魏涛
（邢台市路桥建设总公司，河北，邢台，054001）
【摘 要】高速公路加宽工程施工过程复杂、难度高，如何避免路面拼接时可能出现的病害是工程中的重点。应力吸收带通过吸收和消减结合部位的应力改善了路面结构应力分布，有效缓解新旧路结合部位出现的纵缝、龟裂、错台、沉陷等很多病害，提高路面的使用寿命。本文以京港澳高速公路石安改扩建项目为依托，验证应力吸收带的效果及可行性。
【关键词】应力吸收；路面病害；施工工艺
为了最大限度的减少新旧路面接缝处可能产生的纵缝、龟裂等问题，京港澳高速公路石安改扩建项目当中采用了新技术：应力吸收带。应力吸收带设置在新、旧路结合处，即路基顶面至新铺油面以下，能够吸收和消减应力，防止新、旧路面衔接部位因应力作用而产生的路面病害。
1、应力吸收带设计理论
路基顶部至新铺油面以下设置应力吸收带,它作为一个纵向弹性模量过渡带,采用沥青碎石处理新、旧结构层纵向结合部，沥青碎石结构层抗压缩能力较强，吸收消散两种路面结构的自身及受荷变形应力，防止新、旧结构层因受力变形不同而产生破坏应力，从而防止路面纵向开裂。由于沥青碎石具有柔性的特点,可以与弹性模量较小的旧路结构层整体结合协调受力;同时利用倒梯形或者倒三角形沟槽的斜面和沥青碎石具有抗压缩能力较强的作用，能够与弹性模量不同的水泥稳定碎（砾）石、二灰碎石、级配碎石、沥青混凝土、水泥稳定垫层等路面结构层结合形成嵌挤斜面，吸收各方应力。另外，在应力吸收带与新的面层之间设有土工合成材料，可使水平方向的应力通过土工合成材料扩展至更大范围，从而缓解接缝处的应力集中，起到吸收部分拉伸能量的作用，有效改善路面结构应力分布，同时，也减小了面层与基层之间的结合力，从而使面层的最大拉应变减小，能够解决旧路改扩建后的路面病害，有效提高路面使用性能，延长路面使用寿命，降低后期公路养护成本。
2、应力吸收带施工工艺
第一步：新旧路拼接开槽
（1）利用切割设备，沿路面2、3车道线往外325cm位置垂直切除旧路结构层结构层。
（2）正常施工20cm水泥粉煤灰稳定碎石，36cm水泥粉煤灰稳定碎石，11cm ATB-25上基层，按照图纸要求设置接缝侧面混凝土界面剂或热沥青。
（3）铺筑完ATB-25上基层顶标高与旧路面顶标高大致相平，在沿新旧路接缝中心位置撒出灰线，利用刨切机，纵向刨切，使新、旧路面联接处形成一个15? -45?倒梯形沟槽。梯形上口宽50cm、下口宽25cm、高50cm。
第二步：应力吸收带施工前准备
（1）利用专业清扫机将倒梯形沟槽清理干净，清扫机行驶速度不易超过2km/h往复清扫3遍，局部清扫不到位的段落可结合人工采用吹风机进行局部清理。清理后沟槽侧面及底面没有松散颗粒及附着灰尘。雨后或用水清洗的表层，水分必须蒸发干净、晒干，气温低于10℃或大风、浓雾、下雨时不得施工。
（2）沟槽内壁喷洒透层油，喷洒量不少于1kg/m2，由于沟槽侧面几近垂直水平不易喷洒透层油，可多喷少量或结合人工喷洒使得侧壁均匀黏附透层油。喷洒两次间隔时间不少于15min。
第三步：沥青碎石施工
（1）施工放样：用涂料和百米绳画出应力吸收带摊铺机行驶引导线，引导线距离沟槽边线1m。施工段落两侧采用架设钢丝绳控制每层沥青碎石摊铺厚度和高程，每10m在路肩上设置1棵配备支撑杆的钢钎，根据对应桩号的高程将支撑杆调整至预设控制高程。支撑杆调节完成后在支撑杆上布设钢丝绳，钢丝绳两端采用拉紧器进行拉紧和固定，保证钢丝绳平展、顺直无下垂。道路内侧施工前提前采用冲击钻打眼，施工时植入钢钎。施工完成后，采用水泥浆关注填堵。
（2）拌和：采用厂拌法施工。我部沥青稳定碎石用带自动计量装置的田中4000型间歇式沥青混凝土搅拌站集中拌和。沥青碎石采用我部石料空间整形机生产的26.5-31.5mm碎石。粉煤灰和沥青采用储存罐分别单独存储。
沥青混合料拌和过程中要时刻关注拌合设备的生产情况，严格控制矿料级配和拌和温度，同时施工及检验人员做好相应记录，为确保混合料的质量需安排专人对拌和成品料全程跟踪检查，做到拌和料均匀一致，无结团成块或离析现象。正常施工时沥青混合料的干拌时间5S，湿拌时间40S。在当天加热好的沥青混合料当天用完。
拌和现场配备一名试验员控制各种材料的配合比，随时抽查配合比情况并做记录，冷料仓各料仓配备1名工作人员，时刻监视下料状况，出现卡堵现象立即进行处理，必要时摁下报警按钮通知操作室采取措施。
温度控制：正常生产时沥青加热温度165℃，矿料加热温度190℃，沥青混合料出厂温度控制在155℃-165℃，混合料温度高于200℃时必须废弃。
（3）运输：沥青混合料运输车辆的车箱底板面及侧板面保持清洁，每次装料前必须认真检查车斗情况，有污染或杂物必须彻底清理干净，否则禁止装车。运输车装料前在车厢内侧表面适量涂刷一薄层油水混合液(柴油：水为1:3)。
每辆运输车配备防水、保温苫布，完成装车后出厂前将混合料进行覆盖，混合料运至摊铺地点温度不得低于140℃，否则废弃。
连续摊铺过程中，运料车在摊铺机前30cm处停住，由专门装载机负责接料，并将热料卸到摊铺机料斗中去，摊铺机则由另外一台装载机作为驱动以2Km/h均匀行驶。
（4）摊铺：
1）应力吸收带槽深50cm，每层压实后厚度控制在10cm，共计五层沥青碎石，根据以往施工经验，沥青稳定碎石松铺系数为1.30，虚铺厚度为10cm×1.30=13.00cm。
2）摊铺机开始摊铺前，提前1h预热熨平板使其温度不低于100℃ 。摊铺速度控制在2m/min。
3）摊铺机摊铺厚度由两侧的铝合金条进行控制。施工过程中，施工员每隔10m需采用专用钢钎进行一次摊铺厚度的检测，发现摊铺厚度出现偏差时，及时查清原因并调整摊铺厚度，严格控制每层摊铺厚度。
4）一般情况下摊铺机摊铺的路面未进行碾压前，禁止随意上人行走，摊铺机后确实有集料离析现象的，要有专人负责指挥允许极少部分处理人员行走作业，出现离析现象时，查清情况并采用适宜的修补方式人工进行仔细填补。
5）摊铺时要保持连续匀速摊铺，避免出现摊铺机停机待料。
6）当第一层摊铺完毕后将专业摊铺机移至起点开始第二层摊铺，直至五层摊铺完毕。
（5）碾压
沥青碎石应力吸收带施工采用1台戴纳派克CC624双钢轮振动压路机和1台专业轮碾组合进行碾压。碾压分为一直四层轮碾压实和第五层双钢轮振动压实两个阶段。碾压时压路机具都要匀速行驶，转向稳、缓，不得忽快忽慢，严禁使用刹车。
第一段：一至四层沥青碎石利用专用碾轮在沟槽内分层压实，专业碾轮紧跟摊铺机碾压速度3.0km/h，碾压遍数不少于6遍。
第二段双钢轮振动压路机先静碾稳压1遍，然后振动碾压5遍最后去振静碾两遍直至混合料表面温度降至80度以下。碾压过程中驱动轮必须在前面，振动碾压采用高频低幅碾压，振动压路机碾压遵循从低到高、先慢后快、要先行走后开振和先关振后停机等原则，碾压速度控制在4km/h以内。
（6）接缝处理
沟槽两头碾轮无法碾压的段落采用人工夯实，夯实后高度不高于碾轮压实后高度。
第四步：玄武岩纤维布的施工
热拌沥青混合料路面应待摊铺层完全自然冷却，混合料表面温度低于50℃后，铺设玄武岩纤维布，纤维布分别以沟槽与新旧路结合部为中心线铺设，结合部外侧60cm中间重叠60cm。玄武岩纤维布施工完毕后禁止一切车辆人员在其表面碾压踩踏。
3、试验检测和质量控制
（1）温度控制
沥青稳定碎石混合料要严格控制拌和、摊铺、碾压温度，各项目要安排专人进行检查监督，发现问题及时汇报，同时负责人接到相关反应也立即处理，具体温度可参照下表执行。出现不符合要求的情况必须进行返工或者废弃处理。
4．总结
通过本项目完工后至今的观测结果，验证了应力吸收带设计理论的可行性及施工机具工艺的可操作性，为解决由于沉降不均、行车作用、震动等原因引起的新旧路接缝处的纵缝及龟裂提供了新的思路和方法。同时在上级部门对项目的多次督查当中，对此工艺给予了表扬和肯定。通过此方法可以增强道路的通行能力，延迟路面使用寿命，降低后期养护成本，值得今后各等级道路拼宽项目的使用和推广。
参考文献：
[1]李来宾.应力吸收带［P］.中国：ZL 2009 2 0103456.5，2009.
论文作者:魏涛
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年3月总第208期
论文发表时间:2016/6/13
标签：应力论文; 沥青论文; 碎石论文; 路面论文; 沟槽论文; 摊铺机论文; 厚度论文; 《工程建设标准化》2016年3月总第208期论文;