1、试探水泥路面加铺橡胶沥青应力吸收层的施工【摘要】随着我国建设事业的蓬勃开展，水泥路面的施工技术也越来越完善，近几年来，在水泥路面加铺橡胶沥青应力吸收层的施工技术能有效的控制反射裂缝，增加了水泥路面的使用寿命。 【关键词】水泥路面；橡胶沥青；应力吸收层；施工技术；控制；放射裂缝 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 前言 现阶段，为了增强水泥路面的使用寿命，预防和控制反射裂缝的产生，在原水泥路面上加铺橡胶沥青应力吸收层的施工技术被广泛采用，这项技术的使用达到了保护所铺设的沥青混凝土面层的目的。 二、橡胶沥青应力吸收层的作用机理分析 随着交通事业的发展和人们对公路承载能力要求的不断提高
2、，我国的公路建设大量采用了半刚性基层加柔性面层的结构形式，上世纪八九十年代兴建的大量水泥路面目前也多采取了原路加铺沥青面层的“白加黑”结构，但由于半刚性基层的干缩性和温缩性以及旧水泥路面的各种接缝、裂缝，在这样的结构形式下，反射裂缝成为沥青面层最主要的病害类型。 一般来说，防治反射裂缝的方法主要分为材料和结构两个方面。设置橡胶沥青应力吸收层即是采用高粘、高弹、高抗变形能力的材料从结构角度来防治反射裂缝的一种行之有效的工程措施。橡胶沥青应力吸收层是使用高粘弹性橡胶沥青作为粘结剂的等粒径碎石封层，一般都为 1cm 左右厚度，设置于多缝或预计将会产生较多裂缝的基层与沥青面层之间。 （见下图） 橡胶沥
3、青在沥青面层和基层之间形成了一层 1cm 左右厚度的高粘弹性的软介层，通过等粒径碎石的嵌锁作用，将面层和基层联结成为整体。应力吸收层能把裂缝处基层位移引起的应变消散在夹层范围内，有效缓解基层裂缝处沥青面层底面的应力集中现象，起到遏制基层裂缝向面层扩展的作用; 同时填充面层和基层的缝隙，防止水分下渗，起到封层的作用; 橡胶沥青的高粘性，能够使面层牢固的吸附粘结在基层上，使路面形成统一的结构整体，共同发挥作用; 在与橡胶沥青面层结合铺设时，橡胶沥青应力吸收层还能够进一步减薄橡胶沥青面层的铺设厚度，节约建设成本。因此，研究橡胶沥青应力吸收层的施工技术对提高我国公路建设和养护技术，延长路面使用寿命具有
4、重大的研究和应用价值。 橡胶沥青的高黏性使得加铺的沥青混凝土层牢靠的吸附在水泥混凝土板块上，使路面形成统一的结构整体，共同承担路面荷载。在道路结构层中，应力吸收层作为结构的中间层，厚度不大，通常为 1 cm，但它受到的拉应力较大，因此，对该层材料的性能有着很高的要求，橡胶沥青要求具有高弹性，低温性能好，弹性恢复好。橡胶沥青在面层和基层之间形成厚约 1 cm 的变形介质层，通过橡胶沥青的高黏能力及碎石的荷载传递能力，将面层和基层连结为整体，共同承担交通荷载及温度应力。 当水泥混凝土板块受到温度变化、交通荷载作用产生拉应力时，橡胶沥青应力吸收层使裂缝、接缝处基层应变消散在应力吸收层内，不再往上层传
5、递，有效地缓解了面层路面的应力集中，阻隔了反射裂缝的传递。 橡胶沥青应力吸收层的铺设是将单一粒径的石料均匀地满铺在橡胶沥青层上，用胶轮压路机进行嵌挤碾压，橡胶沥青被挤压到石料高度的3/4-4/5，石料嵌锁形成后将构成结构性支撑，这时所形成碎石封层模式的路面即为橡胶沥青应力吸收层橡胶沥青应力吸收层铺筑于半性基层与沥青路面之间或者旧水泥混凝土路面与沥青路面之间，是具有高变形能力的橡胶沥青层 通过等粒径碎石的荷载传递和橡胶沥青的高豁结作用，将面层和基层联结成为整体，使裂缝处基层位移引起的应变消散在应力吸收层范围内，有效地缓解面层底面的应力集中.起到遏制基层反射裂缝的作用。 三、水泥混凝土路面加铺橡胶
6、沥青应力吸收层施工技术 根据国内某路改造工程的经验，加铺橡胶沥青应力吸收层的关键技术包括以下三方面原材料制备、施工前准备和施工中控制。 1.原材料制备 (一)橡胶沥青的配制和质量要求 该路改造工程所用的橡胶沥青为福建金泉建设集团有限公司生产的“绿科环”牌弹性活化橡胶沥青。橡胶沥青的生产采用专用加工设备，并对温度这一关键因素进行控制。橡胶沥青生产前，基质沥青加热到200210的高温。橡胶沥青胶结料在搅动状态下反应 45min 以上，反应温度保持在 190200。橡胶沥青生产完成后，进行保温储存。用于储存橡胶沥青和基质沥青的储存罐配有加热和保温装置，使储存罐能保持在规定的温度，温度范围一般为 18
7、0190。导热油温度和配料比例进行严格控制。成品橡胶沥青要通过各项检验合格后才可使用，控制的关键技术指标如下： 碎石采用石质坚硬、清洁、干燥、近立方体颗粒的玄武岩或灰质岩碎石。为确保碎石干燥、与沥青有效结合，碎石需预先在拌和机内加热搅拌除尘，加热温度 130150。碎石级配范围和质量要求分别列于下表： 表 3 (二)施工前人员、机械准备 应力吸收层铺设必须采用机械施工，沥青和石料的洒布车均有计量设备。铺设时要求在橡胶沥青喷洒后立即洒布石料，而后立即用胶轮压路机碾压，以防止沥青冷却变硬，各工序的时间连贯性要求很高。因此，各设备均需经过必要的检修，在洒布前进入待命状态，包括橡胶沥青洒布车、碎石撒布
8、机、胶轮压路机; 负责指挥设备、封锁交通、清扫边缘碎石的人员均应在各自岗位处做好准备。橡胶沥青的喷洒与碎石的撒布最好采用同步一体机，一次完成两种材料的均匀施工。 橡胶沥青应力吸收层的施工工艺 (一)应力吸收层的铺设条件： (1)空气温度和地面温度都不得低于io。 (2)下承层必须干燥，路缘石防护良好。(3)风速不影响橡胶沥青洒布效果。(4)需用的设备(包括橡胶沥青洒布车、碎石撒布机和胶轮压路机)进入待命状态。 (二)施工工艺流程 a.预拌碎石。 为保证洒布的碎石与橡胶沥青的充分粘结, 碎石需加热到 150 170 , 采用 0 4% 0 6%的基质沥青进行预裹。 b.橡胶沥青和碎石的洒布。 橡
9、胶沥青的喷洒橡胶沥青的喷洒使用专门的橡胶沥青智能洒布车。这种智能洒布车需要设有强力搅拌装置，使罐内沥青快速对流，以解决橡胶沥青颗粒沉淀离析的问题; 车内还要有导热油加热装置，以保证橡胶沥青的施工温度满足要求; 喷洒系统可以自动控制洒布量，确保洒布均匀，施工稳定，性能可靠。橡胶沥青的洒布量要求均匀。适量，一般认为碎石层洒布压实之后，橡胶沥青被挤压到石料高度的 4 /5 左右比较合适。如沥青洒布量过大，易导致面层油量过大出现泛油情况，同时也可会提高面层的层底弯拉应变; 如沥青洒布量过小，碎石不能被裹覆，从而可以自由移动，这样就在面层和下卧层之间形成了一个不稳定的夹层，不仅不能起到的应力吸收的作用，
10、还有可能加快面层的破坏 。 c.等粒径碎石的洒布。 橡胶沥青洒布完成后，由于温度下降粘度会急剧上升，因此碎石的洒布必须紧跟橡胶沥青的洒布连续施工。碎石洒布需用专门的碎石封层洒布车，建议采用同步一体机，橡胶沥青的喷洒与碎石的撒布一次性完成。要求洒布均匀适量，形成相互嵌挤的紧凑结构。碎石洒布不能过多，过多的话可能会形成油量不足，碎石重叠松散的情况; 碎石洒布也不能过少，过少的话会直接将橡胶沥青暴露出来，导致上下结构层之间的不连续接触 。 d.碾压。 碎石洒布后, 应立即采用 25 t 胶轮压路机进行碾压。橡胶沥青应处于流动状态, 以便碎石部分嵌入沥青层。碾压应反复 2 3 遍, 根据需要选择压路机
11、的数量。施工中为了确保碾压的温度, 要求胶轮紧随碎石洒布车后面碾压,距离不能超过 5 m。 e.清扫。 碾压完毕, 待碎石粘附在沥青层中后,可用人工或机械方法清除多余的没有粘结的松散碎石, 以避免影响与上层的粘结性能。 f.开放交通。 橡胶沥青应力吸收层的施工应与上面层沥青混凝土紧凑进行, 中间不开放交通, 若期间必须开放交通, 须待碾压施工完成 3 h 后方可开放交通, 但车速不宜超过 25 km /h。在上面层沥青混凝土施工前须洒布粘层油, 洒布量控制在 0 3 kg/m2 左右。 (三)下卧层表面处理 下卧层表面的灰尘和水分会对应力吸收层的铺设效果产生不良影响，因此在铺设前需用扫帚、鼓风
12、机等对下卧层顶面进行清扫，保证下卧层顶面的清洁，干燥，平整。这不仅为应力吸收层的铺设提供了一个良好的工作面，同时也保证了橡胶沥青与下卧层之间的粘结性能。 对于旧水泥路面，施工前需对原有路面的病害进行调查，重点注意裂缝、坑洞和错台。裂缝及接缝处是后期形成反射裂缝的隐患，必须予以灌缝处理，灌缝时需选用高粘度沥青材料，用量不可过多，以防止铺设应力吸收层后发生高温泛油现象; 坑槽需用沥青混合料予以填补，如不处理，该处面层混合料可能会出现压实度不足的情况，同时橡胶沥青和碎石在坑洞处无法实现均匀洒布，难以达到分散应力的作用; 错台处会形成剪应力的集中，破坏应力吸收层的作用，对于较为严重的错台应在施工前先行
13、铣?。 (四)检测 a.橡胶沥青洒布量检测方法 将要洒布沥青时，将标准尺寸矩形容器内置沥青油毡称重后置于洒布车前 10 m 左右处，待洒布车经过容器后方即取出再称重，以此计算实际洒布量，再结合沥青洒布车电脑调节装置直到设计洒布量为止。 b.碎石撒铺量检测方法 将要撒铺碎石时，取一标准尺寸矩形容器称重后置于撒铺车前已洒布沥青路面的路段最尾处，待撒铺车经过容器后立即取出再称重，以此计算实际撒铺量，然后通过调节装置调至设计撒铺量为止。 (五)施工后处理 a.橡胶沥青应力吸收层进行清扫，以清除没有粘结的松散碎石，避免影响 SAMI 层与上面层的粘结。 b.纵向衔接处有沥青未喷洒到的部位，或有封层被车轮
14、带起，露出原水泥路表的部位，应由人工刷涂橡胶沥青后，均匀洒布碎石并碾压。 c.应力吸收层边缘处有局部沥青膜脱离路表，在进行沥青洒布前应由人工将脱离路表的沥青膜撕除，以促进应力吸收层整体与原水泥路表的粘结。 四、橡胶沥青应力吸收层施工注意事项 1.材料准备：根据工程实施进度及天气状况，提前准备橡胶沥青和干燥、清洁的碎石。 2.为保证应力吸收层与下幅基层的黏结力，需彻底清理基层，加铺前基层应干燥、整洁，不得有灰尘、杂物。 3.采用同步碎石封层车均匀洒布橡胶沥青及碎石，沥青洒布量要严格控制，现场及时测定沥青洒布量；碎石要求满铺，碾压后再将多余的碎石清扫掉。 4.因橡胶沥青厚度较薄 ，温度下降很快 ，
15、为保证碾压温度，胶轮压路机要紧跟同步碎石封层机，及时对铺设好的橡胶沥青及碎石进行碾压，使碎石定位。 5.橡胶沥青应力吸收层施工完成后，在上部沥青混凝土未摊铺之前，不得开放交通。 6.橡胶沥青应力吸收层温度降低后，可进行沥青混合料的摊铺。 五、橡胶沥青应力吸收层施工的质量控制 橡胶沥青应力吸收层施工阶段质量控制项目主要包括:橡胶沥青质量控制、橡胶沥青洒布量控制、碎石洒布量控制、外观检查等。具体的检测方法和检测标准见下表。 表 4 橡胶沥青应力吸收层施工的检测方法与检测标准 为保证橡胶沥青应力吸收层的质量, 在施工中还应注意以下几点: 合理选择施工设备。 通过金浦路工程的现场施工对比认为, 采用橡
16、胶沥青碎石同步封层车施工的施工质量远远好于采用沥青洒布车和碎石洒布车配合施工的质量; 2.施工时, 气温和路面温度不易低于 18 ; 3.路面应洁净、干燥; 4.应注意风速,风速应不能影响到工程的施工; 5.雨天和即将下雨的天气不能进行橡胶沥青应力吸收层的施工。 六、结束语 本文通过介绍了橡胶沥青应力吸收层的作用机理，橡胶沥青应力吸收层在原材料、设备控制、施工工艺、技术控制要点及质量控制促使，为提高橡胶沥青应力吸收层的施工质量提供理论依据。 参考文献： 1高俊启，季天剑.橡胶沥青应力吸收层力学与疲劳性能研究J.实验力学，2009（4）. 2董祥.沥青混凝土路面的纹理构造与抗滑性检测方法J.公路，2011（11）. 3冷培义. 沥青混凝土加铺层反射裂缝机理与扩展规律足尺试验研究J.空军工程建设， 1996，18. 4刘许峰，张作海，陈忠达.应力吸收层在水泥混凝土路面结构层中的作用研究J.河北交通科技，2009（4）.
