预防沥青路面反射裂缝施工中应力吸收层的分析与运用

摘要:针对沥青路面裂缝处治的问题,目前还没有非常有效的方法,但是可以在裂缝未出现前就采取预防措施,推迟裂缝的产生,以延长沥青路面的使用寿命,主要结合近年来的工作情况介绍橡胶沥青应力吸收层SAMI和高弹性改性沥青应力吸收层SAWFTL在预防沥青路面反射裂缝中的应用。

Abstract: There are no very effective method to deal with them but we could take preventive measures before the cracks to extend the life of bined with the recent years work,the asphalt rubber stress absorbing layer SAMI and high elastic stress absorbing layer SAWFTL modified asphalt to prevent reflective cracking of asphalt application are introduced.

关键词:应力吸收层;沥青路面;反射裂缝;应用

Key words: stress absorbing layer;asphalt pavement;reflective cracking;application

中图分类号:U416 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)09-0106-01

1反射裂缝产生的原因和对路面的危害

1.1 反射裂缝产生的原因由于半刚性基层材料属于水硬性材料,对温度和湿度的变化都比较敏感。如果施工条件不好,就有可能导致基层产生干缩和温缩裂缝,而其下卧层与该层之间的磨阻作用抑制了其收缩,从而在该层内部产生拉应力,当此应力超过其抗拉强度时则发生断裂。这种裂缝一般发生在使用期间的初冬季节,也可能发生在施工过程中基层铺筑后到尚未覆盖沥青面层之前。

当半刚性基层开裂以后,在沥青面层与半刚性基层间的裂缝处形成一个薄弱点,在使用过程中,由于荷载应力与温度应力的共同作用下,在该点的沥青面层底面产生应力集中,如沥青面层较薄则会引起开裂。

随之,在行车和大气因素的反复作用下,裂缝逐渐向上扩展,直至沥青表面。这种裂缝通常称为反射裂缝。反射裂缝一般为横向裂缝,其间距大小取决于当地的气候条件、沥青面层的厚度,以及半刚性基层和沥青层材料的抗裂性能。当日温差变化较大,沥青面层较薄和半刚性基层和沥青面层材料的抗裂性能较差时,则裂缝间距较小;反之,则较大。

1.2 反射裂缝对路面的危害反射裂缝会对路面性能和耐久性产生不利的影响。这些不利影响包括:①防水性降低。路表出现任何裂缝,都会使路表水有机会进入路面结构内部,甚至进入对湿度敏感的路基土中;②引起路基过大压应力。由于存在裂缝,造成路面板体不连续,在行车荷载作用下将加大板体边缘的变形,从而在裂缝处传递过大压力至路基顶面;③增大路面应力和变形。上述的路面结构板体边缘变形,会在路面结构内(尤其基层)产生很大的应力和变形,在行车荷载作用下将缩短这些结构层的寿命;④磨耗层沿裂缝的破坏。在车辆、水分、霜冻等因素的综合作用下,磨耗层常会沿裂缝发生骨料或小块沥青的剥落。

反射裂缝不仅使路面使用性能老化,影响行车舒适性,而且导致路表水下浸,影响到路基的强度与稳定性。更为重要的是,在行车荷载反复作用和周期性变化环境温度的影响下,常常使得裂缝迅速向四周扩展,大大缩短了罩面层的使用寿命。因此,反射裂缝是高速公路沥青路面所面临的一大技术难题。影响半刚性基层沥青路面开裂的因素很多,各种因素之间的相互作用也十分复杂,只有进行大量实验分析和实践总结,才能找准原因,并有针对性地进行防治。

2橡胶沥青应力吸收层的运用

2.1 应用材料及技术指标①基质沥青:采用70号道路石油沥青,经检测各项技术指标符合技术规范要求。②橡胶沥青:废胎胶粉采用常温研磨粉碎而成的40目的斜交胎胶粉,试验路段橡胶粉外掺比例为22%,采用湿拌法间歇式工艺现场加工。

2.2 橡胶沥青应力吸收层SAMI施工工艺①施工前将下承层清理干净,在洒布橡胶沥青前,安排施工人员用便携式吹风机将施工工作面清理干净,保证工作面洁净干燥。②洒布橡胶沥青:采用可有效控制洒布量、具有加温、保温和搅拌功能的专用沥青洒布车进行橡胶沥青的洒布,洒布过程中,洒布车保持匀速行驶,设计洒布量约为2.0~2.4kg/m2,洒布温度控制在180~190℃范围内,当罩面厚度小于5cm时,为了避免泛油,洒布量尽量采用低限。③橡胶沥青洒布后,及时洒布预拌碎石,撒布量为面积覆盖率60～70%,碎石的规格为6~11mm的单粒径预拌碎石,撒布量按10kg/m2控制。④撒布碎石后,及时用重型胶轮压路机紧跟碎石撒布车碾压1~2遍,禁止车辆通行,并尽快安排摊铺沥青混合料。

2.3 橡胶沥青应力吸收层SAMI施工质量控制①为了确保橡胶沥青洒布量和预拌碎石撒布量达到要求,在施工前要进行试验,调试好设备的洒布量。②沥青洒布车在起步时洒布量不均匀或者沥青喷洒成块,起步路段可采用沥青纸等遮盖保护工作面,而当沥青洒布车内装有的沥青量较少时,会出现洒布不均匀、漏洒等现象,当沥青洒布车内沥青量不足时要停止施工,装满沥青后再继续。③施工过程中要安排专人跟在洒布车后边,当发现成团的沥青时要及时铲除,发现碎石重叠撒布时要将多余的碎石清扫干净。

3高弹性改性沥青应力吸收层的运用

高弹性改性沥青应力吸收层SAWFTL的应用机理就是吸收和分散应力、防止裂缝反射到面层,不仅可以防止基层裂缝的反射,还可以防止雨水渗入基层,延长沥青路面的使用寿命。

3.1 应用材料及配合比设计目标配合比中机制砂占66%,石屑26%,矿粉8%,经过二次筛分热料仓取样最终确定生产配合比为:1#热料仓55%,2#热料仓41%,矿粉4%,最佳油石比为9.0。

3.2 应力吸收层混合料的拌和混合料的矿料中小于2.36mm的细集料大约占集料的70%～80%左右,属于难于拌和的混合料,石屑中矿粉含量很高,必须加大引风的方式去除部分粉尘,由于细集料很多,使振动筛中的粉料筛的筛分效率大大降低,2.36mm对应的筛孔应选择3.5mm。

否则过大的窜仓率使混合料级配变得很难稳定,拌和时间为干拌10s,湿拌50~55s,拌和温度为175～180℃,不得超过190℃。

3.3 应力吸收层的摊铺与碾压应力吸收层在摊铺前要洒一层1.2kg/m2的热沥青粘结层,并在其上撒3~5mm的预拌碎石,然后再摊铺应力吸收层的,应力吸收的摊铺要保证厚度的均匀性。碾压按照“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则进行,碾压时特别要注意压路机吨位的选择,根据现场施工情况来看,试验段时采用英格索兰DD110钢轮压路机进行碾压,粘轮情况很严重,分析原因后马上换用小吨位CC211钢轮压路机进行碾压后,就没出现粘轮的情况了,因此在初压适宜先用8~10吨的小吨位钢轮压路机碾压1~2遍,然后再用10~16吨位的刚轮压路机碾压2~3遍,不可采用胶轮压路机。此外由于应力吸收层很薄,必须控制好摊铺和碾压的温度,摊铺温度控制在165℃左右,初压温度在160℃左右,在90℃左右完成碾压工作,温度小于50℃才可以解放交通。

应力吸收层作为沥青路面裂缝的预防措施,近年来在各高速公路都得到较广范围的应用,具有推迟反射裂缝产生、防水等性能。