低等級公路白加黑路面反射裂縫防治技術研究

摘要：介紹了舊水泥路面不同質量狀況時，白加黑路面采取的不同反射裂縫防治措施以及反射裂縫防治材料的選擇方法，以某三級公路為例，從舊水泥路面的處理、鋪設抗裂貼、鋪設橡膠瀝青碎石應力吸收層等方面，闡述了白加黑路面反射裂縫防治技術。該三級公路白加黑路面完成改造后投入使用2年來，未產生反射裂縫，應用效果顯著，綜合施工成本與取得的效果相比，經濟效益顯著。

關鍵詞：白加黑路面；反射裂縫；防治技術；抗裂貼；橡膠瀝青碎石應力吸收層

0" "引言

將舊水泥路面作為剛性基層，在其上面攤鋪瀝青面層的技術，通常稱為“白加黑”路面改造技術。白加黑路面的施工具有方便快捷、對交通影響小、兼具環保特點，改造后的路面行車舒適性大幅度提升，成為近些年最常見的水泥路面改造技術。但是由于舊水泥路面通常存在裂縫等病害，白加黑路面使用一段時間后，原水泥路面裂縫會反射到新攤鋪的瀝青面層上，從而影響瀝青路面的使用壽命。因此防治反射裂縫，成為白加黑路面研究的一項重要課題。

1" "白加黑路面反射裂縫防治措施

1.1" "舊水泥路面狀況很差時的防治措施

對質量很差、裂縫嚴重的舊水泥路面，可直接采取碎石化處理，即使用破碎機械將舊水泥路面直接破碎成粒徑合適的碎塊，碎塊嵌擠形成一定強度的基層，然后加鋪瀝青面層。舊水泥路面碎石化破碎后，徹底消除了裂縫的反射和發展。破碎粒徑的控制是該技術成功與否的關鍵因素。由于破碎后粒徑大小不一，局部粒徑不均勻，造成路面均勻性較差，鋪設瀝青面層后壓實均勻性難以控制，施工質量難以保證，且投資高、對交通影響較大。

1.2" "舊水泥路面狀況較好時的防治措施

對質量處于中等及以上的舊水泥路面，在白加黑施工時，可采取增加瀝青面層厚度、鋪設應力吸收層、鋪設防反射夾層、鋪設條帶式防反射材料等措施。

1.2.1nbsp; "增加瀝青層厚度

在舊水泥路面厚度基本不變情況下增加瀝青面層厚度，以達到提高路面整體剛度、延長裂縫反射時間的目的。有研究表明，通過增加瀝青面層厚度，在豎向高差的作用下可以有效防止瀝青面層產生反射裂縫。隨著瀝青面層厚度的增加，行車舒適性也得到提高。但是其工程成本將隨著瀝青面層厚度的增加而大幅度增加。

1.2.2" "鋪設應力吸收層

鋪設應力吸收層可以吸收、分散舊水泥路面裂縫處的應力，減緩裂縫反射時間。同時應力吸收層具有一定的韌性，即使裂縫向上反射也不會斷裂，可有效減輕瀝青面層應力集中現象。常用的應力吸收層種類有橡膠瀝青碎石應力吸收層、瀝青砂應力吸收層等。應力吸收層在減少水泥路面因溫度變化引起的水平裂縫方面有明顯效果。

1.2.3" "鋪設防反射夾層

鋪設防反射夾層一般指在舊水泥路面鋪設土工布、聚酯玻纖布、格柵或者路面加筋網等材料，以提高瀝青面層抗疲勞裂縫和抗變形能力。由于鋪設的防反射夾層起到了將瀝青面層與舊水泥路面隔絕的作用，阻斷了裂縫反射的路徑，有效減緩裂縫反射周期，對已有裂縫和后期隨機裂縫的反射均有較好防治效果。但其防反射效果與夾層材料性能、施工質量等密切相關，且由于需要滿鋪，施工成本較高，施工質量難以保證。由于夾層的存在，瀝青面層與舊水泥路面間難以形成良好的粘結作用，可導致瀝青面層在荷載作用下產生水平滑移問題。

1.2.4" "鋪設條帶式防反射材料

沿著舊水泥路面裂縫方向鋪設條帶式防反射材料，可以起到阻止裂縫反射的作用。其功能與防反射夾層相似，主要區別在于僅需沿裂縫走向鋪設一定寬度即可，無需滿鋪。常用的條帶式防反射材料有抗裂貼和應力吸收帶。

有研究證明，鋪設條帶式防反射材料可以有效減緩裂縫反射，平均阻裂率達到98.1%，其中高彈性應力吸收帶的防裂效果優于條帶式抗裂貼，而條帶式抗裂貼的防反射效果接近普通灌縫技術的2倍。但高彈性應力吸收帶的施工成本高、施工工藝復雜；而抗裂貼的施工工藝簡單方便，且造價較低。抗裂貼的缺點是對舊水泥路面裂縫處的潔凈程度要求較高，施工過程中可能因與車輪粘連而失效。

2" "反射裂縫防治材料選擇方法

2.1" "防治材料性能對比

根據力學機理分析，對水泥路面水平伸縮引起的反射裂縫，以鋪設應力吸收層的防反射效果較好；對水泥路面之間錯臺導致的反射裂縫，以鋪設防反射夾層的防治效果好。故建議幾種措施組合使用。考慮農村公路等低等級公路在路面改造時受成本等因素限制較多，因此通過增加瀝青面層厚度的防治反射裂縫技術不適宜。

2.2" "防治材料性能試驗

為更好的選擇經濟有效的反射裂縫防治技術，選擇橡膠瀝青碎石應力吸收層、防反射夾層、抗裂貼等材料進行試驗，按照試驗結果進行選擇。

經疲勞開裂試驗，在達到相同應變水平情況下，抗裂貼的疲勞壽命大于30萬次，橡膠瀝青碎石應力吸收層疲勞壽命大于25萬次，抗裂貼和橡膠瀝青碎石應力吸收層的疲勞壽命要明顯優于其他材料。這是因為抗裂貼是一種多層復合材料，在多重抗裂作用加持下，抗裂貼表現出優異的防反射性能，且抗裂貼的抗拉強度越大、防反射性能越好。

2.3" "根據試驗結果選用防治材料

根據試驗結果，在低等級公路白加黑施工時，在成本受限情況下應選用抗裂貼或橡膠瀝青碎石應力吸收層進行處置；若成本允許，應采取抗裂貼和橡膠瀝青碎石應力吸收層組合使用。

3" "白加黑路面反射裂縫防治技術

3.1" "工程實例

某三級公路為20cm厚水泥路面經過近十年使用，出現了一定程度的裂縫等病害，但整體強度較好，擬實施白加黑路面改造。改造方案如下：對局部破損嚴重的路面進行挖除并重新澆筑混凝土；在防治反射裂縫方面，采用抗裂貼+橡膠瀝青碎石應力吸收層的組合形式；整體加鋪厚度為6cm的AC-13改性瀝青面層。該三級公路白加黑路面改造工程整體施工工藝，應按照舊路面精銑刨→清理銑刨面→病害處治→鋪設抗裂貼→鋪設橡膠瀝青應力吸收層→攤鋪改性瀝青面層的流程進行。

3.2" "舊水泥路面的處理

3.2.1" "舊路面銑刨及清理

在鋪設抗裂貼之前，使用銑刨機對舊水泥路面進行精銑刨，增加其粗造度，以有利于抗裂貼和橡膠瀝青碎石應力吸收層的粘結。路面銑刨時會有大量碎料和粉塵會吸附于銑刨面。這就需要使用高壓水槍將銑刨面沖洗干凈并晾干。

3.2.2" "舊路面病害處治

舊水泥路面銑刨并清理后，進行病害處治。此時重點處理好裂縫，保證裂縫及周邊干燥潔凈，裂縫無松散碎料，周邊無污物。當裂縫寬度小于20mm時，必須將其清理干凈，并用密封膠填充；當裂縫寬度在20～50mm時，需先清縫，再用瀝青砂或細粒混合料補填夯實；當裂縫寬度大于50mm時，按坑槽處治，沿裂縫挖補后填充熱混合料。

3.3" "鋪設抗裂貼

3.3.1" "抗裂貼的技術性能

抗裂貼是一種由聚合物改性瀝青和纖維機織物組成的復合材料，基本構造可分為3層：表面層為纖維機織物高強抗拉胎基，胎基上浸漬聚合物改性瀝青形成中間胎體涂層，并采用聚酯膜作為底層隔離膜。3層材料復合形成具有自粘、抗裂、防水效果的抗裂貼。上層纖維機織物起到防裂加筋作用，中間的聚合物改性瀝青胎體可以粘結上下層并起到應力吸收作用，下層聚酯膜可以在常溫下與混凝土粘結，且具有抗裂應力吸收作用。

抗裂貼的技術指標應滿足《瀝青加鋪層用聚合物改性瀝青抗裂貼》（JT/T 971—2015）中的有關要求。白加黑路面改造選擇的抗裂貼的技術性能和實測數據如表1所示。

3.3.2" "抗裂貼施工要點

表面清理和嚴重病害處治后，鋪設抗裂貼。鋪設時去掉其保護膜，織布面朝上、瀝青面朝下，沿著裂縫中心線和走向鋪設。對走向不規則的裂縫，可將抗裂貼斷開或開橫口后改變鋪設方向。在裂縫與裂縫交叉重合部位，以及抗裂貼的搭接處，可將抗裂貼重疊鋪設，重疊長度一般為10cm左右，以提高抗裂貼抵抗裂縫反射性能。禁止在同一部位鋪設兩層以上，防止形成夾層。抗裂貼一般呈卷材狀，鋪設時需要拉緊，保證鋪設后平整無褶皺。

抗裂貼粘貼完成后，須用力碾壓牢固防止位移。小面積或局部面接的抗裂貼，可沿裂縫走向用手錘反復錘擊或用載重小車反復碾壓，錘擊或碾壓力度須保證抗裂貼表面平整；大面積的抗裂貼鋪設完成后，可用壓路機沿鋪設方向來回碾壓，碾壓時禁止壓路機在抗裂貼上調頭或轉向，以免破壞粘貼效果。

3.4" "鋪設橡膠瀝青碎石應力吸收層

3.4.1" "鋪設方法

抗裂貼鋪設后，鋪設橡膠瀝青碎石應力吸收層。鋪設方法如下：先噴灑橡膠瀝青，再均勻撒布一層碎石，然后使用膠輪壓路機碾壓碎石。碎石嵌擠后形成支撐結構，并使瀝青附著于碎石約四分之三的高度，瀝青與碎石組合可減少應力反射。

3.4.2" "技術要求

碎石采用單一粒徑的玄武巖，超規格的碎石含量應＜10%，同時應保證碎石潔凈干燥。碎石撒布前應進行熱瀝青預拌，預拌油石比為0.4%～0.5%，撒布溫度應＞80℃。常用的碎石規格一般為S12，撒布量一般為12～14kg/m2，碎石覆蓋率以60%～80%為宜，具體經試撒布后確定。碎石粒徑規格如表2所示。

橡膠瀝青的灑布量應根據瀝青的黏度水平、灑布層位綜合確定。黏度越高，灑布量越大。參考灑布量為2.0～2.6kg/m2，可取灑布量上限，灑布溫度范圍為180～190℃。

瀝青灑布與碎石撒布可采用同步碎石封層車，其行駛速度為3～6km/h，應平穩勻速。碎石撒布后，應檢查撒布是否均勻，人工清理多余碎石，補足缺料部位。碎石撒布后應立即使用膠輪壓路機碾壓，碾壓遍數以2～3遍為宜。碾壓完成后清除松散的碎石。

3.5" "施工注意事項

在抗裂貼鋪設完成后，應盡早實施橡膠應力吸收層的施工，應力吸收層施工與攤鋪改性瀝青面層的間隔應短于24h。為防止抗裂貼被瀝青運輸車或攤鋪機帶起，攤鋪前可在抗裂貼上撒些熱料或者用噴槍沿邊緣加熱，以達到預熱抗裂貼、增強其粘結力的目的。在瀝青料壓實時，應將壓路機調整到低振幅高頻率，避免造成抗裂貼局部剝落。

考慮到抗裂貼膠體的瀝青屬性，對抗裂貼施工有一定限制。在雨水天氣、底面潮濕或有水時，環境溫度低于4℃時禁止施工抗裂貼。當氣溫大于20℃時可以直接鋪設，當氣溫小于20℃時，可使用溫火烘烤預熱抗裂貼的膠面至熔化即可，以增強其粘結性。

4" "應用效果

該三級公路白加黑路面改造完成施工后投入使用已有2年，日均折合小客車5000余輛且貨車居多，目前未產生反射裂縫，應用效果顯著。經測算，工程施工中抗裂貼的施工成本約15元/m2，橡膠瀝青應力吸收層施工成本約13元/m2，在低等級公路改造中，項目綜合施工成本與取得的效果相比，經濟效益顯著。

5" "結束語

白加黑路面改造技術使用越來越普遍，反射裂縫防治問題應得到重視。通過實際應用，抗裂貼+橡膠瀝青碎石應力吸收層防反射裂縫組合技術能夠有效抑制瀝青面層裂縫，在養護資金相對緊張的低等級公路中，可以大幅度降低后期路面養護費用，具有推廣價值。

參考文獻

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