阜阳市公路管理局 安徽 阜阳 236000
摘要：道路建设一直是国家经济建设的前提，随着交通管制的疏忽以及道路施工技术的不完善，伴随着行驶安全隐患以及路面问题，沥青路面的应用得到极大地推广。本文就沥青路面应力吸收层的施工工艺和相关技术进行分析，希望能为优化道路建设提供参考价值。
关键词：橡胶沥青；干线公路；应力吸收层；应用
引言
沥青应力吸收层作为一种高弹性、高变形、高粘度、不渗透的中间层，在具备较普通封层更优异的封水、粘结作用的同时，更兼备普通封层所不具备的吸收半刚性基层所产生的反射裂缝部位应力集中的作用，从而达到防止、延缓和减少在沥青路面形成反射裂缝，进而达到延长路面使用寿命的效果。本文将对相关的施工技术和施工步骤进行详细的阐述。
一、干线公路常出现的路面问题以及成因
1.路基沉陷
路基沉陷是指由于路堤填料选择不当、填筑方法不合理，及压实度不足等，在荷载和水、温度综合作用下而堤身沉陷，易导致车辆出现侧车、翻车腾空等危险情况，其产生原因主要有以下几点：
（1）施工填料选择不当而导致支撑能力较弱，材料较为松软、填筑方法不合理，材料压实不够致密；
（2）路基防水性不好，在荷载和温度等作用下引起公路塌陷；
（3）原地面为较软土层，施工前未换土或压实不足而导致沉陷；
（4）填筑不合理，包括填筑土不单一和压实土中含有不均匀的大块颗粒等。填石路基础石料规格、性质不匀，或就地爆破时堆积乱石空隙较大。
2.土方路基翻浆
（1）粉性土易发生翻浆。粉性土中毛细水极易上升，且上升速度快，低温环境下强度降低快，水分聚流严重从而失稳；
（2）温度和冻结深度是造成翻浆的重要因素。寒季的负温作用和冻结速度，如初冻时期温度较高，且冷暖交替频繁出现，温度在0~3℃徘徊时间较长，冰冻界线在路面下较浅处的时间长，水分主要聚集在靠近路面的地方，极易形成翻浆。除此之外，季节气温的变化规律和春季土壤中冰的化冻的速度同样会对翻浆产生影响，如果春季天气变暖趋势过快，土基融化速度加速，就更容易加重翻浆；
（3）翻浆是水分在路基中转移、变化的体现。形成翻浆的条件是有充足的水源，若附近有地表水或浅层地下水的深度较低的路基，就更容易造成翻浆，如果入冬前降雨量过大致使土基含水量加大、地下水位随之上升，也极易形成翻浆现象；
（4）不同结构路面。在潮湿的土基上铺筑黑色路面，路面透气性差，路基中的水分很难从表面散发，使路基强度降低，在重载情况下也会出现非常较严重翻浆现象；
(5) 行车荷载。在相同条件下，在翻浆季节，翻浆路段上车流量越大、车辆越重，土方路基翻浆现象就会越来越多也会越来越严重。
3. 土方路基“弹簧土”现象
（1）地下水位较高，地上细微的游离水渗透作用强；
（2）填筑前积水没有排除；
（3）填筑前淤泥没有彻底清除；
（4）回填土中带泥水；
（5）土料中杂物多；
（5）土体含水量过大等。一旦出现“弹簧土”现象，应立即停止施工，查找原因。
4.路面裂缝
路面裂缝是沥青路面最常出现的一种现象，裂缝常为横向裂缝。一般分布在路面两侧以及路面中间。容易造成车辆发生侧翻、颠簸等危险情况。路面裂缝的主要产生的原因有以下几种：
（1）路面承载重量超标；
（2）施工过程中路基没有完全夯实，混凝土搅拌不均匀；
（3）路基的施工中没有严格的控制水分的滤干，以及填充材料对水渗透性较低。
二、橡胶沥青SAMI施工工艺
1.橡胶沥青应力吸收层
将单一粒径的石料均匀满铺在橡胶沥青层上，用胶轮压路机进行嵌挤碾压，橡胶沥青被挤压到石料高度的3/4，石料嵌锁形成后将构成结构性支撑，形成的碎石薄封层即为橡胶沥青应力吸收层。橡胶沥青应力吸收层具有良好的柔韧性、粘结性、防水性和较强的抗变形能力，在旧水泥混凝土路面沥青罩面的过渡层中能防止和延缓裂缝产生、延长路面使用寿命，且高用量的橡胶沥青与单一粒径的碎石强力粘结，可有效阻止水或旧水泥路面的各种裂缝将很难穿透该层渗透或扩展，橡胶沥青在会形成约3mm厚度的沥青膜，可防止雨水向下渗透，对路基起到保护作用。其次，摊铺沥青混合料时，橡胶沥青应力吸收层顶部的橡胶沥青会二次熔化，经路面压实后会充分填充其面层混合料底部的缝隙，从而排除了层间存水的可能，起到防止水损坏路面的作用；橡胶沥青具有较高的黏度，可吸附粘结在水稳层或旧水泥路面上，从而起到与路面的粘结作用。
2.橡胶沥青应力层施工
干线公路路面一般是复合式路面，兼具柔性路面行车舒适性和水泥混凝土路面结构承载能力大优点，其在使用过程中存在着一些问题：一是反射裂缝；二是与水泥混凝土路面的粘接；三是面层混凝土的整体稳定性；四是施工工艺。最主要的问题是如何防治基层反射裂缝。
（1）施工工艺
①橡胶沥青生产
橡胶沥青生产的关键因素是对温度的控制。用于喷洒和拌和的橡胶沥青生产方法相同。生产前，基质沥青需加热到190℃ ～ 200℃的高温。橡胶沥青胶结料必须在搅动状态下反应至少45min才能达到较为理想的反应效果,反应温度应保持在规定的180℃~190℃。橡胶沥青生产完成后，应将其保温储存。用于储存橡胶沥青和基质沥青的储存罐须有加热和保温装置。
②橡胶沥青应力吸收层施工
i.施工准备:
对水稳碎石基层进行检查与验收。清除碎石表面的浮灰，用2~3台森林灭火鼓风机或直接用水冲洗，清除水稳碎石表面浮灰，尽量使水稳碎石基层顶面集料颗粒部分外露。
ii.施工流程：
沥青预拌碎石：为保证应力吸收层的碎石与橡胶沥青的充分粘结，对用于现场撒布的碎石需预先采用油石比率为0.40%~0.60%的普通热沥青进行预裹附，拌和温度在150℃~170℃，碎石的规格应满足表1和表2的要求。
表1
洒布橡胶沥青：根据碎石撒布车的宽度，在处理好的基面上喷洒橡胶沥青，用量为2~3kg/m2，洒布应均匀，并严格控制用量，喷洒最大偏差量不应超过±0.2kg/m2。沥青纵向衔接应与已洒布部分重叠约10cm。起步和终止位置应铺油毛毡，能保证准确进行横向衔接。
撒布碎石：橡胶沥青喷洒后，立即撒布碎石，撒布顺序按橡胶沥青洒布方向，以满铺、不散失为准，对局部碎石撒布不足处人工补料。
碾压：碎石撒布后立即用25T轮胎压路机均匀碾压，每次碾压重叠1/3轮宽，碾压要求两侧到边，确保有效压实宽度；碾压顺序由路肩侧到中分带侧依次碾压，要求胶轮紧随碎石撒布车后面碾压，距离不能超过5m，碾压遍数2~3遍为宜。对于下承层应保证40℃以上20min内完成碾压，18℃~40℃在10min内完成碾压。
清扫：碾压完毕后，应清除松散的碎石，以免影响面层摊铺质量。
（2）试验检测控制及注意事项
施工阶段的检测项目包括：橡胶沥青性质、橡胶沥青洒布量、集料撒布量、刹车试验、外观检查等。
沥青洒布量控制：将要洒布沥青时，在标准尺寸矩形容器内放置沥青油毡，称其重量并置于洒布车前5~10m处，待洒布车经过容器后立即取出再称其质量，计算实际洒布量。
碎石撒布量控制：将要撒布碎石时，取一标准尺寸矩形容器称其重量并置于撒布车前已洒布沥青路面的路段最尾处，待撒布车经过容器后立即取出再称其质量，以此计算实际撒布量。
橡胶沥青洒布车和碎石撒布车进出场时应过磅，并根据每车实际撒布重量和撒布面积验证总的沥青实际撒布量。
对洒布沥青路段要禁止车辆、行人通行。当日最低气温低于15℃、可能有降雨或风速过大时，不得洒布沥青材料。在洒布沥青材料时,所有结构物、护栏、路缘石和其它附属构造物的表面，须用塑料薄膜进行覆盖加以保护，以防止沥青污染。铺筑上层沥青混合料前，应对橡胶沥青应力吸收层进行清扫，以清除松散碎石，避免影响与上面层的粘结。上面层沥青混凝土施工前应洒粘层油,粘层油洒布量宜控制在0.25kg/m2左右。
三、干线公路应用案例分析--泗许高速亳州段路面
1.工程简介
泗许高速亳州段路面全长17km，全部以基层顶面设SAMI橡胶沥青应力吸收层设计代替普通封层设计，为安徽省第一条大面积使用橡胶沥青应力吸收层的高速公路。借鉴以往橡胶沥青应力吸收层的施工经验，为橡胶沥青应力吸收层在泗许高速的成功实施奠定了良好的基础。
2.施工过程
（1）工作面准备
工作面的清洁程度对橡胶沥青封层的粘结作用尤为重要。对施工标段，宜提前1~2d进行工作面清扫准备。采用强力清扫车和人工对验收合格的基层进行全面清扫，清除杂物及松动的石料、泥土及障碍物，必要时用钢刷清刷或水车冲洗，尽量使基层顶面集料颗粒外露，必要时对路缘石等边缘部位进行人工清扫。施工过程中应避免左右幅同时施工，从而确保不出现交叉污染。清扫合格的路段宜立即进行洒布作业，避免二次污染，同时应封闭交通，禁止行人及车辆通行。
（2）施工
洒布前将洒布车进行标定，并调试到最佳状态，对洒布车喷嘴、橡胶沥青温度、气压等逐项检查，保证洒布均匀无花白无遗漏。其他一切设备进入待命准备状态。每道洒布之间纵向重叠5~10cm，横向重叠5cm。起步和终止位置应铺油毛毡或铁皮，以准确、整齐的进行横向衔接，洒布车经过后应及时取走油毛毡或铁皮。橡胶沥青喷洒温度应为185~195℃，碎石撒布要达到分散均匀、颗粒不重叠、不成堆，石料覆盖率达到 70% 左右。在施工过程中，外观质量应严格控制，对喷洒不到的地方应及时人工补洒，对橡胶沥青喷洒过量的部位应进行人工铲除，对碎石撒布量不足的部位应人工补撒碎石，对搭接过宽或过窄的路段进行人工处理，确保碎石撒布均匀、平整。在碎石撒布后用胶轮压路机立即碾压，碾压速度为 2~2.5km/h，碾压2遍。碾压时应由路边缘向中间碾压，有超高的路段应由低侧向高侧进行碾压，压路机在封层上碾压时不得停留、调头和急转弯。碾压必须在10~20min内完成，碾压后橡胶沥青对碎石的裹附率要达到50%。洒布量检测采用试验现场检测和施工总量计算2种办法进行控制。碾压完成2~3h后，由施工工人清扫浮石，并将散落在沥青外边的松动碎石清扫干净。然后彻底封闭交通直至封层冷却至常温。在靠近路缘石边缘20cm左右的宽度可不撒碎石，这样更便于层间的粘结。空气温度和地面温度低于15℃或即将降雨时不宜组织施工。施工后应按规定进行养护和限制交通，保证无粘起、无脱落、无尘土、无泥沙污染。施工完毕后应尽快安排沥青面层的铺筑，一般间隔时间不宜超过 24h，其间应临时封闭交通，避免粘结层的二次污染。
3.问题探讨与处理
透层是否可取消的问题：对于橡胶沥青应力吸收层下面是否施工透层，半刚性水稳层的浮尘不可能完全吹净，不宜造成橡胶沥青封层与基层的有效粘结，而通过透层沥青的渗透作用，增强橡胶沥青应力吸收层与基层之间的粘结力；同时降低橡胶沥青封层施工过程中局部施工缺陷可能带来的施工质量风险。通过对施工有透层和无透层段落的对比试验表明，有透层段落的封层碎石与橡胶沥青粘结力、沥青面层与基层粘结力、封水效果均明显优于无透层施工段落。
粘轮问题：由于橡胶沥青应力吸收层洒布量的不同，为避免施工沥青下面层在高温时段可能会有的摊铺机履带板粘轮现象发生，施工过程中通过控制好以下两点便可以较好的解决这一问题: 一是控制好下承层工作面的洁净度，工作面要做到洁净无浮尘，无松动颗粒，同时具有一定的粗糙度；二是控制好碎石洒布量、碎石洁净度以及洒布均匀度，同时避免摊铺机履带板行走位置与橡胶沥青洒布施工接缝相重叠。实践经验表明碎石覆盖率达到 70%以上时，通过做好以上两点，便可有效避免粘轮现象。
四、结语
国内干线公路较多，使用质量是前提，基于此本文对沥青路的施工技术和施工相关问题进行阐述。详细的介绍了沥青吸收应力层的施工步骤和相关技术，对两个案例工程进行探析，以促进国家经济建设为基础，完善道路施工技术，保证道路使用质量。
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论文作者:郭靖宇
论文发表刊物:《防护工程》2017年第24期
论文发表时间:2018/1/12
标签：沥青论文; 橡胶论文; 碎石论文; 路面论文; 应力论文; 路基论文; 裂缝论文; 《防护工程》2017年第24期论文;