浅析橡胶沥青应力吸收层施工工艺

摘要:道路结构基层破坏产生裂缝，基层裂缝反射至面层产生破坏，为防止基层反射裂缝对道路的使用产生的影响，许多专家学者进行了大量的研究及比较。本文分析了水泥混凝土路面沥青加铺层反射裂缝的产生机理，研究了橡胶沥青应力吸收层的作用机理和技术控制要点，结合改造工程的设计、施工情况，阐述了橡胶沥青应力吸收层在旧路面改造中的应用。

关键词: 橡胶沥青； 应力吸收层； 作用机理； 施工工艺；旧路面改造

Abstract: road structure base damage cracks, cracks are reflected to the surface damage, to prevent the reflection crack on road use effects, both at home and abroad have done much research and comparison. In this paper, analysis of the cement concrete pavement asphalt overlay reflection cracks forming mechanism, research of rubber asphalt stress absorbing layer mechanism and technical control points, combined with the engineering design, construction, elaborated the rubber asphalt stress absorbing layer in old road transformation application.

Key words: asphalt rubber; stress absorbing layer; mechanism; construction technology; the old concrete pavement reconstruction

中图分类号： TV442 文献标识码： A 文章编号：

引言：

复合式路面是兼具柔性路面，行车舒适，水泥混凝土路面结构承载能力大的两个优点，在水泥混凝土路面进行旧路改造时，复合式路面常成为首选的结构形式。然而，复合式路面在使用过程中同样存在下列问题:一个是反射裂缝的问题;二个是水泥混凝土粘结问题;三个是面层混凝土整体稳定性，其中反射裂缝问题尤为突出，因此，如何预防复合式路面反射裂缝就成为了关注的热点问题之一。

许多专家学者都进行了研究，防止这些裂缝反射。表 1 列出了几种常见的反射裂缝处理方法及其各自的优缺点。

表 1 部分应力吸收夹层种类及优缺点

橡胶沥青应力吸收层功能特点是抗反射裂缝:在此吸收层中，大量的橡胶沥青与等粒径的碎石强力粘结，约1cm厚的裂缝反射结构层，旧水泥路面的各种裂缝或水稳层将很难穿透该层，可以有效的遏制裂缝反射。抗水损坏:大量使用橡胶沥青，会在路面上会形成约3mm厚度的沥青膜，可以防止雨水的向下渗透，保护路基。其次，在上面摊铺沥青混合料时，层顶部的橡胶沥青会二次熔化，路面经压实后会充分填充其底部的缝隙，排除了层间存水的可能，也起到防止水损坏的作用。

1 橡胶沥青应力吸收层

橡胶沥青应力吸收层是一种碎石封层，在喷洒热橡胶沥青基层上，撒布单粒级集料封层，再碾压，将集料嵌入沥青膜。优质的原材料、科学的配合比是橡胶沥青应力吸收层各种功能充分发挥的前提。

1．1 原材料选择

橡胶沥青应力吸收层所用的材料包括橡胶沥青和集料。橡胶沥青性能要求如表 2。

表 2 橡胶沥青的技术要求

橡胶沥青应力吸收层的碎石起到传递荷载的作用，需要有足够的强度，一般采用玄武岩或石灰岩。石料应洁净、干燥。由于应力吸收层在路面中还起到层间过渡和黏结的作用，要求石料和橡胶沥青的黏附性要好，且必须满足表 3 的要求。

表 3 橡胶沥青应力吸收层石料技术要求

1．2 橡胶沥青应力吸收层配比设计

橡胶沥青和碎石洒布量的最常用的方法是采用过去的经验，应力吸收层碎石规格普遍采用 9．5 ～13．2 mm，因此本文选用 9．5 ～13．2 mm 规格的碎石对橡胶沥青最佳撒布量进行研究。

1．2．1 橡胶沥青撒布量

橡胶沥青撒布量影响应力吸收层各种功能。撒布量过大，导致泛油影响应力吸收层的防裂效果。撒布量过少，影响应力吸收层与水泥板、沥青罩面的黏结会造成推移等路面病害。为研究橡胶沥青撒布量对应力吸收层黏结效果的影响，采用加高的车辙试模成型水泥混凝土试件，养生7 d，在60 ℃烘箱内烘干( 1 ～2 h) 使水泥混凝土干燥，洒布橡胶沥青，然后立即撒布采用0．5% 油石比预裹的碎石，再加铺上面层 AR－AC－13。其结构组合形式为: 3． 5 cm 水泥混凝土+橡胶沥青应力吸收层+ AR－AC－13。进行剪切试验。

本次试验选择了1．5，2．0，2．2，2．5，2．7，3．0kg/m3等6个橡胶沥青撒布量，碎石撒布量固定为14kg/m2试验结果如图1。

图 1 橡胶沥青撒布量对剪切强度影响

由以上试验结果可知，当碎石粒径为9．5～13．2mm时，沥青洒布量在2．2～2．5kg/m2左右剪切强度最好。

1．2．2碎石的撒布量

碎石的撒布量是影响应力吸收层性能的一个重要因素。据以往施工经验，施工时碎石量过少会影响应力吸收层的防裂效果。因此对碎石撒布量对应力吸收层层间作用力的影响进行了试验。

本次研究选择了10，12，14，16，18，20kg/m3等6个碎石撒布量，橡胶沥青撒布量固定为2．5kg/m2，试验结果如图 2。

图 2 碎石撒布量对剪切强度影响

由以上结果可得出结论: 对于9．5～13．2mm的碎石，撒布量在14～18kg/m2时剪切强度较好。因此推荐应力吸收层采用9．5～13．2mm的碎石，橡胶沥青洒布量应在2．2～2．5kg/m2之间。

2 橡胶沥青应力吸收层(AR-SAMI)

施工工艺

图3为应力吸收层的施工工艺流程图。

图3 施工工艺流程

橡胶沥青撒布时空气温度和地面温度都不得低于 15 ℃2; 下承层必须干燥; 推荐橡胶沥青洒布量采用 2．2～2．5kg/m2;喷洒橡胶沥青后应立即撒铺碎石，撒铺量宜采用(16±2)kg/m2，具体撒铺量应根据试铺情况确定，以满铺、不散失为度; 碎石撒铺后立即开展碾压作业，2 台胶轮压路机应同时进行碾压，紧跟碎石撒铺车。碾压宜采用25t以上的胶轮压路机，碾压遍数为3遍。在铺筑上层沥青混合料前，应清扫橡胶沥青应力吸收层，清除没有黏结的松散碎石，以确保SAMI层与上面层的黏结效果。橡胶沥青应力吸收层施工应与上层沥青混凝土紧凑进行，期间不得开放交通，若须开放交通，须待SAMI施工完成3h后，且车速不超过25km/h。

3 工程实例

本次罩面工程为湖南郴州市某市政道路改造，周边地块正处于开发中，由于交通量大、车辆荷载重，局部路段路基沉降，欠缺养护维修等造成混凝土路面破坏，影响到行车舒适性与安全。对本项目路面改造方式为利用水泥混凝土路面作为路面基层，在其上加铺沥青混凝土。路面改造方案为:4 cm 厚橡胶沥青混凝土( AR－AC－13)+1cm厚应力吸收层(AR－SAMI)+AMP－100二阶反应型防水黏结材料+旧混凝土路面(修复完善)+旧路基层，碎石为9．5～13．2mm的预拌碎石(玄武岩)，撒布量为18kg/m2，橡胶沥青撒布量为2．4kg/m2。

橡胶沥青应力吸收层成型后，经试验检测，橡胶沥青应力吸收层与水泥板黏结牢固，满足黏结强度大于3MPa要求，道路通车运行1a后，路面未出现反射裂缝。（如图4）

图4通车运行1a后道路状况

4结 语

工程实践证明了橡胶沥青应力吸收层在延缓反射裂缝的发生以及路面防水起到了积极作用。但在橡胶沥青应用推广过程中也暴露了一系列问题。不少单位对原材料以及橡胶沥青加工过程中的质量把关不够严格，摊铺过程缺乏对橡胶沥青应力吸收层施工监控，导致铺筑橡胶沥青应力吸收层未能发挥其应有的作用。

国内应尽快出版橡胶沥青混合料设计规范及检评标准，以推动橡胶沥青应力吸收层的良性发展。

参考文献:

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注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。