橡膠瀝青應力吸收層在舊水泥路面改造中應用

邵 建 敏

(山西省晉中路橋建設集團有限公司，山西 晉中 030600)

橡膠瀝青應力吸收層在舊水泥路面改造中應用

邵 建 敏

(山西省晉中路橋建設集團有限公司，山西 晉中 030600)

簡述了橡膠瀝青的含義，對橡膠瀝青應力吸收層的原理作了闡釋，并探討了將橡膠瀝青應力吸收層應用于舊水泥路面改造中的施工技術，同時對橡膠瀝青施工中存在的問題進行了分析，提出了相應的解決措施。

橡膠瀝青，應力吸收層，水泥路面，裂縫

據統計，我國平均每年約有2 000 km～3 000 km的高速公路需要大修罩面。在我國，舊水泥混凝土路面改造時，由于復合式路面具有行車舒適和承載能力大的優勢，常常成為首選結構形式。自2000年開始，我國大規模的進行了水泥混凝土路面大修罩面工程。但部分大修罩面工程效果不佳，很多路面通車一段時間后，便出現了較嚴重的反射裂縫、車轍及坑槽等早期破壞現象。

在行車載荷下，為抵抗和延緩水泥板塊的反射應力，防止反射裂縫，在罩面結構設計中專門設置了應力吸收層。在我國，SMA、大粒ATB、改性瀝青膠砂和橡膠瀝青四種應力吸收層使用較多。橡膠瀝青應力吸收層可顯著提高混合料的抵抗變形能力，改善路面使用性能，延長路面使用壽命，是一種經濟有效的舊水泥路面改建和罩面方案。

1 橡膠瀝青概述

橡膠瀝青是使用廢棄輪胎橡膠粉與路用基質瀝青在高溫狀態均勻拌合而成的一種道路工程物料。其中，要求膠粉含量不得低于總重的15%。橡膠的改性機理，橡膠顆粒在高溫瀝青中進行浸泡且充分反應后，顆粒發生膨脹。在瀝青中的輕質油分溶脹后，仍然會保持著固體顆粒核心，始終處于液—固兩相的狀態。橡膠瀝青能將廢舊輪胎變廢為寶。同時，與普通瀝青路面相比，厚度可減薄超過50%，將其應用于舊水泥路面罩面，可降低噪聲，提高路面能見度與抗滑性，有助于提高路面抗疲勞與抗裂縫能力,延長道路壽命，縮短施工時間，節約道路養護成本。橡膠瀝青是目前國際上公認的防止舊路反射裂縫的最有效措施，應用十分廣泛。按照國內外的經驗，除可用于生產橡膠瀝青混凝土外，常用方式主要有應力吸收層(SAM)、應力吸收中間層(SAMI)和碎石封層(CHIP SEAL)。其他用途，如作為路面防水材料、填縫料使用等。在國外發達國家應用較廣，美國應用橡膠瀝青路面已經超過40年，德國與英國也開始使用。我國起步較晚，但其有良好的經濟效益和社會效益，推廣應用迅速，在很多省市開始了應用并取得了良好的效果。

2 橡膠瀝青應力吸收層(SAMI)

水泥混凝土路面大修工程中，最重要的問題是防止反射裂縫。橡膠瀝青具有吸收應力、減少反射裂縫、防水、粘結力強等特點，將其作為應力吸收層，社會效益和經濟效益顯著。

橡膠瀝青應力吸收層結構見圖1。在橡膠瀝青應力吸收層中，橡膠瀝青具有吸收應力、防水和提高層間粘結的作用。其原理在于：

1)等粒徑的碎石呈現突出狀態，對提高上面層的基礎支承效果顯著，確保其上的瀝青面層基礎扎實，使得面層始終處于良好的受力狀態；2)一定厚度的橡膠瀝青使得在原路面表面形成一個連續的瀝青膜，對阻止水分下滲效果顯著；3)橡膠瀝青膜具有一定的厚度，這使得路面的彈性恢復率較大，可有效確保新筑面層與舊路之間具有一定的水平相對位移余量，有效吸收部分應力；4)碎石鑲嵌在瀝青膜中，使得碎石具有一定的轉動能力，這能夠將路面傳遞來的部分載荷有效抵消。

橡膠瀝青路面用于舊水泥路面改造，費用效益比明顯高于傳統瀝青路面，可以降低造價至少20%，縮短工期近1/3，所具有的社會效益和經濟效益十分顯著。

3 橡膠瀝青應力吸收層施工工藝

橡膠瀝青應力吸收層的主要施工流程：

施工前的準備工作→橡膠瀝青灑布→撒鋪碎石→碾壓→清掃。

在施工過程中，應盡量減少手工作業、人工攤鋪，以減少粗細混合料分離后在邊緣附近產生的“油斑”現象。

1)施工前準備，主要是下承層和施工機具的準備工作。對舊水泥路面進行清掃(如人工清掃，使用鼓風機吹等)。對油污、縫隙等使用高壓水槍進行沖洗，將原路面表面的泥土、雜物等清除。在正式施工前，應確保舊路面干凈、干燥、無浮塵。同時，對原路面的坑槽、裂縫等進行修補。施工機具主要有橡膠瀝青灑布車、碎石撒布機、膠輪壓路機等，均應進入施工現場指定位置待命。進行交通管制，禁止無關車輛、行人通過施工區域。

2)制備橡膠瀝青。橡膠瀝青的生產對溫度要求十分嚴格，確保橡膠瀝青施工質量控制的關鍵在于各環節的溫度控制，各環節的溫度控制標準可參考表1。由于橡膠瀝青與集料的粘附能力弱，要采用高瀝青用量，少礦粉，以增加瀝青膜的厚度。拌和樓生產橡膠瀝青混凝土時，橡膠瀝青由于粘度較大，應盡量縮短供給管道長度，并提前用導熱油對管道進行預熱。

表1 橡膠瀝青溫度控制表

3)橡膠瀝青灑布。在施工中，應嚴格按照設計量進行噴灑。該工序的質量控制要點在于灑布量和灑布溫度的控制。灑布應均勻，確保瀝青膜厚度一致。在施工中，一般的灑布量控制在2.2 kg/m2～2.5 kg/m2，誤差控制在±0.20 kg/m2，灑布溫度控制在195 ℃～200 ℃為宜。

4)碎石撒布。選擇的碎石最好為玄武巖、輝綠巖等高強度石料，技術要求見表2。在進行撒布作業前，為提高碎石與瀝青的粘附性，將經過水洗的碎石存儲在干凈的專用硬化場地。在運輸進施工現場前，應確保其干凈、干燥，并預先經過除塵加熱，以確保撒布時的溫度不低于80 ℃。橡膠瀝青噴灑后，應立即鋪撒碎石。撒布量應根據碎石規格、類型、路面用途等綜合確定，以滿鋪、不散失為原則。應安排專人進行檢查，及時采用人工撒布方式將不足區域進行補足。

表2 碎石撒布技術要求表

5)碾壓，見圖2。碎石撒鋪后，膠輪壓路機應緊跟撒布車進行碾壓。為確保壓實度和孔隙率，一般采用2臺壓路機同時碾壓，遍數為3遍，整個過程應在碎石撒布后10 min～20 min內完成。在碾壓后應立即檢查碎石嵌入度，石料嵌入深度達到50%～70%即可，見圖3。混合料中的瀝青用量較高，容易出現泛油，碾壓時不能太密。

6)清掃。在應力吸收層施工完成后，應將多余的和沒有粘結上的松散碎石予以清除。

清掃完成后，應立刻進行上面層的瀝青混凝土施工。在施工時，應力吸收層施工與上面層施工應緊湊進行，中間不得開放交通。

在正式施工前，必須進行實驗段鋪筑。綜合考慮氣候、運輸距離等施工條件，合理組織和制定施工方案，根據試驗段鋪筑情況進行方案調整，以確保高質量的施工。

4 橡膠瀝青存在的問題

在使用橡膠瀝青時，必須要認識到橡膠瀝青的缺點，以在混合料設計中加以注意和解決。

1)橡膠瀝青的粘附性較普通瀝青差，導致其抗水損害性能差。在橡膠瀝青中，摻加了20%左右的橡膠粉，使得橡膠瀝青粘度增大，則與石料的浸潤性下降，不易粘住石料。因此，配合比設計，可通過盡量增加瀝青膜厚度來解決該問題。如采用高瀝青用量、不加礦粉，都可以增大瀝青膜的厚度。在混合料中加入水泥或生石灰，也可以提高橡膠瀝青與石料的粘附性。

2)橡膠瀝青的存儲性能差，離析嚴重。在施工中，只能現拌現用，不能作為成品改性瀝青事先加工好。

3)級配范圍較窄。混合料只有斷級配和開級配的設計級配，而連續級配則不在選取范圍。

4)橡膠瀝青用量多，增加了混合料成本，限制了其推廣使用。

5 結語

使用橡膠瀝青應力吸收層進行舊水泥路面處治，合理利用廢舊輪胎，在節約社會資源方面意義重大。同時，可有效提高瀝青路面的使用性能，提高路面的抗反射裂縫能力，改善路面的高溫抗永久變形能力。參照美國設計規范，1 cm橡膠瀝青封層的防反射裂縫能力相當于5 cm普通重交瀝青混合料，這將極大減少面層厚度，降低了路面成本，減少施工造價和縮短施工工期。

[1] 王 浩，葉 強，閆東波，等.橡膠瀝青SAMI應力吸收層施工技術[J].公路交通技術，2008(3)：98-99.

[2] 沈志剛.橡膠瀝青應力吸收層在“白改黑”工程中的應用研究[J].福建建材，2014(1)：56-57.

[3] 羅 妮.橡膠粉改性瀝青應力吸收層及其施工技術[J].現代企業教育，2014(6)：141-142.

On application of rubber asphalt stress-absorbing membrane interlayer on old cement roadbed

Shao Jianmin

(ShanxiJinzhongRoadandBridgeConstructionGroupCo.,Ltd,Jinzhong030600,China)

The paper indicates the concept of the rubber asphalt, interprets the principle for the rubber asphalt stress-absorbing membrane interlayer, explores its construction technique adopted on used old cement roadbed reconstruction, analyzes some problems in the rubber asphalt construction, and points out respective solutions.

rubber asphalt, stress-absorbing membrane, cement roadbed, crack

1009-6825(2015)02-0143-02

2014-11-07

邵建敏(1980- )，女，工程師

U418.8

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