公路路面應(yīng)力吸收層施工技術(shù)要點(diǎn)

金加華，歐陽景峰

(江西贛粵高速公路九江管理中心，江西 九江 32000)

橡膠瀝青應(yīng)力吸收層具有延緩反射裂縫、加強(qiáng)層間結(jié)合、抗水損壞等作用，可用于半剛性基層瀝青混凝土路面、舊水泥混凝土路面瀝青混凝土加鋪層、復(fù)合式瀝青混凝土路面、瀝青混凝土路面層間黏結(jié)、舊瀝青混凝土路面瀝青混凝土加鋪層、橋面鋪裝層等。要想保證其施工質(zhì)量，發(fā)揮出應(yīng)有的作用功能，有必要對其施工技術(shù)及其要點(diǎn)進(jìn)行分析總結(jié)，對此，以下結(jié)合某公路工程實(shí)際情況，對其所用應(yīng)力吸收層(橡膠瀝青+單一粒徑碎石)施工技術(shù)及要點(diǎn)進(jìn)行分析。

1 應(yīng)力吸收層作用

公路路面應(yīng)力吸收層主要具有以下幾方面作用。(1)應(yīng)力吸收層采用橡膠瀝青，由于橡膠瀝青有很大黏度，所以能基層或路面之間牢固黏結(jié)。當(dāng)溫度相同時，橡膠瀝青有比改性瀝青更高的抗拉力，能有效抑制反射裂縫向上傳遞，同時還能增強(qiáng)封水性，在南方氣溫較高且多雨的情況中極為適用[1]。

(2)通過對橡膠瀝青和單一粒徑碎石的組合，不僅成本比采用改性瀝青的封層結(jié)構(gòu)低，而且在很多性能上都優(yōu)于傳統(tǒng)改性瀝青。

(3)橡膠瀝青與單一粒徑碎石可實(shí)現(xiàn)同步灑(撒)布，而且碎石和瀝青之間的黏結(jié)更加牢固，可在加快施工速度的同時，保證質(zhì)量。

2 施工材料與設(shè)備

2.1 施工材料

本次應(yīng)力吸收層施工所用橡膠瀝青必須滿足現(xiàn)行規(guī)范提出的要求，在此基礎(chǔ)上使用30～40目橡膠粉。此外，為使品質(zhì)保持穩(wěn)定，應(yīng)盡量在當(dāng)天進(jìn)行加工與灑布，從開始加工到完成灑布的時間不能超過24 h。基質(zhì)瀝青一般選擇70#或90#基質(zhì)瀝青，也可使用SBS改性瀝青，其技術(shù)指標(biāo)為：(1)針入度(25 ℃)53(0.1 mm)；(2)軟化點(diǎn)80.0 ℃；(3)延度(5 cm/min)26 cm；(4)25 ℃相對密度1.027。橡膠粉實(shí)際摻量按照18%～25%的范圍控制。對于碎石料，當(dāng)直接在基層表面進(jìn)行撒布時，應(yīng)將其粒徑控制在16～19 mm范圍內(nèi)，而在中面層的表面進(jìn)行撒布時，需將其粒徑控制在9.5～13.2 mm范圍內(nèi)[2]。礦料技術(shù)指標(biāo)如表1所示，礦料級配為：13.2 mm篩孔通過率100%，9.5 mm篩孔通過率95.8%，4.75 mm篩孔通過率36.3%，2.36 mm篩孔通過率24.3%，1.18 mm篩孔通過率19.9%，0.6 mm篩孔通過率14.0%，0.3 mm篩孔通過率10.8%，0.15 mm篩孔通過率9.5%，0.075 mm篩孔通過率8.2%。

表1 礦料技術(shù)指標(biāo)

2.2 施工設(shè)備

為滿足施工要求，需配備可實(shí)現(xiàn)對瀝青及碎石材料進(jìn)行加熱、保溫及均勻攪拌的同步撒布車，由計(jì)算機(jī)對瀝青及碎石的實(shí)際灑(撒)布量進(jìn)行控制，以保證灑(撒)布均勻性。此外還需配備1～2臺26 t重型膠輪壓路機(jī)。在工地實(shí)驗(yàn)室中，為滿足試驗(yàn)要求，需配備以下試驗(yàn)儀器：針入度儀，1臺；軟化點(diǎn)儀，1臺；可利夫開口杯式閃點(diǎn)儀，1臺；聚合物改性瀝青離析試驗(yàn)臺，1臺；Brookfidld黏度計(jì)，1臺；瀝青延度儀，1臺；方孔篩，1套；便攜式黏度計(jì)，1臺；彈性恢復(fù)試驗(yàn)臺，1臺；旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱，1臺；5 kg靜水天平，1臺；3 kg電子天平，1臺；20 kg電子天平，1臺。

3 施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 施工工藝流程

應(yīng)力吸收層施工主要有三道程序，即清理、試驗(yàn)性灑(撒)布與正式灑(撒)布，具體流程為：下承層準(zhǔn)備與驗(yàn)收→經(jīng)檢查確認(rèn)下承層合格后開始試驗(yàn)性灑(撒)布，在此之前需做好原材料準(zhǔn)備，并確定灑(撒)布量→將試驗(yàn)性灑(撒)布確認(rèn)成功后方可開始正式灑(撒)布→最后采用膠輪壓路機(jī)進(jìn)行碾壓。在以上工藝流程中，試驗(yàn)性灑(撒)布與一般路段施工中的試驗(yàn)段基本相同，其目的在于確定各項(xiàng)施工參數(shù)，為之后的正式施工提供參考指導(dǎo)。

3.2 施工技術(shù)要點(diǎn)

(1)下承層清理與施工準(zhǔn)備

當(dāng)應(yīng)力吸收層使用在橋面或混凝土路面上時，為保證兩者黏結(jié)強(qiáng)度，應(yīng)做好裸化與打毛處理，并利用不小于6 m3的空氣壓縮機(jī)將塵土吹凈。當(dāng)應(yīng)力吸收層使用在半剛性基層上時，需在養(yǎng)生完成后做好除塵與清掃[3]。瀝青灑布需借助專門的灑布設(shè)備進(jìn)行，以此對灑布數(shù)量予以有效控制，并實(shí)現(xiàn)自動加熱保溫與均勻攪拌。但在施工前要對灑布設(shè)備做全面清理，清除其儲油罐中殘留的材料。施工中應(yīng)嚴(yán)格按照以上工藝流程做好試驗(yàn)性灑布，并注意檢查和清理機(jī)械車輪，以免粘結(jié)瀝青給場地表面造成污染。

(2)瀝青灑布

對于灑布數(shù)量，通常要控制在2.0～2.4 kg/m2范圍內(nèi)，黏度按1.5～4.0 Pa·s的范圍控制，灑布開始前需將其溫度加熱到180～190 ℃。灑布時要做好接頭處理，包括橫向與縱向。其中，對于橫向接頭，除了要和之前的施工段做到緊密銜接，還要防止和之前的施工段落發(fā)生重疊，否則將導(dǎo)致同一斷面內(nèi)瀝青灑布量超標(biāo)[4]。對此，可在對橫向接頭進(jìn)行瀝青灑布之前，利用白鐵皮對接縫邊緣進(jìn)行覆蓋，將完成灑布的部分遮住。在確定縱向接縫具體位置的過程中，應(yīng)先明確瀝青灑布基本原理。在瀝青灑布過程中，采用噴頭按照扇形進(jìn)行噴灑，并使兩個噴頭做到相互重疊，但要注意重疊后實(shí)際灑布量不能超出要求的范圍，如圖1所示。圖1中，a、b是指兩個噴頭，d0為兩個噴頭的重疊寬度，在這一寬度范圍內(nèi)實(shí)際噴灑的瀝青數(shù)量應(yīng)與設(shè)計(jì)要求的用量完全相符。如果每個噴頭的實(shí)際噴灑數(shù)量可以做到完全相同，則噴頭b在寬度b以內(nèi)的實(shí)際噴灑數(shù)量只有設(shè)計(jì)要求的用量的1/2。基于此，在進(jìn)行第二次噴灑的過程中，需沿縱向和前一次噴灑的瀝青保持寬度為d的重疊。對于這一寬度d，通常為噴頭之間的距離[5]。

圖1 瀝青噴灑

(3)碎石撒布

施工中應(yīng)先確定適宜的碎石撒布量、料斗傾角與車速。由于設(shè)計(jì)中對碎石撒布提出的要求均參照面積給出，比如達(dá)到滿鋪50%等，所以為便于施工計(jì)量，需確定單位面積對應(yīng)的撒布量。為此，必須進(jìn)行試驗(yàn)性撒布，同時要經(jīng)過建設(shè)方及監(jiān)理方的認(rèn)可，將其作為計(jì)量的重要依據(jù)。本次施工所用碎石為石灰?guī)r石料，當(dāng)其粒徑在13.2～16 mm范圍內(nèi)時，其撒布量需控制在810 kg/m2范圍內(nèi)；當(dāng)粒徑在16～19 mm范圍內(nèi)時，其撒布量需控制在10～12 kg/m2范圍內(nèi)。碎石撒布要與瀝青灑布保持同步，這是確保兩者良好黏結(jié)的關(guān)鍵。開始大規(guī)模施工后，需結(jié)合現(xiàn)場的施工效率，采用同步碎石撒布車。在撒布碎石的過程中，不僅要配備專門的操作人員，還要安排若干清潔工，使他們緊跟在車后，對散落的碎石及時進(jìn)行清掃。另外，在撒布碎石的過程中，為確保其均勻性，應(yīng)避免車輛在啟動時和經(jīng)過橫縱向接縫處時產(chǎn)生重疊或遺漏。若不慎造成重疊，則需要在碾壓開始前由人工進(jìn)行清理[6]。

(4)碾壓成型

將碎石撒布到位并檢查確認(rèn)合格后，盡快借助重型膠輪壓路機(jī)對應(yīng)力吸收岑進(jìn)行碾壓，以促使其成型。一般需連續(xù)碾壓2遍。在碾壓完成，并確認(rèn)成型后，應(yīng)盡快開始面層攤鋪施工，從應(yīng)力吸收層碾壓完畢到面層攤鋪完畢的時間間隔一般不能超出24 h，同時期間要做好交通封閉，嚴(yán)禁除施工機(jī)械外的所有車輛及行人進(jìn)入，以免造成二次污染。

在對上層混合料進(jìn)行正式鋪筑以前，應(yīng)先對鋪筑成型的應(yīng)力吸收層實(shí)施全面清掃，通過全面清掃清除未能粘結(jié)、處于松散狀態(tài)的碎石，以免對應(yīng)力吸收層和上面層之間的粘結(jié)造成不利影響。應(yīng)力吸收層的施工要和上層面施工盡可能保持緊湊，中途不開放路段的交通，如果必須開放，則要在應(yīng)力吸收層施工結(jié)束3 h后進(jìn)行，同時嚴(yán)格限制車速，通常不能超出25 km/h。另外，在上面層施工開始前還應(yīng)進(jìn)行粘層油灑布，其灑布數(shù)量一般按照0.25 kg/m2控制[7]。

3.3 施工中可能遇到的問題與解決方法

(1)粘輪

施工中為保證混合料溫度達(dá)到碾壓要求，壓路機(jī)必須緊隨前方撒布車進(jìn)行碾壓，兩者的間隔距離要控制在5 m以內(nèi)。但經(jīng)過現(xiàn)場施工可以發(fā)現(xiàn)，在碎石撒布數(shù)量相對較少的部位，瀝青表面無法被碎石完全覆蓋，使應(yīng)力吸收層材料被車輪帶走，在膠輪上粘附很多瀝青碎石。粘輪現(xiàn)象一旦發(fā)生除了會使應(yīng)力吸收層不完整，還會使粘輪不斷增多。為避免粘輪現(xiàn)象的發(fā)生，實(shí)際施工中必須確保碎石在路面上鋪滿足，不能存在遺漏，并在碾壓完成后及時清掃多余的碎石。

(2)離析

應(yīng)力吸收層在施工過程中也可能產(chǎn)生離析，離析現(xiàn)象的具體表現(xiàn)為：部分位置碎石撒布數(shù)量較少，導(dǎo)致瀝青直接外露，層厚不足；或?yàn)⒂土窟^大導(dǎo)致瀝青上浮。如果施工中發(fā)生離析且未能及時有效的處理將導(dǎo)致應(yīng)力吸收層不均勻。如果碎石數(shù)量不足，會對其防止反射裂縫產(chǎn)生的作用發(fā)揮造成影響，而如果油多則會產(chǎn)生泛油，造成粘輪等問題，并且還會影響到上層結(jié)構(gòu)的施工。

3.4 施工質(zhì)量控制

(1)瀝青灑布量控制

在瀝青灑布開始前，應(yīng)先在標(biāo)準(zhǔn)尺寸的容器中放置瀝青油氈，在稱取其重量后放到撒布車之前與撒布車相距5～10 m的位置，在灑布車從容器所在位置經(jīng)過后將容器取回并重新稱取重量，以兩次稱重得出的數(shù)據(jù)為依據(jù)計(jì)算確定瀝青實(shí)際灑布量，然后通過與設(shè)計(jì)要求的灑布量的對比，對灑布車進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，確保實(shí)際灑布量和設(shè)計(jì)要求完全相符。

(2)碎石撒布量控制

在碎石撒布之前，取一個標(biāo)準(zhǔn)尺寸的容器放到撒布車之前完成瀝青灑布路段的末尾處，此前應(yīng)稱取其重量，在撒布車從容器所在位置經(jīng)過后將容器取回并重新稱取重量，以兩次稱重得出的數(shù)據(jù)為依據(jù)計(jì)算確定碎石撒布量，然后通過與設(shè)計(jì)要求的撒布量的對比，對撒布車進(jìn)行適當(dāng)?shù)膮?shù)調(diào)整，確保實(shí)際撒布量和設(shè)計(jì)要求完全相符。

(3)施工時間要求

①瀝青車應(yīng)提前預(yù)熱2 h；

②撒布車泵滿13 t瀝青的用時為30 min；

③13t橡膠瀝青溫度每提高1 ℃需要2 min，則溫度從185 ℃提升到200 ℃需要30 min的時間[8]；

④在正常條件下進(jìn)行施工時，將13 t橡膠瀝青全部灑布需要2～3 h的時間。

(4)質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)

應(yīng)力吸收層的質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

表2 應(yīng)力吸收層質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)

4 結(jié) 語

綜上所述，大量實(shí)踐表明，應(yīng)力吸收層的合理設(shè)置能從根本上防止反射裂縫的發(fā)生，同時還能起到提升路面防水性能的作用。目前，該公路橡膠瀝青+單一粒徑碎石應(yīng)力吸收層施工已經(jīng)順利完成，經(jīng)檢查確認(rèn)不僅外觀質(zhì)量良好，而且各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均滿足要求，所用施工技術(shù)合理可行，對施工技術(shù)要點(diǎn)的把控精準(zhǔn)到位，值得類似公路工程參考借鑒。