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(jīng)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(yōu)勢和舊水泥混凝土路面強度高的優(yōu)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(jié)，避免出現(xiàn)面層剝落破壞、水損壞等現(xiàn)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(chǎn)生與擴大。

1 工程簡介

永泰G355線舊路改造原路面結(jié)構為水泥混凝土，經(jīng)多年使用，路面出現(xiàn)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(jié)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(jié)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(jié)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(jié)構的高溫穩(wěn)定性尤為重要。

3 級配設計

根據(jù)FAC-5富油應力吸收層的特點，如何選用原材料是其關鍵環(huán)節(jié)。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(zhì)量改性瀝青，即高粘高彈改性瀝青。改性瀝青質(zhì)量又跟SBS改性相關，所以在改性瀝青生產(chǎn)過程中SBS摻量是否足夠，與基質(zhì)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(xiàn)駝峰，否則可能使混合料在碾壓過程中出現(xiàn)推移，造成結(jié)構不穩(wěn)定；再者礦粉是由石灰石磨細，除級配符合規(guī)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(jié)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(chǎn)過程中本身級配就很難控制在理想范圍內(nèi)。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(lián)系率最低點附近，可結(jié)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(wěn)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(chǎn)配合比級配與目標配合比關鍵篩孔均不宜超過1%，生產(chǎn)過程不得使用回收粉作為填料。

3.1.2 生產(chǎn)配合比

熱料篩分和生產(chǎn)配合比調(diào)整 表2

熱料篩分及生產(chǎn)配合比調(diào)試結(jié)果見表2。

最終生產(chǎn)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(chǎn)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(tài)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(jié)層，經(jīng)試驗比對，未灑粘層的應力吸收層在外邊緣有脫層現(xiàn)象且不易壓實，而灑粘結(jié)層的舊路與應力吸收層間則粘結(jié)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(cè)板內(nèi)壁涂刷一薄層油水混合液，以防瀝青混合料粘結(jié)。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(xiàn)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(tài)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(jù)試驗檢測結(jié)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(chǎn)生超壓現(xiàn)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(tài)下進行施工，加上該路段為當?shù)匚ㄒ坏穆糜尉€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(jīng)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(jié)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(jié)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(jié)束時，攤鋪機熨平板不破壞現(xiàn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(shù)

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(shù)采用1.20。

5 應力吸收層試驗及現(xiàn)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(zhì)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(shù)據(jù)見表4。

FAC-5富油瀝青應力吸收層現(xiàn)場溫度實測表 表4

根據(jù)以上溫度數(shù)據(jù)，混合料運距5km，空氣溫度27℃晴，從出廠到碾壓終了，結(jié)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(nèi)部溫度基本上沒有損失，因此應等到混合料內(nèi)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(zhì)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(zhì)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(xiàn)推擠，起皮等現(xiàn)象而且由于結(jié)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(xiàn)離析以及推移裂縫現(xiàn)象，因此壓路機應緊跟，高頻，低幅，先靜壓后振動，直至出現(xiàn)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(chǎn)生的氣泡應隨時觀察并用工具捅破。

5.5 現(xiàn)場檢測

施工結(jié)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(cè)推擠現(xiàn)象，以檢測混合料的高溫穩(wěn)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(xiàn)場檢測結(jié)果見表5。

現(xiàn)場檢測結(jié)果 表5

6 結(jié)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(xù)跟蹤監(jiān)測，在經(jīng)歷大車流通行、夏季高溫、春季雨水、冬季凍脹等自然環(huán)境因素的考驗，施工路段平整度良好，無裂縫病害發(fā)生，車轍試驗、浸水馬歇爾試驗等指標反映出路用性能優(yōu)越，為將來FAC-5富油瀝青應力吸收層在養(yǎng)護工程中推廣應用提供了技術經(jīng)驗支持，具有一定的指導意義。