高彈瀝青應(yīng)力吸收層在白加黑工程中的分析與應(yīng)用

鄒康

摘? ? 要：本文以安徽地區(qū)白加黑項(xiàng)目實(shí)際案例為基礎(chǔ)，通過分析論證，探討高模量瀝青混凝土應(yīng)力吸收層在水泥混凝土路面加鋪設(shè)計(jì)和施工中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：高彈高粘瀝青;應(yīng)力吸收層;白加黑;加鋪;設(shè)計(jì);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(fù)（25℃）大于85%的瀝青。白加黑路面結(jié)構(gòu)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(fā)生，國內(nèi)外比較成功的經(jīng)驗(yàn)是在瀝青加鋪層與水泥混凝土板之間鋪設(shè)高彈高粘瀝青混合料應(yīng)力吸收層（以下簡稱SAMI或高彈應(yīng)力吸收層）以延緩反射裂縫的產(chǎn)生。本文通過黃山市屯溪區(qū)的黃山西路（躍進(jìn)路至屯光轉(zhuǎn)盤）白加黑工程為例，對(duì)SAMI的設(shè)計(jì)和施工工藝進(jìn)行探討。

2? 工程概況

黃山路位于黃山市城區(qū)中心位置，道路為東西走向，西起躍進(jìn)路交口，東至屯光轉(zhuǎn)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(jī)動(dòng)車道+3米綠化帶+14米機(jī)動(dòng)車道+3米綠化帶+5米非機(jī)動(dòng)車道+5米人行道=40米。道路沿線均為機(jī)關(guān)、企事業(yè)單位及多個(gè)住宅小區(qū)，有市中醫(yī)院、屯溪五中、軍分區(qū)、百貨大樓、財(cái)富廣場(chǎng)、城市花園等。道路功能定位為兼顧生活服務(wù)的城市交通型主干路?，F(xiàn)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(xiàn)象明顯。

檢測(cè)結(jié)果：本次對(duì)黃山路（躍進(jìn)路-屯光轉(zhuǎn)盤段）左右兩半幅共2256塊混凝土行車道板進(jìn)行測(cè)試，采用板角彎沉測(cè)試，共檢測(cè)3982個(gè)點(diǎn)，其中主點(diǎn)1991個(gè)，副點(diǎn)1991個(gè)。

①檢測(cè)共取水泥混凝土芯樣6個(gè)，不存在混凝土離析現(xiàn)象。其中2個(gè)芯樣切割后做抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，抗壓強(qiáng)度是30.6MPa以上。另外4個(gè)芯樣切割后作劈裂抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)，強(qiáng)度都在2.87MPa以上，面層彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為3.71Mpa，舊混凝土面層彎拉彈性模量標(biāo)準(zhǔn)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(cè)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(cè)試板塊的15.9%。

③道路評(píng)定級(jí)別：依據(jù)規(guī)范JTJ073.1-2001中5.3節(jié)，路面狀況指數(shù)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(shè)計(jì)中，應(yīng)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(shè)計(jì)方案的比選

根據(jù)檢測(cè)結(jié)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(cè)和取芯試驗(yàn)結(jié)果，現(xiàn)狀混凝土板塊強(qiáng)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(shè)計(jì)主要在三個(gè)方案之間進(jìn)行比選：方案一，原路面破除新建;方案二，原路面修復(fù)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(fù)后加鋪2.5c高彈應(yīng)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(yùn)，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(jié)構(gòu)，方案優(yōu)點(diǎn)：建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)高，整體施工條件好，路基路面質(zhì)量容易控制;方案缺點(diǎn)：工程造價(jià)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(huì)造成環(huán)境污染，且占用大量耕地，同時(shí)翻挖破路社會(huì)影響不好。

方案二和方案三同屬于路面修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)后加鋪，共性的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)為：施工工期短，造價(jià)相對(duì)方案一較低，同時(shí)避免了施工廢棄物對(duì)環(huán)境的污染和占用耕地問題;方案二的缺點(diǎn)：老路板塊之間傳荷能力弱的問題沒有得到有效控制，市場(chǎng)上土工格柵等材料質(zhì)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(yīng)力吸收層，能夠有效緩解基層出現(xiàn)剪切或拉伸變形，具有優(yōu)異的抗折性及延伸變形能力，使集中應(yīng)力得以分散，從而有效延緩反射裂縫的發(fā)展和擴(kuò)散。

設(shè)計(jì)根據(jù)《公路瀝青混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范》中關(guān)于水泥混凝土加鋪瀝青路面相關(guān)計(jì)算方法，結(jié)合黃山路的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)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(yīng)力吸收層，結(jié)構(gòu)總厚度12.5cm，兩者總厚度相當(dāng)，造價(jià)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(zhì)量和使用壽命。綜合以上分析，黃山路改造工程設(shè)計(jì)采用高彈應(yīng)力吸收層的加鋪方案。

4? 施工措施

4.1? 施工準(zhǔn)備

（1）施工前應(yīng)將水泥路面的灰塵、雜石、雜質(zhì)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(yàn)現(xiàn)有鋪裝面。若有破損部位，將其修補(bǔ)，并完全清除表面上的灰塵及其他雜質(zhì)等。而且應(yīng)該事先對(duì)施工中起重要作用的拌和設(shè)備、運(yùn)輸及施工設(shè)備等進(jìn)行檢驗(yàn)，使其保持最佳狀態(tài)。

（3）即使鋪有防水層也會(huì)因滲進(jìn)鋪裝體等的雨水在鋪裝層及上面層之間形成積水，產(chǎn)生由剝離誘發(fā)的鋪裝破損。所以應(yīng)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(shè)置排水孔或排水裝置。

（4）而且，為了吸收結(jié)構(gòu)體與瀝青鋪裝體的膨漲系數(shù)不同而產(chǎn)生的位差，在結(jié)構(gòu)體與鋪裝體連接處設(shè)置伸縮縫。

4.2? 攤鋪

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

所以攤鋪機(jī)的漏斗應(yīng)對(duì)每車混合料進(jìn)行一次性的攤鋪?；旌狭嫌蓴備仚C(jī)鋪筑時(shí)需要盡量提供高的初始?jí)簩?shí)度，所以攤鋪時(shí)需要施加振動(dòng)。

使用攤鋪機(jī)進(jìn)行的鋪筑作業(yè)應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，攤鋪機(jī)的速度應(yīng)維持在每分鐘2～6m（2～3m最佳），不得在中途中斷攤鋪。根據(jù)混合料的到達(dá)時(shí)間，調(diào)整攤鋪速度。

4.3? 壓實(shí)

（1）對(duì)高彈性改性瀝青混合料進(jìn)行碾壓時(shí)，應(yīng)在攤鋪碾壓的同時(shí)，也應(yīng)達(dá)到所要求的壓實(shí)度。壓實(shí)方法及碾壓次數(shù)必須應(yīng)通過試鋪適當(dāng)調(diào)整，基本碾壓裝備的組合、次數(shù)及重量按相關(guān)施工規(guī)范執(zhí)行。用于初壓的鋼筒式振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行振動(dòng)碾壓時(shí)，僅在前進(jìn)方向（最好以交通開放后的車輛行駛方向）施加振動(dòng)，后退時(shí)關(guān)閉振動(dòng)。用于終壓的雙輪串聯(lián)式壓路機(jī)以靜壓方式（無振動(dòng)）進(jìn)行碾壓。

（2）因?yàn)槭褂酶邚椥愿男詾r青的粘度大，所以攤鋪機(jī)一鋪筑完就得立即進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)，才能在適當(dāng)溫度下進(jìn)行碾壓。鋼筒式壓路機(jī)的初壓應(yīng)從接縫部位開始進(jìn)行碾壓，縱向從低處往高處前進(jìn)， 并且漸次移動(dòng)輪寬進(jìn)行碾壓，移動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪的1/2寬重疊碾壓。為了壓路機(jī)前進(jìn)及后退而轉(zhuǎn)換方向時(shí)，盡量避免急剎車，緩緩?fù)Ｖ购筠D(zhuǎn)換方向。若在輪胎壓路機(jī)的輪胎在變熱之前進(jìn)行碾壓，輪胎上會(huì)粘到混合料，所以在碾壓之前必須得提前預(yù)熱。

（3）鋼筒式振動(dòng)壓路機(jī)或雙輪串聯(lián)式壓路機(jī)在進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)時(shí)，使用過多的水會(huì)過快降低混合料的溫度，所以使用含有少量洗劑的水適當(dāng)弄濕鋼輪，防止混合料粘上。壓實(shí)密度最小應(yīng)在基準(zhǔn)密度的98%以上，終壓后應(yīng)保證充足的養(yǎng)生時(shí)間，不得因?yàn)榱丝s短養(yǎng)生期在鋪裝面上灑水時(shí)，在養(yǎng)生中的路段應(yīng)禁止一切車輛通行。

5? 結(jié)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(fā)現(xiàn)明顯反射裂縫，說明高彈應(yīng)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(yōu)勢(shì)和可實(shí)施性，該技術(shù)應(yīng)得到更廣泛的應(yīng)用。

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