浅谈橡胶沥青应力吸收层在复合式路面加铺技术中的应用

汪勇¹，慕文杰²， 汪春梅²， 兰超³

（1.重庆市设计院，重庆，400010；

2.重庆中交科技股份有限公司，重庆，400054；

3.重庆鹏方路面工程技术研究院，重庆，400054）

摘  要：本文阐述了复合式路面在实际工程中的应用概况，指出反射裂缝是复合式路面不可忽略的重要问题，重点论述了橡胶沥青应力吸收层的作用机理和相关的施工工艺。橡胶沥青应力吸收层具有吸收应力、减少反射裂缝、防水、粘接力强等优点。

关键词：橡胶沥青应力吸收层；反射性裂缝；复合式路面

1   引言

由于复合式路面兼具柔性路面行车舒适和水泥混凝土路面结构承载能力大的双重优点，因此，在水泥混凝土路面旧路改造时，复合式路面常常成为首选的路面结构形式。然而，复合式路面在使用过程中存在仍然存在一些问题：一是反射裂缝的问题；二是水泥混凝土路面的粘结问题；三是面层混凝土的整体稳定性；四是施工工艺。但主要问题是反射裂缝的防止^【1】。因此，如何预防复合式路面反射裂缝就成为了道路工作者关注的热点问题之一。本文较详细地分析了橡胶应力吸收层的工作机理，介绍了橡胶沥青应力吸收层的材料要求和相关施工工艺，对复合式路面预防反射裂缝的设计和施工具有一定的参考价值。

2   橡胶沥青应力吸收层的作用机理

橡胶沥青吸收层是在水泥混凝土面板上洒布一层橡胶沥青（2～3kg/m²），然后撒布等粒径的预拌沥青碎石（9.5mm左右，15～22 kg/m²），最后通过轮胎压路机适度碾压使橡胶沥青上翻（达到碎石高度的50～70%左右）并稳定碎石而形成的一个界面功能层，如右图所示：                                                                                  

由于橡胶沥青应力吸收层的结合料和集料的特点，使其具备以下四个重要特点：（1）等粒径碎石“顶天立地”，确保了其上沥青层具有良好的基础支承，使沥青面层保持较为有利的受力状态；（2）较厚的橡胶沥青在水泥混凝土板表面形成一个连续的沥青膜，可以有效地阻止水分下渗；（3）在水泥混凝土板上洒布的橡胶沥青既具有一定的厚度，橡胶沥青弹性恢复率大，保证了其上铺装的沥青面层与水泥混凝土板之间存在一定的水平相对位移余量；⑷具有一定粒径的碎石颗粒本身具有一定的转动能力，可以削减传到沥青层底面上的应力。

有上述四个特点可以看出橡胶应力吸收层的作用机理就是，保持沥青铺装受力状态良好的前提下，通过较厚的界面橡胶膜水平剪切变形和碎石的转动，削减和吸收由水泥混凝土板在接缝或裂缝处的相对位移引起的沥青层的应力或应变，达到预防或延缓反射裂缝的作用。

3   橡胶沥青应力吸收层的工程运用

下面结合本公司在忠县市政道路改造工程的实例，分析一下橡胶沥青应力吸收层的工程实用性。

3.1该工程橡胶沥青应力吸收层所用材料的技术指标

3.1.1基质沥青、橡胶沥青

  应用于橡胶沥青应力吸收层结构的沥青应符合交通部《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中道路石油沥青70号沥青的技术要求，如表1所示。

表1 道路石油沥青70#沥青技术要求^【5】

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   橡胶沥青指标参照美国亚利桑那州指标，见表2。

表2 橡胶沥青技术指标

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3.1.2 石料

  石质坚硬、清洁、不含风化颗粒，推荐使用近立方体颗粒的玄武岩碎石。所使用的石料应满足表3的技术要求。

表3 橡胶沥青应力吸收层石料技术要求

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橡胶沥青应力吸收层的碎石级配要求如下（表4）。

表4 橡胶沥青应力吸收层级配要求

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4  橡胶沥青应力吸收层施工工艺

4.1橡胶沥青的生产

橡胶沥青生产的关键因素是温度的控制。用于喷洒和用于拌和的橡胶沥青的生产方法也不存在区别。生产前，基质沥青需加热到204℃～226℃的高温（橡胶沥青是不能加热的）。橡胶沥青胶结料必须在搅动状态下反应至少45分钟才能达到较为理想的反应效果，反应温度应保持在规定的190℃～218℃。

橡胶沥青生产完成后，应将橡胶沥青保温储存，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，以使储存罐能保持在规定的温度，温度范围一般为190℃～226℃。

表5 橡胶沥青生产中的温度控制

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4.2橡胶沥青应力吸收层的施工

4.2.1施工前准备

施工前，基面的处理必须满足规定要求，同时应彻底清除基面上的泥土、杂物，并确保基面的粗糙、干净、干燥。需用的设备应进入待命状态，包括橡胶沥青洒布车、碎石撒布机、胶轮压路机。

4.2.2 施工工艺流程

（1）预拌碎石

为保证撒布的石料与橡胶沥青的充分粘结,石料需预先采用油石比为0.40～0.60%的普通热沥青进行预裹，拌和温度在150℃～170℃。

（2）弹性活化橡胶沥青的洒布

在处理好的基面上喷洒弹性活化橡胶沥青。橡胶沥青用量2～3kg/㎡ ，洒布必须均匀，沥青洒布量要严格控制，不宜多也不宜少，喷洒最大偏差量不应超过规定的±0.2kg/㎡。沥青纵向衔接应与已洒布部分重叠10cm左右。

（3）撒布碎石

喷洒橡胶沥青后应立即满铺碎石，碎石撒铺量推荐采用15～22kg/㎡，可用碎石撒布车撒布。根据试铺情况确定，以满铺、不散失为度，对于局部碎石撒铺量不足的地方，应人工补足。最低撒布温度不低于120℃。

（4）碾压

采用轮胎压路机进行压实。碎石撒铺后应立即进行碾压作业。根据需要选择压路机的数量， 施工中为了确保碾压的温度，要求胶轮紧随碎石撒布车后面碾压，距离不能超过5米,碾压遍数2～3遍为宜。

 表6 碾压时间要求

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（5）清扫

碾压完毕后，清除多余的没有粘结的松散碎石，以避免影响与上层的粘结性能。

（6）开放交通要求

橡胶沥青应力吸收层的施工应与上面层沥青混凝土紧凑进行，中间不开放交通，若期间必须开放交通，须待碾压施工完成3小时后方可开放交通，但车速不宜超过25km/h。

4.2.3注意事项

（1）施工时，气温和路面温度不易低于18℃；

（2）路面应洁净、干燥；

（3）应注意风速，风速应不能影响到工程的施工；

（4）雨天和即将下雨的天气不能进行橡胶沥青应力吸收层的施工。

5  橡胶沥青应力吸收层应用于复合式路面的优点

5.1应力吸收和减少路面反射裂缝

橡胶沥青应力吸收层整个结构是一种柔性体系，由于其优良的应力、应变消减和吸收能力，从而减缓沥青混凝土罩面层反射裂缝的产生

5.2 防水作用

橡胶沥青应力吸收层能形成1cm左右厚度的沥青膜，同时其胶结材料对半刚性基层的各种空隙和缝隙的封闭作用，能有效防止水分浸入基层和路基，起到保护路基和基层的作用。

5.3粘结作用

橡胶沥青应力吸收层具有优良的粘结作用，与下面层和上铺装层的粘结力强，能有效将路面铺装层与基层粘结成一个整体，有利于结构整体受力，提高路面的使用寿命。

5.4施工速度快

橡胶沥青应力吸收层采用一台橡胶沥青洒布车与一台碎石撒布车或者一台同步碎石撒布车即可，施工完毕后即可施工表面铺装层，不需要如稀浆封层的养护和固化过程，故能缩短工期。

5.5质量更易于控制

橡胶沥青应力吸收层施工时，只需严格控制胶结料和碎石的撒布量以及保证撒布均匀即可保证橡胶沥青应力吸收层的施工质量，这些控制均为机械控制，故能有效地保证施工质量。

6  结语与展望

6.1结语

由于橡胶沥青应力吸收层在各项功能技术指标及施工技术方面的独到之处，集中、全面的解决了复合式路面在使用过程中存在仍然存在的反射裂缝问题、水泥混凝土路面的粘结问题、面层沥青混凝土的整体稳定性问题、施工工艺问题。能够很好的提高路面铺装层使用性能和使用寿命，同时又具有很好的工程实施效果。其完全具备作为今后复合式路面及其他各型路面铺装的重点发展实施方向的潜力。

6.2 展望

采用废胶粉改性的橡胶沥青，其橡胶沥青体系不稳定，易离析，施工和易性不好。有关实践表明，如采用弹性活化橡胶粉将有利于改善这一弊病。开展弹性活化橡胶沥青性能的研究将有助于促进橡胶沥青应力吸收层以及橡胶沥青混凝土更好的应用于复合式路面或其他类型路面。

参考文献

【1】    黄睿 李丹 复合式路面反射裂缝防止技术的探讨【J】。公路工程与运输

【2】    防治复合式路面的反射裂缝技术要求【J】。同济大学学报（自然科学版）2005.12                                

【3】    郑元骅 沥青加铺层反射裂缝产生的原因及防止措施【J】。山西建筑，2007.7

【4】    王旭东，李美江，路凯冀。橡胶沥青及混凝土应用成套技术【M】人民交通出版社，2008.3；

【5】    公路沥青路面施工技术规范（JTG F40-2004）