1、高粘沥青应力吸收层应用研究摘要：路面要求应力吸收层本身具有一定的强度（抗剪、抗拉）及变形能力，不致因车辆荷载过大或温度剧降引起超过极限强度的应力而破坏开裂。鉴于高粘沥青粘度大、抗剪能力强，本文提出采用高粘沥青作为应力吸收层材料，并通过剪切试验和拉拔试验对高粘沥青的剪切强度和粘结强度进行验证。试验表明，高粘沥青剪切强度和粘结强度较普通沥青和 SBS 改性沥青都有较大幅度的提高，是理想的应力吸收层材料。关键词：应力吸收层；高粘沥青；剪切试验；拉拔试验 中图分类号： TU74 文献标识码： A 前言 反射裂缝是目前沥青路面普遍存在的病害形式。反射裂缝的出现，一方面破坏了路面的整体性和连续性，影响了路
2、面的使用品质和路表的美观；更为严重的是裂缝的存在为路表水提供了下渗通道，路表水通过裂缝进入基层、路基，大大削弱路基的强度和刚度，加速沥青路面的破坏，严重影响沥青路面的使用1。 诸多的防治反射裂缝措施中，在开裂结构层与沥青加铺层之间设置应力吸收层是一种有效的措施。欲通过增设应力吸收层达到防治反射裂缝的目的，根据反射裂缝产生、发展机理，对应力吸收层性能一般提出两种要求：1）应力吸收层自身不开裂，这就要求应力吸收层本身具有一定的强度（抗剪、抗拉）及变形能力，不致因车辆荷载过大或温度剧降引起超过极限强度的应力而破坏开裂；2）应力吸收层具有很好的抗疲劳能力及弹性恢复能力，保证车辆荷载及温度荷载反复作用下
3、能够很快的恢复而不疲劳开裂。 鉴于此，本文提出用高粘改性沥青来铺设应力吸收层。采用特殊聚合物高粘改性沥青和特定的矿料级配而制成的改性沥青混合料应力吸收层，具有应力吸收能力强，防水与层间粘结能力突出的特点，可以满足防开裂、防水与增强层间粘结的三大功能要求，这种特殊的沥青混合料低温抗裂性及高温稳定性十分优良，可以有效地延缓反射裂缝的发生并能防止水分渗入基层。 1 高粘沥青应力吸收层设计 1.1 材料要求 （1）高粘沥青 作为应力吸收层混合料选择沥青的控制指标：60动力粘度20000Pas，软化点75，25针入度60（0.1mm） 。 表 1 高粘沥青材料基础数据 检测项目 实测 国家标准 软化点（
4、） 88 80 针入度（25，0.1mm） 42 40 延度 （15，5cm、min） ，cm 100 50 粘韧性(Nm) 31.4 20 韧性(Nm) 21.2 15 弹性恢复（25） ，% 97.2 / 60粘度（Pas） 102636 20000 RTFOT 老化后 质量损失（%） 0.28 0.6 针入度比，% 92.0 70 延度 （5，5cm/min）, cm 31.0 20 （2）集料 应力吸收层混合料对集料棱角性、砂当量和粘土含量有较高的要求。控制砂当量、限制粘土含量，以增强沥青胶结料与集料之间的粘结力，避免混合料水敏感。 1.2 应力吸收层的配合比设计 （1）应力吸收层沥青
5、混合料的配合比设计 表 2 矿料配合比范围和生产配合比变动范围 筛孔/mm 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075 备注 推荐通过百分率% 100 80-100 60-85 40-70 25-55 15-35 8-20 6-14 砂当量45% 吸水率3% 棱角性40% 生产配合比变动范围% 4 1 以上级配范围为参考级配标准，实际工程中级配设计以实际工程要求进行调配为主。应力吸收层矿料级配属于连续级配、密实结构,要求相对于生产配合比的实际矿料级配变动量小。 （2）推荐沥青用量及其他辅料用量 按照矿料实际配合比决定不同的沥青用量(5.0%7.0%)；如果想得到
6、更理想应力吸收层，推荐掺加 0.2-0.4%的聚酯纤维。其中拌和温度175,压实温度 150。 1.3 应力吸收层路面结构设计 在应用应力吸收层应用过程中，大致可以分为两种应用情况：旧混凝土路面改造和新建沥青路面内应用，这两种情况在路面结构设计上有所不同。 （1）旧混凝土路面改造应用应力吸收层可以根据不同的路面情况和不同要求，分为下面几种结构：旧混凝土路面+2.5cm 应力吸收层+5cm AC-20+4cm AC-13，加铺厚度为 11.5cm；旧混凝土路面+2cm 应力吸收层+6cm AC-20+4cm AC-13，加铺厚度为 12cm；具体的路面结构中应力吸收层以上两层每层的级配形式可以根
7、据具体工程实际情况进行变化。 （2）在新建沥青路面中应用应力吸收层可以将应力吸收层加铺在路面表面层和中面层之间，具体的路面结构例如：8cm AC-25+6cm AC-20+2 cm 应力吸收层+4cm AC-13；具体的结构层形式和厚度根据实际工程进行调整和设计。 2 高粘沥青应力吸收层性能研究 2.1 剪切试验 采用 70#普通沥青、SBS 改性沥青和高粘沥青三种材料进行剪切试验，以评价高粘沥青剪切强度。沥青洒布量采用 1.0L/m3，温度采用 30，试验结果见表 3。 表 3 剪切试验结果 材料 70#普通沥青 SBS 改性沥青 高粘沥青 剪切强度，Mpa 0.45 0.52 1.29 图
8、 1 不同材料 30剪切试验结果 在 30试验温度下高粘沥青的剪切强度最高，达到 1.28Mpa，是 70#普通沥青的 2.7 倍，是 SBS 改性沥青的 2.2 倍，说明高粘沥青具有良好的抗剪切能力。 2.2 拉拔试验 采用 70#普通沥青、SBS 改性沥青和高粘沥青三种材料进行拉拔试验，以评价高粘沥青粘结强度。沥青洒布量采用 1.0L/m3，温度采用 30，试验结果见表 4。 表 4 拉拔试验结果 材料 70#普通沥青 SBS 改性沥青 高粘沥青 粘结强度，Mpa 0.41 0.49 0.78 图 2 不同材料 30拉拔试验结果 在 30试验温度下高粘沥青的粘结强度最高，达到 0.76Mp
9、a，是 70#普通沥青的 1.8 倍，是 SBS 改性沥青的 1.6 倍，说明高粘沥青具有良好的抗拉强度和粘结性能。 3 高粘沥青应力吸收层施工技术 （1）水泥路面清扫 可采用清水清洗路面,保证路面完全干燥并晾晒至少 24h 后施工下道工序，或采用压风机清扫路面及缝隙内的灰尘和杂物。 （2）粘层洒布 应力吸收层施工前必须洒布 SBS 改性乳化沥青粘层，改性乳化沥青不得稀释，且必须采用洒布车机械洒布，洒布量为 0.20.3kg/m2。 （3）应力吸收层混合料生产 拌和机标定和调整 施工前必须对拌和机的计量系统进行校准,保证计量的准确；对机械传动和传送部分进行检修和润滑，保证生产的稳定和连续；对除
10、尘设备进行检修及对需要更换的耗件进行更换。 施工配合比调整 1）首先在冷料仓取料进行筛分实验(水筛法)，根据筛分结果以目标级配为基准调整冷料上料比例；同时根据使用拌和机的实际情况确定冷料上料器的转速、振幅及料门角度； 2）分别从热料仓取料，进行筛分试验(水筛法)。根据筛分结果以目标级配为目标，调整热料仓下料比例； 3）使用旋转压实仪压实 50 次，确定施工配合比下的体积性质和最佳用油量。 应力吸收层混合料生产 石料加热温度 180190；沥青加热温度 170180；拌和温度 170180；拌和时间 30s60s；天然砂的调整必须控制在5%之内。 （4）应力吸收层混合料运输 采用大于 15t 的
11、自卸汽车运输，车厢底板和侧板必须涂抹防粘剂，而且车厢必须遮盖，防止温度降低过快。 （5）应力吸收层摊铺 摊铺机带有具有振动夯实功能的熨平板并全幅一次性成型摊铺；摊铺温度 155165；摊铺速度 2m/min3m/min；气温低于 1；雨后24h 内不准施工应力吸收层。 （6）应力吸收层碾压 采用双钢轮压路机(注：碾压绝对不允许使用轮胎压路机)，并采取紧跟静压，严禁采取振动方式压实措施。 应力吸收层混合料碾压过程中或碾压后可能会出现气泡，只需刺破气泡或采用压路机碾压去除即可。 碾压过程中不应大量喷水，以防混合料表面冷却过快，经过 45遍碾压即可达到设计压实度，要求在 8293时终压完成。压实密度为最大理论密度的 961%，施工空隙率 1%5%。 应力吸收层成型后应封闭交通，若车辆必须通行，应等温度降至50以下才能开放交通。 参考文献： 1陆新民.旧水泥混凝土路面沥青罩面层反射裂缝防治方法综述J.石油沥青，2007 年 10 月.
