論橡膠瀝青及單粒徑碎石應力吸收層施工技術

凌征富

（貴州路橋集團有限公司,貴州 貴陽 550001）

0 引言

橡膠瀝青及單粒徑碎石應力吸收層施工技術能有效抑制反射裂縫的形成，提高路面結構抗水毀能力，同時增強路面結構層間附著力。依托某典型高速公路路面工程實例，分析單粒徑橡膠瀝青+碎石（AR-SAMI）吸收層施工技術要點。施工所用的橡膠瀝青是由瀝青基料中添加20%的橡膠粉加工而成[1-3]。橡膠粉可從廢輪胎中回收，起到減少垃圾污染、保護環境的效果。橡膠瀝青及單粒徑碎石應力吸收層可用作半剛性瀝青路面基層的上表面、復合瀝青路面的中間層、板坯防水連接層和原有路面基層頂面的特殊功能層[4-6]。

1 工程概況

某高速公路路面工程，標段總長度30 km，該次施工線路長15 km，施工起止日期為2019年11月至2020年1月，單幅寬245.6 m，上面層為SBS橡膠復合改性瀝青混凝土，厚度4 cm，中面層為厚6 cm的AC-20改性瀝青混凝土，底面層為厚8 cm的AC-25常規瀝青混凝土，密封層為應力吸收橡膠瀝青層，大小26.9萬m2；路面基層為水穩碎石基層，規格2×18 cm。

2 橡膠瀝青應力吸收層技術的特點

（1）橡膠瀝青黏度較大，能牢固附著在基層和混凝土表面。在溫度不變的情況下，其自有抗拉強度高于SBS改性瀝青，可以有效支撐基層，減少反射型裂縫的生成，密封抗滲性能極佳，特別適合在我國氣候溫暖潮濕的南部區域應用。

（2）該施工技術的綜合成本低于常規單粒徑SBS瀝青封閉層施工技術，尤其對路面反射裂縫具有很好的抑制作用，實際應用效果良好。

（3）同步進行橡膠瀝青、碎石的灑布作業。二者緊密結合使得施工效率大大提高，施工質量得以保證。

3 施工材料及設備的準備

（1）橡膠瀝青制備：1）滿足國家要求技術規范。2）用于噴涂的橡膠瀝青應為30～40目的廢輪胎粗橡膠粉。3）橡膠瀝青從處理到噴涂應在24 h內完成。4）橡膠瀝青可使用90#或70#瀝青作為主要瀝青，其中廢舊橡膠輪胎粉用量控制在18%～25%之間。

（2）碎石準備：在路面基層頂面灑布碎石時，需確保碎石粒度在16～19 mm之間，在中面層表面灑布碎石時，應確保碎石粒度在10～14 mm之間。

（3）施工設備準備：主要的施工機械設備包括瀝青、碎石同步灑布車，應具有加熱、存儲、拌制瀝青的功能，利用信息化系統控制瀝青灑布量，確保瀝青灑布均勻。灑布需用到的關鍵施工設備如表1所示，施工現場需用到的主要試驗儀器如表2所示。

表1 瀝青灑布需用到的關鍵施工設備匯總

表2 施工現場需用到的主要試驗儀器匯總

4 橡膠瀝青和單粒徑碎石應力吸收層施工技術

該技術基本原理是通過瀝青路面結構中的不同層之間增加特殊功能層（如半剛性基層和瀝青面層之間），達到吸收應力、增強路面結構層間黏聚力、提高路面結構抗滲性能的目的[7]。

4.1 橡膠瀝青+單粒徑碎石應力吸收層的工藝流程

改性橡膠瀝青+單粒徑碎石應力吸收層施工工藝主要有清理下承層、試驗灑布、正式灑布三步。具體施工過程包括瀝青路面灑布、碎石路面灑布、膠輪壓實三個階段。施工工藝流程如圖1 所示，其中試驗灑布工序的作用類似于路面試驗路段施工，通過現場試驗確定各項施工技術參數的合理值，為后續的大范圍施工提供必要的技術參考。

圖1 橡膠瀝青和單粒徑碎石應力吸收層施工工藝流程圖

4.2 下承層的清理及施工準備

清理下承層時應將混凝土路面表層銑刨鑿毛，用容量至少為6 m3的空壓機對地面進行清潔除塵，以確保瀝青附著力。如用于半剛性基層，應待瀝青養生完成后用空氣壓縮機清潔除塵[8]。

瀝青灑布需用專門的灑布設備，以有效控制灑布量，同時可對瀝青進行加熱、存儲、攪拌等操作。施工前應徹底清洗灑布設備，清除設備油箱內的殘油。在實際施工之前必須進行試灑，徹底清潔施工車輛的車輪，以免污染施工現場。

4.3 橡膠瀝青的灑布

4.3.1 橡膠瀝青的灑布量

灑布量控制在2.0～2.4 kg/m2之間，黏度應在1.5～4 Pa·s之間，灑布溫度范圍為180～190 ℃。

4.3.2 橡膠瀝青的灑布施工

進行瀝青灑布作業時應特別注意接縫部位的處理，如橫向接縫和縱向接縫處的瀝青灑布。對于水平接縫處，施工時要和上一道工序無縫銜接，但不能與上一道工序重合，同一截面的瀝青灑布量不能太大。在灑布水平接縫部位時應沿著施工縫的末端用油布或鐵板覆蓋處理過的表面，再進行灑布操作，以保證接縫部位的瀝青灑布均勻。

在灑布縱向垂直接縫部位時，首先需全面掌握灑布操作的基本流程。灑布時設備噴嘴呈扇形噴射，相鄰兩個噴嘴噴射的瀝青重疊，重疊噴射的瀝青量為標準設計量。圖2為橡膠瀝青灑布原理。

圖2 橡膠瀝青噴灑示意圖

4.4 碎石撒布

4.4.1 碎石準備

遵循施工設計要求準備單粒徑碎石，施工前需做篩分，確保碎石粒徑統一，不一致的超粒徑碎石占比控制在10%以內。

確保灑布的碎石清潔干燥。如碎石粉塵含量較高，先用水清洗晾干，然后堆放于硬化場地，覆蓋防水防塵布，防止碎石受到二次污染。

4.4.2 碎石的試灑

試灑的目的是明確碎石灑布車輛的料斗傾角、行車速度以及撒布量。在常規施工設計中依據施工面積標準確定灑布量，如滿鋪55%，為方便根據工程量計算單位面積的碎石撒布量可先通過試驗灑布確定，經業主、監理方審核通過后作為工程計量標準。

如使用石灰巖碎石，粒徑在14.3～17 mm時，碎石撒布量應控制在8～10 kg/m2之間，如粒徑為15.4～18 mm，碎石撒布量應控制在10～12 kg/m2之間。

4.4.3 碎石撒布施工

灑布橡膠瀝青時應同步灑布碎石，確保瀝青能有效地附著在碎石表面。該高速公路路面施工規模較大需配備同步瀝青碎石灑布設備。灑布碎石時，除工程機械操作人員外，還應配備一到兩名清潔人員，負責清理灑布后散落于瀝青外的碎石[9]。

灑布碎石時為確保碎石灑布均勻，需注意灑布車輛的啟動階段以及縱橫接縫位置，避免同一個部位灑布重復或漏灑。如發現部分區域灑布重疊必須在壓實前及時手動清理多余碎石。

4.5 應力吸收層的成型

灑布碎石后需盡快用大型膠輪壓路設備跟隨碎石灑布車輛跟蹤壓實，來回碾壓2遍。

待碎石壓實后及時攤鋪瀝青混合料，兩道工序間隔不應超出24 h，施工期間應封閉道路交通，防止車輛行駛污染應力吸收層。

5 施工質量安全控制及環保措施

5.1 現場質量檢測指標

以2 000 m2為單位實地檢測應力吸收層瀝青灑布量，確保用量誤差小于±0.2 kg/m2，碎石灑布量誤差小于±2 kg/m2。

5.2 施工質量控制

嚴格按照國家規定技術標準施工，保證應力吸收層的施工質量，需要注意以下關鍵工藝。

（1）橡膠瀝青需當天制備完成，待溶脹完全后才能正式使用，施工全過程都應密切關注橡膠瀝青黏度，確保其質量合格。

（2）灑布瀝青時需控制到接縫位置的灑布量，防止同一個區域多次灑布造成灑布不均勻，從而避免形成油包等質量病害。

（3）碎石灑布應均勻，禁止重復灑布或漏灑，如有需要可安排專人進行監測清理。

（4）開始施工前確定天氣狀態，確保施工在天氣晴朗無大雨大霧時進行。

（5）施工過程中要保證下承層干燥；施工區域大小應與施工進度匹配，灑布作業后需馬上封閉交通，并在48 h內進行下一道工序施工。

5.3 安全措施

（1）施工現場配備有責任心的專業安全員，提高安全監督水平，掌握施工現場的具體情況，消除可能存在的安全隱患。

（2）建立安全管控小組，實施三級安全教育機制。現階段，很多項目建設在安全教育建設方面存在疏漏，缺乏針對性，存在形式化問題。為提高安全教育的效果，應加強對三級安全教育的重視，成立專門的安全教育小組，并有針對性地展開對不同工種、工序的安全教育學習。

（3）做好安全培訓工作。目前，許多項目建設管理人員的專業素養還有待加強，安全知識儲備欠缺，許多專職的安全管理人員也存在著工作經驗不足的問題，在實際施工過程中難以辨別風險源，無法對風險情況進行動態管理。因此，應加強對專職安全人員的培訓，提升專業人員的專業技術能力。

5.4 環保措施

施工時需疏散施工現場附近閑雜人員，盡量避免人流密集時段施工。及時收集堆放施工產生的垃圾，用專用車輛運輸到指定場所進行處理。

對施工中機械設備運行產生的廢機油及報廢配件，需收集運至回收站統一處理。施工人員必須佩戴防毒面具進行瀝青灑布施工。

6 效益分析

該技術主要是在路基結構不同層間設置特殊功能層，可以實現封水抗滲目的，同時控制來自基層的反射裂縫，確保路面結構強度滿足要求。該施工技術效率高、操作簡便，且施工成本較低，具有良好的經濟效益和環保效益。

（1）直接經濟效益:該高速公路工程使用的橡膠瀝青灑布量為2.4 kg/m2，每1 m2節約0.82元，每10 km可節省成本92 700元左右，直接經濟效益顯著。

（2）節能環保效益:橡膠瀝青是由基質瀝青添加20%的橡膠粉制成，橡膠粉可從廢舊輪胎中回收，從而實現廢舊輪胎的回收利用，有效減少橡膠垃圾污染，變廢為寶，真正起到了節能環保的作用。根據表3可知，相較于SBS改性瀝青碎石封層，橡膠瀝青應力吸收層施工技術每10 000 m2可少用瀝青2.4 t，同時可回收利用廢舊輪胎4.4 t。

表3 SBS改性瀝青碎石封層與橡膠瀝青應力吸收層對比

7 結論

綜上所述，該高速公路路面施工采用橡膠瀝青及單粒徑碎石應力吸收層施工技術，取得了良好的施工效果，有效提高了高速公路路面施工效率。經壓實處理后，應力吸收層與路面基層、面層緊密結合，對防止基層結構水損起到重要作用。通過在瀝青層、基層間設置應力吸收層，可有效抑制反射裂縫的形成和發展，增強層間結合力，提高基層結構抗水損能力等。