抗反射裂縫FAC-5富油瀝青應力吸收層的施工及控制

林 嬌 （福建路橋建設有限公司，福建 福州 350002）

0 前言

公路路面“白改黑”是以舊水泥混凝土路面作為新公路的路基，經過技術處理后加鋪瀝青混凝土面層，使其同時具備瀝青混凝土路用性能優勢和舊水泥混凝土路面強度高的優點，廣泛用于舊水泥混凝土公路的改建工程。影響舊水泥混凝土路面加鋪瀝青層的因素很多，反射裂縫是舊混凝土路面加鋪瀝青混凝土面層主要的病害之一。設置應力吸收層在舊水泥路面與加鋪瀝青層中間，不但能促進層間粘結，避免出現面層剝落破壞、水損壞等現象，也能吸收部分舊水泥路面接縫處的應力，更有效延長與阻止反射裂縫的產生與擴大。

1 工程簡介

永泰G355線舊路改造原路面結構為水泥混凝土，經多年使用，路面出現了斷板、裂縫、缺邊掉角等不同程度的病害，需進行大修改造。為了研究FAC-5富油瀝青應力吸收層對舊路面應力吸收的效果，該項目對一段5km的舊路加鋪2cm厚FAC-5富油瀝青應力吸收層，在大面積攤鋪前首先做了一段約200～300m的試驗路段，通過拌和、運輸、攤鋪、碾壓等各道工序的觀察，以及鋪筑完畢后的對試驗檢測結果進行分析，加以驗證FAC-5富油瀝青應力吸收層施工工藝可行性。

2 應力吸收層結構特點

FAC-5富油應力吸收層主要作用是抗反射裂縫，設計空隙率小于0.5%～3%，所以其結構本身就具有瀝青用量多的特點，因此在配合比設計及應用過程中如何保證結構的高溫穩定性尤為重要。

3 級配設計

根據FAC-5富油應力吸收層的特點，如何選用原材料是其關鍵環節。FAC-5富油應力吸收層由改性瀝青、石屑、礦粉組成。改性瀝青選用需具備高彈性恢復（大于85%），60℃動力粘度高，軟化點大于75℃的高質量改性瀝青，即高粘高彈改性瀝青。改性瀝青質量又跟SBS改性相關，所以在改性瀝青生產過程中SBS摻量是否足夠，與基質瀝青配伍性好不好是FAC-5富油應力吸收層成功與否的關鍵；其次石屑級配應能滿足設計級配且0.6mm篩孔不得出現駝峰，否則可能使混合料在碾壓過程中出現推移，造成結構不穩定；再者礦粉是由石灰石磨細，除級配符合規范外還應在礦粉中增加適量的消石灰（摻量宜大于20%，增加瀝青結合料與礦料之間的粘附性）。

3.1 配合比設計

3.1.1 目標配合比

在目標配合比設計選擇上，級配須在設計級配中線偏下和細料部分0.6～0.075部分并慢慢靠近級配中值。FAC-5富油瀝青應力吸收層級配大部分都是小于4.75mm，因此生產過程中本身級配就很難控制在理想范圍內。所以選擇稍微偏粗一點，對整個級配骨架有一定的作用。改性瀝青最佳瀝青用量大概在礦料聯系率最低點附近，可結合相應試驗選出。測定的各項技術指標見表1。

馬歇爾物理-力學技術指標 表1

目標配合比設計應關注60℃貫入破壞荷載是否大于1000N，以驗證其高溫穩定性；還需進行疲勞試驗，微變量10HZ20℃應大于100000次，以驗證其耐久性。生產配合比級配與目標配合比關鍵篩孔均不宜超過1%，生產過程不得使用回收粉作為填料。

3.1.2 生產配合比

熱料篩分和生產配合比調整 表2

熱料篩分及生產配合比調試結果見表2。

最終生產配合比的比例為：0-4.75mm:礦粉=91.5:8.5，其中瀝青用量為9.5%。

生產配合比設計時，應取有代表性的熱篩樣品。材料通過冷料倉到滾筒加熱時，引風門大小應與實際施工時一致，已保證材料除塵效果與施工狀態吻合。

4 應力吸收層施工控制

4.1 施工前準備

加鋪FAC-5富油瀝青應力吸收層前應對下承層坑槽、裂縫、破損等病害進行處理，清除舊的填縫料和其他雜物并吹干凈，接縫采用改性瀝青進行灌縫。而應力吸收層施工時舊混凝土路上是否要灑改性乳化瀝青作為粘結層，經試驗比對，未灑粘層的應力吸收層在外邊緣有脫層現象且不易壓實，而灑粘結層的舊路與應力吸收層間則粘結良好。

4.2 瀝青混合料拌和

4.2.1 確定拌和樓的拌和方式

采用GLB4000瀝青混合料拌和設備，混合料每盤拌和時間定為60s（干拌時間不得少于10s）,并通過試拌確定最佳拌和時間。

4.2.2 確定運輸方式

選用一輛載重能力大于40t且設有溫度檢測專用孔的自卸車，車廂底板與側板內壁涂刷一薄層油水混合液，以防瀝青混合料粘結。裝車時，混合料按先前后再中間成品字型三次裝入以防混合料離析，且整個運輸過程需用篷布完全蓋住。

4.2.3 確定現場施工方法

（1）攤鋪方法的確定

施工前熨平板要保持平直狀態且溫度高于120℃以上。試驗段以3m/min的速度進行攤鋪，夯錘振頻控制在4.0。

（2）碾壓方案的確定

試驗段施工時，我部采取兩種碾壓方案，具體碾壓方案如下表3。

試驗段施工壓路機碾壓組合表 表3

根據試驗檢測結果，2種碾壓方案均能達到設計壓實度標準（96%以上）。方案一壓實度平均為99.4%（標準密度算法）、98.0%（最大理論密度算法）；方案二壓實度平均為99.8%（標準密度算法）、98.4%（最大理論密度算法），但采用方案二容易產生超壓現象，故我部最終選定方案一為以后大面積施工時碾壓方案。

（3）縱、橫向接縫處理

①縱縫處理

由于本項目在“邊通車、邊施工”的狀態下進行施工，加上該路段為當地唯一的旅游線路，車流量較大，對施工干擾大，不可能做到完全封閉施工，縱向接縫問題不可避免。攤鋪前應在道路中心線位置設置并固定鋼橫梁，以保證瀝青層經碾壓后仍能保持道路中心線位置縱向接縫平順。后一幅瀝青層攤鋪前，先在接縫處噴灑粘層油，使前后幅瀝青層能粘結成一個整體。以前一幅瀝青層為縱向基準線進行攤鋪，接縫處重疊5cm左右，將重疊的瀝青混凝土鏟除，并修補縱縫。碾壓時壓路機騎縫反復碾壓，充分將接縫處壓實緊密，消除接縫痕跡，同時用3m直尺檢查接縫處平整度，不合格的地方用人工篩細料補平，并且應避免幾層結構層的縱縫不在同一垂直面上。

②橫縫處理

橫縫采用平接縫，按以下要求進行：

a.在施工結束時，攤鋪機熨平板不破壞現場的情況下離場，然后將端部混合料人工鏟齊后再碾壓，并用檢測平整度，在混合料完全冷卻之前，把平整度不好、厚度不足的部分垂直刨除。

b.碾壓過程應先縱向再轉橫向再縱向，直至混合料層無輪跡，3m直尺測上面層平整度為3mm以下；

c.壓路機在已完成壓實工作的路面轉向時速度要緩慢，避免留痕跡；

d.相鄰兩幅及上下層的橫向接縫均應錯位1m以上。搭接處應保證干凈整潔后再灑粘層油。平接縫壓實緊密，連接平順。

4.2.4 松鋪系數

通過檢測試驗段斷面（11個）、前后高程碾壓（22個點）以及厚度，確定FAC-5富油瀝青應力吸收層大面積施工時，松鋪系數采用1.20。

5 應力吸收層試驗及現場效果評價

5.1 溫度控制

瀝青混合料溫度控制的程度對施工的質量影響很大，因而必須嚴格控制出廠溫度、到場溫度、攤鋪和碾壓階段溫度，以確保施工溫度符合要求，具體數據見表4。

FAC-5富油瀝青應力吸收層現場溫度實測表 表4

根據以上溫度數據，混合料運距5km，空氣溫度27℃晴，從出廠到碾壓終了，結構厚度2cm的AC-5富油應力吸收層表面溫度損失很大，因此混合料拌和出廠溫度應控制在185℃～190℃；但是由于富油應力吸收層密封性好，混合料內部溫度基本上沒有損失，因此應等到混合料內部溫度降至60℃時才能開放交通。

5.2 混合料級配控制

在運輸及施工時瀝青混合料是否會離析而影響攤鋪及碾壓質量，關鍵看混合料級配的控制。因而不但要加強抽提試驗頻率，還要進行熱料篩分，使級配符合施工要求。

5.3 攤鋪控制

對于FAC-5富油瀝青應力吸收層表面離析程度、平整度、厚度的有效控制程度，主要取決于攤鋪機的攤鋪質量，因此其速度的運行、夯錘的頻率、布料匹配的高度均需達到最佳性能。

5.4 碾壓控制

應力吸收層需要用雙鋼輪壓路機，不得使用輪胎壓路機（會出現推擠，起皮等現象而且由于結構層厚度較薄，會有明顯的輪跡）。瀝青混合料因其溫度敏感性原因，施工時散熱特別快，碾壓不及時的話將導致混合料壓實難，甚至會出現離析以及推移裂縫現象，因此壓路機應緊跟，高頻，低幅，先靜壓后振動，直至出現光面無痕跡為止。碾壓過程中因應力吸收層密封效果好，路面底下氣體不易排出，產生的氣泡應隨時觀察并用工具捅破。

5.5 現場檢測

施工結束后當路面溫度下降至60℃時，將BZZ-100彎沉車行駛到施工路面上，觀察混合料是否有兩側推擠現象，以檢測混合料的高溫穩定性，并觀察輪胎印記深淺，確定是否達到要求的壓實效果。現場檢測結果見表5。

現場檢測結果 表5

6 結語

2017～2018 年，我們對抗反射裂縫FAC-5富油瀝青應力吸收層試驗路段持續跟蹤監測，在經歷大車流通行、夏季高溫、春季雨水、冬季凍脹等自然環境因素的考驗，施工路段平整度良好，無裂縫病害發生，車轍試驗、浸水馬歇爾試驗等指標反映出路用性能優越，為將來FAC-5富油瀝青應力吸收層在養護工程中推廣應用提供了技術經驗支持，具有一定的指導意義。