高模量路基與橡膠瀝青混凝土路面組合技術探析

范炳娟（遼寧城市建設職業技術學院 110122）

高模量路基與橡膠瀝青混凝土路面組合技術探析

范炳娟
（遼寧城市建設職業技術學院 110122）

本文基于“強基薄面”路面設計理論的基本思想，開展了沖擊碾壓結合橡膠瀝青應力吸收層及橡膠瀝青路面的一整套組合技術在公路工程中的應用研究，并通過工程實踐驗證了全套技術現場應用效果良好。

高模量路基；沖擊碾壓；橡膠瀝青

1 前言

“強基薄面”理論是沙慶林院士在“八五”功關項目中提出的路面設計理論。它的基本思想是路基要穩定、基層要強固、進而可以減薄路面結構層的厚度。本文通過遼寧省濱海公路的應用實踐，驗證了沖擊碾壓技術對提高路基強度效果顯著；通過增設橡膠瀝青應力吸收層，面層采用橡膠瀝青混合料路面，與普通瀝青路面相比，可以減薄面層的厚度。

2 高模量路基與橡膠瀝青混凝土路面組合技術方案

濱海公路某試驗段基于“強基薄面”理論，采用路面組合技術的試驗方案為：①在淤泥質軟土地基進行拋石擠淤，經過常規振動碾壓正常壓實后，采用沖擊碾壓補強20次，以此來提高路基的強度，獲得高模量路基；②在基層與面層之間增設橡膠瀝青應力吸收層，其作用是抵抗基層的反射裂縫，利用橡膠瀝青具有的高粘特性從而增強層間粘結并提高面層的防水。③利用橡膠瀝青良好的高低溫性能，面層采用只鋪設一層5cm密級配中粒式橡膠瀝青混凝土，以此來驗證“強基薄面”的技術效果。

2.1 高模量路基與沖擊壓實技術

試驗路起止樁號為K0+550～K0+760，長210米。在舊路中心線位置每隔30m設置檢測點，沖擊壓實采用南非研制開發的25T3-25KJ三邊形沖擊式壓實機，該機行進中每秒沖擊地面兩次，相當于低頻大幅沖擊壓實土體，產生的強烈沖壓波通過深層傳播，其壓實深度可隨碾壓遍數遞增。對碾壓后的路基沉降量、彎沉值及回彈模量進行檢測，結果如下：

（1）路基沉降量觀測結果

路基沉降量觀測以每碾壓5次為一個檢測單元進行，經過20次沖擊碾壓補強后，路基獲得了6.85cm的沉降量。通過同步觀測，路基整體未發現明顯的側向位移，表明通過沖擊碾壓對路基起到了明顯的加固作用。

（2）路基彎沉值檢測結果

對該試驗段沖擊碾壓后的彎沉值進行檢測，結果見下圖。為方便比較，把未進行沖擊碾壓的K0+450，K0+500樁號的彎沉值列入圖中。

通過比較彎沉值檢測結果，舊路經過沖擊碾壓后，彎沉值明顯降低，說明舊路的整體剛度有所增加。隨測點位置的不同，沖擊碾壓后的彎沉值呈現高低起伏的變化規律，其原因是路面經過沖擊碾壓后呈現波浪狀，位于波谷處彎沉值小，位于波峰處的彎沉值大。

（3）路基回彈模量檢測結果

舊路經沖擊壓實后檢測的回彈模量對比結果見下圖。

與未經沖擊碾壓舊路比較可知，經過沖擊壓實后，回彈模量值有所上升，說明經過沖擊碾壓后，舊路的整體剛度和承載能力得到提高。但同彎沉值一樣，回模彈量數據也具有一定的離散性。通過對回彈模量和彎沉的相關性分析，可知二者的相關性較好，檢測結果真實可靠。

2.2 橡膠瀝青應力吸收層

橡膠瀝青應力吸收層是一種在噴灑橡膠瀝青結合料后，立即撒鋪一定粒徑的粗集料，經碾壓而形成的薄層。由于橡膠瀝青的高粘特性，這一功能層在路面結構中起到減震防噪、吸收應力、減少反射裂縫、防水和層間粘結等多種特殊的優良功能。

橡膠瀝青應力吸收層的施工工藝如下：①施工前，對基層進行清理，確?；鶎痈稍?、整潔、無塵土雜物；②使用專用灑布設備噴灑橡膠瀝青，灑布溫度控制在190℃左右，灑布量控制在2.2kg/m2左右；③橡膠瀝青灑布后馬上進行碎石撒布，碎石的撒布量為10～12 kg /m2，為增加碎石與橡膠瀝青的粘結性，可對碎石進行預裹覆處理；④碎石撒布之后，及時用重型膠輪壓路機緊跟粗集料撒布車進行碾壓1～2次，碾壓后再將多余的碎石清掃干凈。

2.3 橡膠瀝青混凝土路面

2.3.1 路面結構設計

試驗路借鑒了南非“強基薄面”理論，改變了原設計方案，只采用一層5cm中粒式橡膠瀝青混凝土（ARAC-16）。具體結構為： 5.0cm橡膠瀝青混凝土（ARAC —16型）表面層、1.0cm橡膠瀝青應力吸收層、高滲透乳化瀝青透層油、20cm廠拌水泥穩定碎石基層、20cm廠拌水泥穩定級配砂礫底基層、15cm級配砂礫墊層。

2.3.2 橡膠瀝青混合料性能

混合料正式生產之前，進行了目標配合比設計。室內做了連續級配和間斷級配，篩分結果見表?？紤]到橡膠瀝青的高粘性特，最終選擇間斷級配，篩分結果如下表所示。石料采用石灰巖，細集料采用石灰巖石碎和天然砂。

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以空隙率為控制指標，設計空隙率為4.1%，通過馬歇爾試驗確定橡膠瀝青混合料最佳油石比為6.4%。馬歇爾試驗結果見下表。

級配類型最佳油石比（%）穩定度（KN）流值(0.1mm)空隙率（%）礦料間隙率VMA （%）飽和度（%）毛體積相對密度斷級配 6.4 10.5 34.6 4.1 16.8 75.6 2.352

混合料高低溫性能試驗結果見下表

低溫小梁彎曲試驗級配類型最佳油石比（%）車轍試驗動穩定度（次/mm）彎曲強度（MPa）彎曲破壞應變(με)彎曲勁度模量(MPa)斷級配SX橡膠瀝青 6.4 3520 11.40 3452 3302

從表3、表4可以看出，橡膠瀝青混合料的目標配合比設計和高低溫性能各項指標均符合規范要求。

3 結論

（1）采用沖擊碾壓技術對軟弱地基上的填石路基進行加固，提高了路基的整體強度和回彈模量，為減薄瀝青面層厚度提供可靠的保障。

（2）試驗路利用橡膠瀝青具有的高粘彈特性及良好的高低溫性能，采用橡膠瀝青應力吸收層和橡膠瀝青混凝土路面組合結構。經過對試驗路后期運營情況跟蹤觀測結果表明，組合結構有效地減緩了路面反射裂縫的出現，路面結構層厚度減薄后總體運行情況較好，說明該項技術是一項值得推廣的先進技術。

[1]李延剛，沖擊碾壓、橡膠瀝青及應力吸收層組合技術在公路工程中的應用研究，北京科技大學學報

[2]艾純明、范炳娟，路用橡膠瀝青的反應機理分析，城市建設

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