到了3407次mm；当掺量为30％时DS为3870次mm。

    2.对低温性能的改善。从低温弯曲试验结果可知，随着橡胶粉掺量的增加，混合料的低温劲度模量逐渐减小，低温的极限弯拉应变逐渐增加，这些都表现出混合料中掺加橡胶粉后低温性能的明显改善。从低温约束试验结果看出，混合料中掺加橡胶粉后，其低温的破断温度明显低于一般SBS改性沥青混合料，而破断应力又明显大于SBS混合料。以上试验结果表明，橡胶粉对改善混合料的低温性能是有利的。

    3.对疲劳性能的改善。从橡胶粉混合料小梁的疲劳试验结果曲线（三分点加载，试验频率10Hz）可以看出，随着橡胶粉掺量的增加，混合料的疲劳寿命逐渐增加。这是由于混合料中掺加橡胶粉后，混合料的弹性明显增加，这样在动态荷载作用下，混合料的动态响应能力增加，因此使动态的疲劳寿命增加。

    4.对混合料水稳定性能的影响。橡胶粉对混合料水稳定性的影响分为动态荷载和静态荷载两个方面。当采用静态荷载时常用的试验方法有残留稳定度和冻融劈裂试验，这些试验尽管加载速率采用快速加载，但试验荷载与汽车的动态荷载相比还是很慢的，因此归结为静态试验。从数据看，随着橡胶粉掺加剂量的增加混合料的冻融劈裂强度比TSR逐渐降低，说明这种试验方法测定的混合料水稳定性出现衰减。为了解决这个问题，国内外常用的方法是在橡胶沥青混合料中采用水泥或消石灰代替矿粉。

    三、橡胶粉沥青混合料应用前景

    废旧轮胎橡胶粉应用于沥青及混合料对于环境保护、资源再生利用，以及解决当前公路行业面临的一些紧迫问题有着重要作用。

    1.解决重载交通环境下高温抗车辙能力。如何改善沥青混合料的高温稳定性就成为一个重要课题，使用橡胶沥青混合料是一个经济有效的技术措施。比如，广东肇庆马房大桥钢桥面铺装，沥青混合料中掺加了30%的80目橡胶粉，在三年多，2000多万次的交通荷载作用下，铺装结构层没有产生明显的车辙，这是目前国内桥面铺装层使用中所少见的。

    2.路面的防水与层间粘结。近些年通过对沥青路面早期损坏的调查发现，沥青路面的水损坏和沥青面层与半刚性基层（包括刚性基层）之间的层间粘结状态不理想，是其中两个主要的病因，在沥青路面中增设改性沥青防水粘结功能层是一个一举两得的技术措施，而橡胶沥青又是这种功能层优选的材料。

    1988年，河北京石高速公路正定试验路上铺设了一段采用澳大利亚橡胶沥青的应力吸收层（防水粘结层）试验路段，其上仅铺设了5cm的沥青混凝土，使用8年后与周边的9-15cm沥青混凝土面层试验路段相比不论从裂缝率还是修补率来看都明显减少。可见，使用橡胶沥青防水粘结层对于改善路面层间粘结、减少水损坏十分有效。

    3.旧路改造延长沥青路面使用寿命。研究发现，在旧路改造、罩面中使用橡胶沥青对延长路面使用寿命、减少裂缝的产生十分有利。而且当使用橡胶沥青混合料时在相同的使用要求前提下，可比一般沥青混凝土减薄沥青面层厚度20%~30%，当再增加橡胶沥青防水粘结层（又称应力吸收层）可减薄厚度50%以上。

    4.低噪音沥青路面。橡胶粉在沥青混合料中的使用，是目前国际上降低路面噪音的三大技术措施之一。其与另外一种小粒径沥青混合料的技术措施结合使用，是适合我国绝大部分地区低噪音路面的使用方案，适用于城市及周边的快速路、风景名胜的旅游公路。

    此外，橡胶粉在沥青和混合料中的使用还有许多方面，如：路面的灌缝材料、修建低造价路面的橡胶沥青的碎石缝层等。可见，橡胶粉在公路行业中的应用是十分广泛的。 

    2014年京港澳高速京石段改扩建工程设计使用了橡胶改性沥青。京石高速公路是京港奥高速的重要路段，一条连接北京和石家庄的高速公路，从北京的三环路六里桥出发，全程大概270公里。它由北京出发的平行国道是107国道。京石高速公路建于20世纪80年代末。是河北省修建的第一条高速公路。分段分期建设而成。如今与保津、石太、石黄、石安高速公路相连接。京石高速公路( 双幅 )建成通车后。车流量逐年增长。经济效益十分明显。同时对河北省的经济建设发挥了十分重要的作用。社会效益更是巨大。随着石太、石安、石黄高速公路的相继建成。京石高速公路已成为河北周边各省进京的交通咽喉之一。

    项目北起涿州市与北京市房山区交界地带，至石家庄新乐市沙河特大桥南桥头，项目总里程224.678公里，全线均按8车道标准建设。概算总投资约188.8亿元。主线拼宽路面采用 100px 细粒式改性沥青（ SMA － 13 ） +150px 中粒式橡胶改性沥青（ AC-20 ） +150px 中粒式橡胶改性沥青。

    京港澳高速京石段改扩建工程自设计之初就提出了生态、环保的理念，大量应用了节能环保的新产品、新技术。其中最值得关注的是采用天津海泰环保公司的废轮胎胶粉改性沥青应用于底面层及中面层，成为中国第一条名符其实的“绿色环保”高速公路。来源： 铺面材料工程中心