员波
中国建筑第二工程局有限公司 北京通州 101149
摘要：通过在实际工程项目中使用橡胶沥青应力吸收层，研究橡胶沥青应力吸收层的设计流程、工作机理。研究以“白加黑”改造工程为依托，对橡胶沥青应力吸收层的配合比设计、评价指标、施工要点做了较系统的研究与总结，试探性地提出了关于橡胶应力吸收层检验的两种新方式，并对橡胶应力吸收层应用所存在的问题提出思考和建议。
关键词：橡胶沥青应力吸收层; 评价指标; “白加黑”工程
引言
水泥混凝土是刚性材料，沥青混凝土是柔性材料，而在现有水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土，既能充分利用现有水泥路面剩余强度，节能环保，又能达到美观、降噪、提升行驶舒适性的效果，符合绿色环保型城市建设要求。但因水泥混凝土与沥青混凝土是两种不同模量级的材料，反射裂缝成为了水泥路面加铺沥青材料后的主要病害形式，如何有效增加沥青加铺层的疲劳寿命成为本文研究的重点。本文以橡胶沥青应力吸收层作为“白加黑”工程的应力吸收夹层，研究其工程应用的机理、评价指标及施工要点。
1 橡胶沥青应力吸收层施工前的准备工作
1.1 原水泥混凝土路面的病害调查及弯沉检测
为了解原机动车道水泥路面的承载能力及综合使用状况，对水泥砼路面分别进行了弯沉检测及路面破损调查。经沿线的现场病害调查资料分析，现状水泥砼板块总体状况良好，但部分水泥砼板块出现常规的病害，如纵、横、斜裂缝、网裂、唧泥、断角、错台等。
1.2 原水泥混凝土路面病害的分类处置
原水泥路面病害分类处理应根据受荷板块的板角接缝弯沉值、接缝弯沉差及表观裂缝的形态来进行综合判定，主要分为以下4 种处理方式:
(1)水泥板局部维修的处理;
(2)网裂处水泥板全板块换板的处理;
(3)板角开裂处水泥板局部维修的处理;
(4)错台处水泥板的换板处理;
(5)板块脱空注浆处治。
在旧水泥路面上加铺应力吸收层前，要对路面原有的构造缝及后期产生的裂缝进行灌缝处理。灌缝的沥青不可过多，否则在铺设应力吸收层后易发生泛油现象。对于局部破损或错台过于严重的水泥砼板块，因平整度不够，难以让橡胶沥青和集料撒铺均匀，无法起到消除应力集中作用。因此局部的破损必须要修复后方可铺设应力吸收层。同时，为确保原水泥路面的清洁与干燥，在应力吸收层施工以前要先对原面层进行清洗，再用鼓风机对路面吹，以保证橡胶沥青与原水泥砼面层之间的粘结性。
2 橡胶应力吸收层材料、配比设计及施工工艺研究
2.1 原材料参数及技术要点
橡胶改性沥青是将废旧轮胎加工成为一定大小的橡胶粉颗粒，按一定比例掺入基质沥青中，并加入一些特定的改性剂，并在180°C 以上的高温条件下充分拌合、溶胀，最终形成的改性沥青胶结材料。因其高弹、高黏、经济环保性能被广泛应用于道路结构的应力吸收层和沥青层。
2.2 橡胶应力吸收层配合比设计
在明确了沥青和集料后，橡胶应力吸收层的配合比设计核心在于先确定控制应力吸收层的厚度。然后明确以何种评价指标为基础，对橡胶应力吸收层的橡胶沥青的撒布量及碎石撒布量做科学选择。
2.2.1 应力吸收层厚度选择
目前DBJ /T13 － 160 － 2012《稳定型橡胶改性沥青应力吸收层施工技术规程》里对应力吸收层的厚度允许范围为1cm ～ 2cm。已有研究表明，随着应力吸收层厚度的增加，沥青层底面的应力逐渐增大，这是由于橡胶沥青应力吸收层的模量较小，厚度较大时就会形成一个软弱的下卧层，致使面层底部的应力过大而形成反射裂缝。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此，为达到较好防治面层反射裂缝的效果，应力吸收层的厚度不应过大，通常为0. 5cm ～ 1. 5cm［2］。综合以上分析及充分考虑本项目经济性，本项目应力吸收层厚度选为1cm。
2.2.2 设计指标选用讨论
应力吸收层设计方法主要有理论法和经验法两种，经验法是目前沥青应力吸收层最常用的方法。它是由有经验的道路工程技术人员，根据多年施工经验，在结合料的剂量、碎石粒径及撒铺量的确定上采用类似工程的经验数据。并结合具体项目的路面状况，初步确定沥青用量和碎石撒布量，观测施工效果，将相应数据做适时的调整。该方法要求项目应在准备试铺的试验段。现在也有学者提出一种半经验半理论的设计方法，即先根据经验选取不同的沥青用量和碎石撒布量，制备一个典型结构层试件“水泥板+ 应力吸收层+ 沥青罩面层”，制备完毕后进行取芯试验，以某个试验指标为结构层性能好坏的评判依据。目前用来评价应力吸收层的主要指标有层间剪切强度、拉拔强度、抗疲劳性能、低温抗裂性。
2.3 施工
2.3.1 应力吸收层的洒布施工
为减小应力吸收层施工对交通的影响，本次应力吸收层的施工选在凌晨一点，采用半幅封闭半幅通车的交通组织方案。沥青与粗集料的洒布量根据交通量、撒布层位、集料规格等因素综合确定，以石料嵌入沥青大约60% ～ 70%为宜，粗集料撒布量以满铺80%碎石重量为宜。如果沥青撒铺量过大，容易产生面层泛油，自由沥青过多会提高层底的弯拉应变，如果沥青撒铺量过少，集料将无法被裹附充分，从而可以自由活动，形成不稳定的夹层，碎石容易产生应力集中，反而会加速面层的破坏。
2.3.2 橡胶沥青拌合及运输
在生产橡胶沥青时，先将基质沥青快速加温至160℃ ～ 170℃，输送至搅拌设备中。先预设至少3 个不同的橡胶粉掺量进行试验，将橡胶粉和基质沥青的拌合温度控制在170℃ ～ 200℃之间，拌合时间为1h。拌合完成后再输送至橡胶沥青智能撒布车内，运至施工现场在运输过程中注意保温。
2.3.3 摊铺和碾压
(1) 橡胶改性沥青洒布温度一般控制在180℃ ～190℃范围内。
(2) 注意横、纵接头处的施工处理，横向接头位置，与前次施工的范围线搭接2m。
(3) 雨水井口采用木板进行覆盖，路缘石采用彩条布覆盖保护。
(4) 每台粗集料撒布车配备1 ～ 2 名施工人员，跟随在撒布车后，对没有撒碎石部位进行人工补撒，对于只撒碎石没撒沥青的部位，人工将碎石清扫干净，重新撒布。
(5) 沥青、粗集料撒布完成后，胶轮压路机紧跟撒布车进行碾压［4］。
(6) 压路机慢速碾压，以避免集料产生推移，碾压遍数为1 ～ 2 遍。碾压在较短的时间内完成，可防止温度下降难以压实。
(7) 碾压完毕，待集料粘附在沥青层中并冷却后，用人工或机械清除多余的未粘结集料。
3 结语
橡胶沥青应力吸收层防反射裂缝技术是当前国内城市道路改造领域的一项新技术，可有效延缓水泥砼路面加铺沥青混凝土罩面中出现的反射裂缝、层间粘结问题和水损害等问题。随着该技术日趋完善及规范化，如何在城市道路改造中推广应用，对于水泥混凝土“白加黑”改造的技术完善、功能提升具有重大意义。本文介绍了橡胶沥青吸收层的作用机理，论述了橡胶应力吸收层在原材料、设备控制、施工工艺等环节的技术控制要点，总结了橡胶应力吸收层的材料要求、施工要求、检测指标等具体工艺，提出了多角度、全方位的检验方式方法及关于橡胶应力吸收层检验的两种新方式。工程案例中的一套橡胶应力吸收层的设计、施工流程，为今后的工程实践提供借鉴。
参考文献:
［1］高翠兰．应力吸收层沥青混合料路用性能及力学性能研究［D］．济南:山东建筑大学，2011．
［2］牛智华． 高性能橡胶沥青应力吸收层应用技术研究［D］．西安:长安大学，2011．
［3］尚同羊，张苛．橡胶沥青应力吸收层设计方法探讨［J］．郑州大学学报(工学版)，2013，34(2):40－44．
［4］李秋平，陈霞．橡胶沥青应力吸收层的作用机理及施工技术研究［J］．公路交通科技(应用技术版)，2011(4) :115－118．
论文作者:员波
论文发表刊物:《防护工程》2018年第12期
论文发表时间:2018/10/23
标签：应力论文; 沥青论文; 橡胶论文; 路面论文; 水泥论文; 碎石论文; 面层论文; 《防护工程》2018年第12期论文;