高彈瀝青應力吸收層在白加黑工程中的分析與應用

鄒康

摘? ? 要：本文以安徽地區白加黑項目實際案例為基礎，通過分析論證，探討高模量瀝青混凝土應力吸收層在水泥混凝土路面加鋪設計和施工中的應用。

關鍵詞：高彈高粘瀝青;應力吸收層;白加黑;加鋪;設計;施工

1? 引言

高彈高粘瀝青是指粘度（60℃）大于20 000Pa·s，彈性恢復（25℃）大于85%的瀝青。白加黑路面結構最主要的病害類型是反射裂縫問題，為防治和延緩反射裂縫的發生，國內外比較成功的經驗是在瀝青加鋪層與水泥混凝土板之間鋪設高彈高粘瀝青混合料應力吸收層（以下簡稱SAMI或高彈應力吸收層）以延緩反射裂縫的產生。本文通過黃山市屯溪區的黃山西路（躍進路至屯光轉盤）白加黑工程為例，對SAMI的設計和施工工藝進行探討。

2? 工程概況

黃山路位于黃山市城區中心位置，道路為東西走向，西起躍進路交口，東至屯光轉盤，改造范圍全長約1640m，紅線寬度40m，道路斷面為：5米人行道+5米非機動車道+3米綠化帶+14米機動車道+3米綠化帶+5米非機動車道+5米人行道=40米。道路沿線均為機關、企事業單位及多個住宅小區，有市中醫院、屯溪五中、軍分區、百貨大樓、財富廣場、城市花園等。道路功能定位為兼顧生活服務的城市交通型主干路?，F狀路面整體表觀尚佳，板塊少量麻面、露骨，部分板塊有斷角和縱橫斜向裂縫，接縫破碎現象明顯。

檢測結果：本次對黃山路（躍進路-屯光轉盤段）左右兩半幅共2256塊混凝土行車道板進行測試，采用板角彎沉測試，共檢測3982個點，其中主點1991個，副點1991個。

①檢測共取水泥混凝土芯樣6個，不存在混凝土離析現象。其中2個芯樣切割后做抗壓強度試驗，抗壓強度是30.6MPa以上。另外4個芯樣切割后作劈裂抗拉強度試驗，強度都在2.87MPa以上，面層彎拉強度標準值為3.71Mpa，舊混凝土面層彎拉彈性模量標準值為28.68GPa;快車道水泥混凝土板平均厚度為235.33mm，板塊厚度較均勻。

②本次檢測彎沉無超過0.2mm的板塊;彎沉差超過0.06mm的板塊有359塊，占總彎沉測試板塊的15.9%。

③道路評定級別：依據規范JTJ073.1-2001中5.3節，路面狀況指數PCI：91.5，斷板率DBL：7%。

綜合以上：黃山路原水泥混凝土路面整體加鋪條件尚佳，但板塊之間傳荷能力弱的問題較明顯，改造設計中，應尤其重視交通荷載作用下瀝青加鋪層反射裂縫處的疲勞斷裂分析。

3? 設計方案的比選

根據檢測結果分析，黃山路原水泥混凝土板塊表觀較好，板厚均勻，雖然部分板塊存在病害，但綜合彎沉檢測和取芯試驗結果，現狀混凝土板塊強度較高，脫空板塊較少，病害問題主要是板塊之間傳荷能力弱的問題。改造設計主要在三個方案之間進行比選：方案一，原路面破除新建;方案二，原路面修復后加鋪土工格柵等材料，然后加鋪瀝青面層;方案三，原路面修復后加鋪2.5c高彈應力吸收層，然后加鋪瀝青面層。

方案一，考慮將老路全部破碎后外運，路基路面自下而上采用半剛性基層和瀝青混凝土面層的結構，方案優點：建設標準高，整體施工條件好，路基路面質量容易控制;方案缺點：工程造價高，施工工期長，另外廢棄的混凝土板塊如得不到有效利用，會造成環境污染，且占用大量耕地，同時翻挖破路社會影響不好。

方案二和方案三同屬于路面修復補強后加鋪，共性的技術優點為：施工工期短，造價相對方案一較低，同時避免了施工廢棄物對環境的污染和占用耕地問題;方案二的缺點：老路板塊之間傳荷能力弱的問題沒有得到有效控制，市場上土工格柵等材料質量良莠不齊，荷載作用下瀝青加鋪層反射裂縫處的疲勞斷裂問題沒有得到有效改善;方案三采用高模量應力吸收層，能夠有效緩解基層出現剪切或拉伸變形，具有優異的抗折性及延伸變形能力，使集中應力得以分散，從而有效延緩反射裂縫的發展和擴散。

設計根據《公路瀝青混凝土設計規范》中關于水泥混凝土加鋪瀝青路面相關計算方法，結合黃山路的檢測數據進行計算，方案二的加鋪層采用4cm厚AC-13瀝青上面層+8cm厚AC-25下面層，加鋪層總厚度12cm;方案三采用4cm厚AC-13瀝青上面層+6cm厚AC-20下面層+2.5cm厚應力吸收層，結構總厚度12.5cm，兩者總厚度相當，造價差異不大，但是方案三能較明顯的提高路面的抗剪切變形能力，提高黃山路的路面質量和使用壽命。綜合以上分析，黃山路改造工程設計采用高彈應力吸收層的加鋪方案。

4? 施工措施

4.1? 施工準備

（1）施工前應將水泥路面的灰塵、雜石、雜質等清理干凈，保證施工面的整潔。

（2）鋪裝高彈性改性瀝青混合料前，檢驗現有鋪裝面。若有破損部位，將其修補，并完全清除表面上的灰塵及其他雜質等。而且應該事先對施工中起重要作用的拌和設備、運輸及施工設備等進行檢驗，使其保持最佳狀態。

（3）即使鋪有防水層也會因滲進鋪裝體等的雨水在鋪裝層及上面層之間形成積水，產生由剝離誘發的鋪裝破損。所以應在有可能積水的地方，如緣石、路肩、水溝及連接縫附近的上層設置排水孔或排水裝置。

（4）而且，為了吸收結構體與瀝青鋪裝體的膨漲系數不同而產生的位差，在結構體與鋪裝體連接處設置伸縮縫。

4.2? 攤鋪

攤鋪時，混合料的溫度不得在160℃以下;事先應充分預熱（165～175℃）攤鋪機的熨平器，使其在攤鋪時粘上混合料;施工前或施工途中，禁止在攤鋪機的漏斗中噴灑輕油。

所以攤鋪機的漏斗應對每車混合料進行一次性的攤鋪。混合料由攤鋪機鋪筑時需要盡量提供高的初始壓實度，所以攤鋪時需要施加振動。

使用攤鋪機進行的鋪筑作業應連續進行，攤鋪機的速度應維持在每分鐘2～6m（2～3m最佳），不得在中途中斷攤鋪。根據混合料的到達時間，調整攤鋪速度。

4.3? 壓實

（1）對高彈性改性瀝青混合料進行碾壓時，應在攤鋪碾壓的同時，也應達到所要求的壓實度。壓實方法及碾壓次數必須應通過試鋪適當調整，基本碾壓裝備的組合、次數及重量按相關施工規范執行。用于初壓的鋼筒式振動壓路機進行振動碾壓時，僅在前進方向（最好以交通開放后的車輛行駛方向）施加振動，后退時關閉振動。用于終壓的雙輪串聯式壓路機以靜壓方式（無振動）進行碾壓。

（2）因為使用高彈性改性瀝青的粘度大，所以攤鋪機一鋪筑完就得立即進行壓實作業，才能在適當溫度下進行碾壓。鋼筒式壓路機的初壓應從接縫部位開始進行碾壓，縱向從低處往高處前進， 并且漸次移動輪寬進行碾壓，移動驅動輪的1/2寬重疊碾壓。為了壓路機前進及后退而轉換方向時，盡量避免急剎車，緩緩停止后轉換方向。若在輪胎壓路機的輪胎在變熱之前進行碾壓，輪胎上會粘到混合料，所以在碾壓之前必須得提前預熱。

（3）鋼筒式振動壓路機或雙輪串聯式壓路機在進行壓實作業時，使用過多的水會過快降低混合料的溫度，所以使用含有少量洗劑的水適當弄濕鋼輪，防止混合料粘上。壓實密度最小應在基準密度的98%以上，終壓后應保證充足的養生時間，不得因為了縮短養生期在鋪裝面上灑水時，在養生中的路段應禁止一切車輛通行。

5? 結論

黃山路白加黑工程竣工通車兩年多以來，使用狀況良好，路面未發現明顯反射裂縫，說明高彈應力吸收層在解決水泥混凝土板塊傳荷能力不足，交通荷載作用下瀝青加鋪層反射裂縫處的疲勞斷裂問題具有明顯優勢和可實施性，該技術應得到更廣泛的應用。

參考文獻：

[1] 公路瀝青路面設計規范 [M].人民交通出版社，2017.

[2] 鄭曉光.城鎮道路路面設計手冊[M].中國建筑工業出版社，2014.

[3] 王穎.高彈改性應力吸收層在白加黑路面改造中的應用[J] .華東公路，2017.