争鸣2020之七 | 沥青路面水稳上基层到底如何养生

概述

半刚性基层沥青路面因其强度高、抗永久变形能力强、能适应重交通等优点，已成为我国目前高等级公路路面结构的主要形式。目前主流的高等级路面水稳基层养生要求为：基层施工完毕后必须采用土工布+塑料薄膜保湿养生7天后，才能进行下一结构层的施工。但对于上基层的养生方法经常要求为：上基层应在施工结束表面稍干后立即喷洒乳化沥青透层养生。

上基层与其它部位基层养生方法的不同规定，引发了从业者的认识混乱。有人认为上基层直接洒布乳化沥青养生是相对以前仅使用塑料薄膜密闭养生；而现在基层大部分使用一布一膜的保湿养生，上基层仅使用乳化沥青养生是否效果不如其它部位。在此情况下，沥青路面水稳上基层到底如何养生成为一个值得讨论的话题。

上基层透层养生原理

及时喷洒透层油能够对基层中的水分有良好的保护作用，由于透层油的覆盖和渗透，使水分不易挥发散失，从而有利于基层的保湿养生和自身强度的形成。特别是在高温干燥的天气下进行施工的基层，透层油还能起到保护半刚性基层不受太阳曝晒开裂的作用，从而使得表面不易松散。在基层表面稍干尚且湿润的情况下，基层内部的含水量是足够的，因此，透层油洒布完破乳后，渗入基层表面孔隙并有部分在表面形成近似一层很薄的油膜，对基层表面起到封闭的作用，大大降低了基层水分的蒸发。

其实，透层在路面结构中主要是为了使沥青层与非沥青材料基层的结合，按照沥青路面施工规范要求，透层油需要渗入到水稳基层内5~10mm。透层的主要作用是保证两种不同材质(无机跟有机材料)的结合，通过透层油的撒布，基层表面5~10mm范围内的孔隙可以渗入透层油，使下层的无机材料内渗入有机的透层油，增强基层与上层两种材料的粘结。另外透层油的撒布还增强基层表面原本相对较松散的细集料的粘结，在基层表面形成一个相对较薄的防护层，对基层的表面进行防护，防止雨水下渗以及临时行车对基层造成的破坏。透层油层间结合示意如下图所示。

透层油的洒布也必须在半刚性基层材料水化反应完成之前进行，否则无机结合料水化后会形成较为致密的晶体结构，填充了混合料原有的孔隙，导致透层油无处可渗。为了保证透层洒布的渗透效果，一般考虑在上基层终压完成后集中洒布透层油。

乳化沥青透层油效果

根据以上分析，透层油的养生与增强层间粘结作用的实现主要依靠透层油渗透实现；所以规范要求透层油需要渗入到水稳基层内5~10mm。但在现实中，水稳上基层普遍水泥掺量高，强度大，结构密实；普通阳离子乳化沥青在水稳基层上仅有1~2mm的渗透，阴离子乳化沥青效果稍好。

透层材料只有渗入一定深度才能形成牢固稳定的基层表层，才能有助于基层和沥青面层的整体联结，并起到防水作用。如果不能透入基层一定的深度，洒在表面形成了一层油膜，透层固结、稳定、联结、防水的作用就无从谈起。

综合文献描述，适用于透层油的常规沥青类产品选择不多。煤沥青危害健康，市场上也较为少见；煤油稀释沥青虽然效果渗透效果可满足要求，但煤油为危险化学品；基层中的煤油残留也影响层间粘结；乳化沥青虽然粘度大，但渗透效果差，不能满足要求。只有专门研发的用于透层的高渗透乳化沥青可满足要求，效果如下图所示，但并未成为市场主流产品。

薄膜养生与透层养生的效果对比

根据张延双等人的研究，在薄膜覆盖养生与洒透层油养生的条件下，上基层养生期间顶面温度变化如下图所示，洒布透层油时基层顶面温度与环境温度基本重合, 而薄膜覆盖养生期间的温度基本比同时刻透层油养生和环境温度要高1~4 ℃。

在薄膜覆盖养生与洒透层油养生的条件下，上基层养生期间顶面湿度变化如下图所示，采用2 种方式养生条件下的湿度均比环境湿度高很多, 基本维持在85 %左右, 但是薄膜覆盖条件下湿度比洒布透层油的更高, 但湿度稳定性不如透层油覆盖的效果, 波动较大。

由以上分析可知，洒透层油养生的效果基本与薄膜覆盖养生效果相当，从某种意义上说，薄膜覆盖养生效果还稍好，根本无法与一布一膜养生工艺相提并论。

总结

适合的透层材料可同时发挥养生与增强层间联结的作用，其前提条件是达到要求的基层渗透深度。目前普通使用的乳化沥青类透层材料渗透效果差，即使在基层终压结束后集中洒布，渗透深度也仅有1~2mm，根本无法达到要求。早洒没有效果，晚洒估计也影响不大。因此，乳化沥青透层油的施工时机可适当延后。而且，洒透层油养生的效果基本与薄膜覆盖养生效果相当，从某种意义上说，薄膜覆盖养生效果还稍好，根本无法与一布一膜养生工艺相提并论。水稳上基层普遍水泥掺量高，强度大；为保证上基层的施工质量，特别是避免收缩裂缝；可采用一布一膜的保湿密闭工艺养生，到龄期后，撤除一布一膜，再洒布透层乳化沥青。