谈改性沥青胶砂应力吸收层的施工要点

摘要：就目前高速公路网已逐渐形成的局面，部分高速公路通车后已达到全面维修阶段，高速公路养护的技术、工艺、新材料的应用等显得尤为突出，本文对近几年国外普遍应用的改性沥青胶砂应力吸收层的施工技术进行了分析。阐述了改性沥青胶砂应力吸收层的配合比、原材料的要求、施工技术要点、质量检测要求。

关键词：高速公路养护维修技术要求质量控制

中图分类号：U412文献标识码： A

1道路概况

京珠国道主干线新郑至许昌路段高速公路起点始于新郑与长葛交界（K716+846），终点至于许昌与临颖交界（K762+000），道路全长45.154km。

本段道路按平原微丘区高速公路标准设计，设计时速120km/h，路基宽度26m，路面宽度为2×10.75m，双向4车道，中央分隔带宽3m,土路肩0.75m。

路面结构原设计为从上到下依次为5cm厚沥青青混凝土+25cm厚30号水泥混凝土+20cm厚水泥稳定碎石+15cm厚水泥石灰土。

2自然气候条件

本段道路处于黄淮冲积平原，属暖温带半干旱、半湿润季风气候。一年之中，冷暖交替，四季分明。该地区年平均气温在14.6℃左右，七月份最热，累计年平均气温为27.5℃，历年极端气温为43.4℃；一月份最冷，累计年平均气温为0.5℃，历年极端最低气温为-13.9℃。

因受季风影响，降雨量年内不均，冬春季节降雨较少，夏秋较为集中，一般6-9月份降雨量可达全年降雨量的60.5%左右，降雨量平均为749.2-845.2毫米。

3病害调查情况

从沿线调查情况看，目前路面普遍出现反射裂缝，行车道有明显的轮迹，面层的平整度、强度、抗滑性能严重降低。路面病害主要表现为裂缝、麻面、翻浆，个别地方出现沉陷、断板，沥青混凝土面层局部出现车辙、坑槽、拥包，水泥混凝土板的纵向缩缝大部分已反射到沥青混凝土面层，部分路段水泥混凝土面板的纵向施工缝也已反射到沥青混凝土面层。裂缝严重路段因路表水沿裂缝下渗，形成饱水区，在重型车辆荷载作用下，对基层、底基层造成破坏，形成板底脱空、翻浆、沉陷，进而加剧了面层的破坏。

根据调查资料，采用全面病害处理后加铺改性沥青胶砂应力吸收层，在铺改性沥青胶砂应力吸收层之前对路面原有处理的裂缝用高分子聚合物抗裂贴进行处理，之后上面层加铺AC-16改性沥青混凝土。

4改性沥青胶砂应力吸收层施工

改性沥青胶砂应力吸收层是一种不渗透的、高温性能很强的沥青混合料。它的主要作用是吸收原路面上可能出现的裂缝、阻止雨水浸入到现有路面，确保磨耗层与原路面的联结，从而延长道路的使用寿命。

4.1材料要求

改性沥青胶砂是一种由SBS改性沥青、机制砂、矿粉和木质素纤维组成的改性沥青混合料，在良好的设计配合比和施工条件下，SBS改性沥青能使沥青混凝土路面的耐久性和高温稳定性能明显提高。SBS改性沥青用量8-10%，0-5毫米机制砂用量约为80%，矿粉用量约为10%左右，添加的木质素纤维用量为0.4%左右。其中改性沥青用量由马歇尔试验确定并应满足混合料的动稳定度大于或等于2500次/毫米。

(1)改性沥青：改性沥青胶砂混合料所使用的SBS改性沥青要求粘结性好，针入度小，软化点高，稳定性好。SBS改性沥青材料除应满足《公路工程改性沥青路面施工技术规范》中SBS（Ⅰ-D）型技术要求外，还应使其软化点TB&B（℃）保持在75℃以上，以满足温度稳定性的要求。其技术指标如下表：

表1SBS改性沥青的技术指标要求

SBS沥青的储存温度应保持在150℃左右，若温度低于所要求的储存温度，SBS沥青有粘度过大，从而导致沥青罐的油管路堵塞，最后只能停产修理。沥青热拌厂应尽量少储存SBS沥青，做到随进随用，用时多存，不用时少存，存贮是不宜超过24小时。当一天的施工任务完成后，应尽量用完罐中的沥青或者给沥青罐加满沥青，或把剩余的少量沥青抽到其它储存罐内，以减少沥青与空气接触的表面积，从而防止沥青老化。沥青拌合厂储存罐大部分为卧式，为保证SBS改性沥青的均匀性，应在贮存罐顶部安装搅拌器，或用贮存罐中自带搅拌器，搅拌器每3小时搅拌一次，搅拌时间每次20分钟。

(2)集料：改性沥青胶砂混合料采用0-6mm规格的石灰岩、机制砂，视密度不小于2.5吨/立方米，坚固性（>0.3毫米）不大于12%，砂当量不小于60%，棱角性不小于45%。

(3)矿粉：改性沥青胶砂混合料采用矿粉视密度不小于2.5吨/立方米，含水量不大于1%，粒度范围0.6mm为100%、

表2矿粉的技术指标要求

(4)木质素纤维：纤维稳定剂采用木质素纤维。纤维应能短时间内承受250℃的施工温度，对环境不造成公害。宜采用松散絮状的纤维，当采用预先将纤维与沥青混合制成的颗粒状纤维时，必须确认纤维颗粒在沥青混合料拌和过程中能均匀地散开。木质素纤维宜采用针叶树木材制造。木质素纤维能常为混合料总量0.3%，并使粉胶比达到1.8-2.0。

木质素纤维应存放在室内或有棚盖的地方，在运输及使用过程中应防止受潮、结团，已经受潮、结团不能在拌和时充分分散的木质素纤维，不得使用。

表3 木质素纤维质量技术要求

4.2配合比的确定

矿料级配计算应遵循《公路沥青路面施工技术规范》（JTJ032-94）中关于热拌沥青混合料配合比设计的目标配合比、生产配合比及试拌试铺验证的三个阶段，确定矿料级配及最佳改性沥青用量。其主要确定过程如下：

(1)矿料级配计算：对对拌和机内1号料进行了筛分，使用筛分结果反算计算得到各个料仓材料的配合比如下：1号：矿粉=95：5，另添加0.4的木质素纤维。

(2)马歇尔试验：按照配比95：5，在油石比7.5-8.5%范围内，以0.5间隔的不同油石比，分别进行了马歇尔试验，并按照规范方法绘图，计算最佳油石比如下：按最大密度的对应油石比a1=8.1%最大稳定度对应的油石比a2=8.0%，确定的OAC1=8.1%，按各项指标全部合格的范围中值OAC2=8.0%。由此确定最佳油油石比OAC=8.1%。。

经设计确定的标准配合比在施工过程中不得随意变更。生产过程中，如遇进场材料发生变化并经沥青混合料的矿料级配、马歇尔技术指标不符合要求时，应及时调整配合比使沥青混合料质量符合要求，并保持相对稳定必要时重新进行配合比设计。

(3)铺筑应力吸收层前抗裂贴、洒布粘层油的施工

高分子聚合物抗裂贴是一种滚卷式阻裂防水隔膜，能承受热沥青层的荷载、隔热和200度以下高温，使路面原裂（接）缝中的密封胶不会受加铺热沥青的高温而融化，从而防止了老路面或桥面的裂（接）缝处在新面层的同一位置出现新的裂痕。施工时应注意，先对需贴抗裂贴的地方进行清洁、干燥处理，再涂上抗裂贴专用底层油，待底层油干燥后以裂（接）缝为中线将抗裂贴平整的贴在路面上。

铺筑改性沥青胶砂应力吸收层前，沿纵向横缝粘贴宽15厘米的“高分子抗裂贴”。然后洒布粘层油，粘层油应采用改性乳化沥青，用量为0.3-0.6升/平方米。

(4)改性沥青胶砂应力吸收层施工工艺

(1)施工准备

应按设计要求准备各种不同规格的集料，集料应堆放于清洁、干燥、地基稳定、排水良好、有硬质铺面的场地上，不同规格的集料应分开堆放。对不同料场、批次的材料应进行抽样试验。沥青宜贮存在可加热与保温的贮藏罐中，根据不同沥青类型和等级采用不同的贮存温度，使用前应加热到适宜的加工温度。正式施工前应准备好需用的改性沥青混合料生产、运输、摊铺、压实等设备，并进行必要的校验工作。

(2)沥青混合料的拌和

拌和场应在其设计、协调配合和操作方面，都能使生产的沥青混合料符合工地配合比设计要求。拌和场必须配备有足够试验设备的实验室，能及时提供试验资料，并应将试验人员的资质及试验设备报请监理工程师批准。拌和设备应是能按用量（以质量计）分批配料的间歇式拌和机，其产量应不小于120吨/小时，并装有有温度检测系统及保温的成品存贮料仓和二次除尘设施。拌和设备的产量应和生产进度、运输能力、摊铺能力相匹配，在安装完成后应按批准的配合比进行试拌调试，直到符合要求。拌和场地布置应保证热料运送距离合理，进出方便，电、水供应良好，且远居民区，并应符合《公路环境保护设计规范》（JTJ006-98）的有关要求。拌和时，每种规格的集料、矿粉和沥青都必须按批准的生产配合比准确计量，其计量误差应控制在规定的范围内。改性沥青的加热温度为160-1700C、矿料加热温度为165-1850C、沥青混合料的出厂温度为160-1800C。所有过度加热既沥青混合料出厂温度超过1950C时，混合料应予废弃。拌和后的混合料必须均匀一致，无花白、无粗细料离析和结团现象。材料的规格或配合比发生改变时，都应重新根据室内试验资料进行试拌。试拌必须抽样检查混合料的沥青含量、级配组成和有关指标。当在拌和场采用将胶乳直接喷入拌和机的方法产生改性沥青混合料时，胶乳喷射量应准确计量，胶乳供给系统的压力宜为0.2-0.4Mpa,同时应经常检查胶乳的乳化状况，已破乳的胶乳不得使用。改性沥青混合料宜随拌随用，若因生产或其它原因需要短时间贮存时，贮存时间不应超过24小时，贮存时间温降不应超过10度，且不得发生结合料老化、滴漏以及粗细集料颗粒离析。当由于贮存而引起结合料老化、滴漏、混合料降温过多、粗细集料颗粒离析以及其它影响产品质量的情况时，应予废弃并找出原因，采取纠正措施。

生产沥青混凝土的拌和楼必须配备有材料配比和施工温度的自动检测和记录设备，逐盘打印各传感器的数据，每个台班作出统计，计算矿料级配、油石比、施工温度、铺装层厚度的平均值、标准差和变异系数，进行总量检验，并以此作为施工质量检测的依据。

(3)沥青混合料的运输

改性沥青混合料应采用自卸车运输，车辆的数量应与摊铺机的数量、摊铺能力、运输距离相适应，在摊铺机前应形成一个不间断的供料车流，运输途中不得随意停歇，形成“宁可运料车等候摊铺，也不能摊铺机等候运料车”局面。为便于卸料，改性沥青混凝土运输车的车厢底板和侧板应抹一层隔离剂，并排除可见游离余液。使用油水混合料作隔离剂时，应严格控制油与水的比例，严禁使用纯石油制品。动输到前台现场后卸料必须干净，如发现有剩余的残留物应及时清除。运料车装料时，应通过前后移动运料车来消除粗细料的离析现象。一车料最少应分三次装载，对于大型运料车，可分多次装载。雨季施工时，改性沥青混合料在运输过程中应采用防水的篷布遮盖，防水苫布应覆盖整个运料车。已经离析或结成团块或在运料车辆卸料时滞留于车上的混合料，以及低于规定铺筑温度或被雨水淋间湿的混合料都应废弃。运输到现场的混合料温度不应低于140-160度，并应严格检查作好每车的记录。

(4)沥青混合料的摊铺

下承层验收合格后，方可铺筑沥青混凝土。摊铺必须均匀、缓慢、连续不断地进行。在摊铺面层时必须采用措施防止层面之间被污染。

通过应采用两台或两台以上摊铺机组成梯队联合摊铺，两台摊铺机前后的距离，一般宜为10-30米，相邻两幅的摊铺应有5-10重叠，摊铺机采用的是ABG422，平衡设备采用是丹麦非接触式平衡仪。沥青混凝土的摊铺温度不应低于130度，低温施工时不应低于140度。摊铺机应以均匀的速度行驶。其摊铺速度根据拌和能力、摊铺厚度、宽度及连续摊铺的长度而定。沥青混凝土摊铺过程中随时检查其宽度、厚度、平整度、路拱及温度，对于不合格处应及时调整。对外形不规则、路面厚度不同、空间受到限制以及人工构造物接头等摊铺机无法工作的地方，可以采用人工铺筑混合料，但必须保证压实度要求及外形尺寸。

(5)沥青混合料的压实

改性沥青混凝土的压实应根据路面宽度、厚度，改性沥青与混合料类型、混合料温度、气温、拌和、运输、摊铺能力等条件综合确定压路机数量、质量、类型以及压路机的组合、编队等。改性沥青混凝土的压实应在摊铺之后紧接着进行，不得等沥青混凝土冷却后碾压。在初压和复压过程中，宜采用同类型压路机并列成梯队压实，不宜采用首尾相接的纵列方式。采用振动压路机碾压改性沥青混凝土路面时，压路机的轮迹重叠宽度不应超过20厘米，但采用静载钢轮压路机时，压路机的重叠宽度不应少于20厘米。

压路机碾压速度的选择应根据压路机的本身的能力、压实厚度、在压路机队列中位置等确定。压路机的碾压速度可参考下表：

表4压路机的碾压速度（公里/小时）

采用振动压路机时，压路机的振动频率、振幅大小与路面铺筑厚度应相协调，厚度较薄时宜采用高频低振幅，终压时不得振动，压实工艺应本着“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则进行。在低温条件下进行碾压施工时，应根据沥青混凝土的温度和降温速率掌握好碾压时间，应在混合料温度降到120℃之前结束碾压作业。在有超高路段的施工时，应先从低的一边逐步向高的一边碾压。当改性沥青混凝土路面由于在碾压过程中操作不当而造成损坏，或达不到要求时，应予以铲除并分析原因，采取措施纠正。压路机不得在未碾压成型或未冷却的路段上转向、制动或停留。同时应采取有效措施，防止油料、脂、汽油其它杂质在压路机操作或停放期间落在路面上。在路缘石边缘压路机压不到的地方，应采用振动夯板、热的手夯或机夯把混合料充分夯实。为防止沥青混凝土粘附在压路机轮子上，应适当洒水使轮子保持湿润，水中可掺加少量清洗剂（洗衣粉等即可），但还应严格控制水量以不粘轮为度，且喷水量必须是雾状的，不得采用自流水的压路机。压路机碾压过程中不得在当天铺筑的路面上长时间停留或过夜。

(6)施工时的气候条件

沥青混凝土的摊铺应避免在雨季进行，当路面滞水或潮湿时，应暂停施工。施工气温低于10度时，应停止摊铺，如必须摊铺时应采取措施。未经压实遭雨淋的沥青混凝土应全部清除，更换新料。

5结束语

随着高速公路的迅猛发展，许多新的问题必将继续摆在我们的面前，只要我们向着可持续发展的目标不断努力，一定能克服工作中的任何困难，把高速公路建设提高到一个新的水平。

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