橡膠瀝青應(yīng)力吸收層復(fù)合防水式路面施工工藝研究

李超

摘要：相對(duì)于普通橡膠瀝青應(yīng)力吸收層，采用“橡膠瀝青應(yīng)力吸收層+毛細(xì)防水層”的結(jié)構(gòu)體系，通過(guò)上覆粘結(jié)無(wú)紡?fù)凉げ歼M(jìn)一步提高應(yīng)力吸收層的抗拉強(qiáng)度，通過(guò)細(xì)粒土層與無(wú)紡?fù)凉げ荚诜秋柡蜖顟B(tài)下的滲透系數(shù)不同導(dǎo)致界面處產(chǎn)生毛細(xì)阻滯作用的原理，形成毛細(xì)防水層，能夠有效防止雨水沿裂縫的下滲，并利用無(wú)紡?fù)凉げ嫉呐潘δ苻D(zhuǎn)移雨水。這種結(jié)構(gòu)防治效果較好，避免了因路面開(kāi)裂或滲水失穩(wěn)等因素對(duì)行車(chē)舒適性和安全性造成的不良影響，表現(xiàn)出良好的社會(huì)效益。

Abstract： Compared with ordinary rubber asphalt stress absorbing layer， the structure system of "rubber asphalt stress absorbing layer + capillary waterproof layer" is adopted to further improve the tensile strength of stress absorbing layer by overlaying bonded non-woven geotextiles， and capillary blocking effect is formed at the interface due to the difference of permeability coefficient between fine-grained soil layer and non-woven geotextile under unsaturated state. Waterproof layer can effectively prevent rainwater from seeping along cracks， and use the drainage function of non-woven geotextiles to transfer rainwater. This kind of structure has better prevention and cure effect， avoids the adverse influence of road surface cracking or seepage instability on driving comfort and safety， and shows good social benefits.

關(guān)鍵詞：橡膠瀝青;應(yīng)力吸收層;毛細(xì)防水層;無(wú)紡?fù)凉げ?細(xì)粒土層

Key words： rubber asphalt;stress absorbing layer;capillary waterproof layer;non-woven geotextile;fine-grained soil layer

中圖分類(lèi)號(hào)：U416.22? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2019）34-0151-03

0? 引言

目前我國(guó)修建的高等級(jí)公路主要以半剛性基層為主，半剛性基層強(qiáng)度高、承載力大，但是也存在易開(kāi)裂、損壞后難以修補(bǔ)等缺點(diǎn)，容易產(chǎn)生以反射裂縫為主的早期損壞。處理不及時(shí)，極易產(chǎn)生其他病害。尤其是雨水滲入基層，造成路面水損害，導(dǎo)致路面養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用提高，嚴(yán)重影響道路的使用質(zhì)量和壽命。為抑制或減少路面半剛性基層的收縮開(kāi)裂和反射裂縫，常用的方法為在路面基層上設(shè)置聚合物改性瀝青應(yīng)力吸收膜、應(yīng)力吸收層或鋪設(shè)經(jīng)實(shí)踐證明行之有效的土工合成材料等。其中，橡膠瀝青應(yīng)力吸收層是一種柔性功能層，具有吸收應(yīng)力延緩反射裂縫向上發(fā)展、抗水損壞和加強(qiáng)上下層粘結(jié)作用的優(yōu)勢(shì)。然而，盡管橡膠瀝青應(yīng)力吸收層有一定的防水作用，但其無(wú)法有效的遷移和排除反射裂縫的滲水，導(dǎo)致路面受到水損害的侵蝕。

本文對(duì)橡膠瀝青應(yīng)力吸收層施工工藝進(jìn)行研究，研發(fā)出一種橡膠瀝青應(yīng)力吸收層復(fù)合防水式路面施工工藝，通過(guò)在下承層（新建基層、銑刨后的舊瀝青路面或舊水泥路面）和瀝青面層之間采用瀝青碎石同步封層技術(shù)設(shè)置橡膠瀝青應(yīng)力吸收層，上覆粘結(jié)無(wú)紡?fù)凉げ家赃M(jìn)一步提高應(yīng)力吸收層的抗拉強(qiáng)度;在新瀝青面層與無(wú)紡?fù)凉げ贾g再鋪設(shè)一層細(xì)粒土層，利用其與無(wú)紡?fù)凉げ荚诜秋柡蜖顟B(tài)下的滲透系數(shù)不同導(dǎo)致界面處產(chǎn)生毛細(xì)阻滯作用的原理，形成毛細(xì)防水層，能夠有效防止雨水沿裂縫的下滲，并利用無(wú)紡?fù)凉げ嫉呐潘δ苻D(zhuǎn)移雨水。

1? 工藝特點(diǎn)

1.1 施工效率快，質(zhì)量有保證。本工藝采用瀝青碎石同步封層技術(shù)在下承層（新建基層、銑刨后的舊瀝青路面或舊水泥路面）和瀝青面層之間設(shè)置橡膠瀝青應(yīng)力吸收層，通過(guò)一體化施工可有效提高工效，機(jī)械控制橡膠瀝青和碎石的撒布量，質(zhì)量有保證。

1.2 防水性能好。本工藝在橡膠瀝青應(yīng)力吸收層上增設(shè)由上層細(xì)粒土層和下層無(wú)紡?fù)凉げ冀M成的毛細(xì)防水層，具有存儲(chǔ)—阻滯—轉(zhuǎn)移降雨的能力，進(jìn)一步提高應(yīng)力吸收層的防水性能，可有效預(yù)防和處治路面的反射裂縫病害和濕化病害。

1.3 延緩裂縫應(yīng)力集中。本工藝的無(wú)紡?fù)凉げ颊辰Y(jié)在橡膠瀝青應(yīng)力吸收層上方，通過(guò)加筋作用進(jìn)一步提高橡膠瀝青應(yīng)力吸收層的抗拉強(qiáng)度，增強(qiáng)對(duì)裂縫處集中應(yīng)力的緩沖和吸收作用。

2? 適用范圍

本工藝適用于公路新建、改建及養(yǎng)護(hù)工程瀝青路面的結(jié)構(gòu)層施工，尤其適用于新建路面、老路改造和水泥路“白改黑”工程的反射裂縫病害和濕化病害處治。

3? 工藝原理

本工藝在采用橡膠瀝青應(yīng)力吸收層的基礎(chǔ)上，通過(guò)增設(shè)毛細(xì)防水層進(jìn)一步提高了應(yīng)力吸收層的抗拉強(qiáng)度和防水性能，可以有效預(yù)防和處治反射裂縫和濕化病害，防止水分浸入路面基層和路基。該工藝采用橡膠瀝青做膠結(jié)料，表面撒布單級(jí)配的碎石，是一種柔性體系結(jié)構(gòu)，可對(duì)裂縫處因相對(duì)位移產(chǎn)生的集中應(yīng)力有明顯的吸收和緩沖作用，改變應(yīng)力傳遞方向，使應(yīng)力傳到面層時(shí)大為減少，達(dá)到延緩反射裂縫產(chǎn)生的目的。毛細(xì)防水層由下層無(wú)紡?fù)凉げ己蜕蠈蛹?xì)粒土層構(gòu)成，不僅無(wú)紡?fù)凉げ计鸬搅艘欢ǖ募咏詈蛡?cè)向排水作用，而且利用兩種不同性質(zhì)的材料在非飽和狀態(tài)下滲透系數(shù)不同導(dǎo)致界面處產(chǎn)生毛細(xì)阻滯作用的原理，具有存儲(chǔ)—阻滯—轉(zhuǎn)移降雨的能力，減少雨水入滲。

4? 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

4.1 施工工藝流程

施工工藝流程見(jiàn)圖1。

4.2 工藝操作要點(diǎn)

4.2.1 下承層清理

①對(duì)施工路段進(jìn)行測(cè)量放樣，先采用掃地機(jī)清掃和人工對(duì)原路面進(jìn)行全面清掃，再用2～3臺(tái)森林滅火鼓風(fēng)機(jī)沿縱向排成斜線(xiàn)將浮灰吹凈，以清除基層表面浮灰等。

②當(dāng)橡膠瀝青應(yīng)力吸收層應(yīng)用于老路改造和水泥路“白改黑”工程時(shí)，舊路面表層作為下承層，應(yīng)進(jìn)行銑刨拉毛處理，整平下承層后清除浮灰和浮漿，確保下承層粗糙和干燥。

4.2.2 噴灑透層油

①待下承層整平清掃干凈后，按現(xiàn)行公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范的要求噴灑透油層，待其表面干燥后方可進(jìn)行下步施工。

②根據(jù)待施工的下承層寬度設(shè)定噴灑寬度，并調(diào)整噴灑設(shè)備位置，以及選擇施工行進(jìn)方向，灑布管子離地高度、噴灑壓力、噴灑角度等。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，確定材料噴灑量、作業(yè)速度。

4.2.3 橡膠瀝青應(yīng)力吸收層的撒鋪

①橡膠瀝青制備。

在橡膠瀝青生產(chǎn)設(shè)備中，先將廢舊橡膠輪胎原質(zhì)加工成為橡膠粉粒，再按一定的粗細(xì)級(jí)配比例進(jìn)行組合，同時(shí)添加多種聚合物改性劑，并在高溫條件下（180℃以上）充分拌合，與基質(zhì)瀝青發(fā)生充分熔脹反應(yīng)，配制完成后抽取至同步碎石封層車(chē)。

②碎石加熱除塵。

1）碎石作為應(yīng)力吸收層的集料，宜采用經(jīng)過(guò)反擊式破碎機(jī)軋制的石質(zhì)堅(jiān)硬、潔凈無(wú)雜質(zhì)、不含風(fēng)化顆粒、近多面體顆粒的碎石。

2）在拌合機(jī)內(nèi)將碎石加熱至150℃～170℃攪拌除塵，確保碎石干燥后通過(guò)瀝青混合料車(chē)將預(yù)拌碎石運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)，分批次用裝載機(jī)倒運(yùn)至橡膠瀝青同步碎石封層車(chē)。

③橡膠瀝青、碎石同步攤鋪。

1）確定橡膠瀝青和碎石的撒布量，推薦橡膠瀝青灑布量采用2.0～2.6kg/m2，碎石撒鋪量采用16±2kg/m2，具體用量根據(jù)試驗(yàn)路段確定。

2）用同步碎石封層車(chē)同時(shí)對(duì)橡膠瀝青結(jié)合料進(jìn)行噴灑和碎石骨料撒布，使瀝青膠結(jié)料與碎石之間完全接觸，以達(dá)到二者之間最大限度的粘結(jié)程度，并保證膠結(jié)料和碎石的材料用量比例穩(wěn)定。

4.2.4 橡膠瀝青應(yīng)力吸收層的碾壓和清掃

撒鋪完成后立即采用膠輪壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，同步碎石封層車(chē)和膠輪壓路機(jī)的相隨距離不超過(guò)5m，初壓的溫度不得低于100℃，碾壓3遍為宜，碾壓速度控制宜6～10km/h。碾壓完成后清掃表層多余的浮石，避免影響與上層的粘結(jié)性能，完成橡膠瀝青應(yīng)力吸收層施工。

4.2.5 無(wú)紡?fù)凉げ嫉恼辰Y(jié)鋪設(shè)

采用人工滾鋪的方法鋪設(shè)無(wú)紡?fù)凉げ?，布面要平整，表面無(wú)尖銳凸出物，且確保與下層橡膠瀝青應(yīng)力吸收層的粘結(jié)效果。當(dāng)無(wú)紡?fù)凉げ夹枰罱訒r(shí)，搭接寬度一般為0.3m以上。

4.2.6 細(xì)粒土層的鋪設(shè)

無(wú)紡?fù)凉げ间佋O(shè)完成后，開(kāi)始鋪設(shè)細(xì)粒土層，厚度在5cm～15cm之間為宜，以實(shí)際設(shè)計(jì)為準(zhǔn)。選擇合理的壓實(shí)機(jī)具組合及碾壓工藝，對(duì)鋪設(shè)完成后細(xì)粒土層進(jìn)行碾壓密實(shí)、平整，以達(dá)到最佳碾壓效果。壓路機(jī)的碾壓速度，初壓采用1.5～1.7km/h為宜，復(fù)壓和終壓宜采用2.0～2.5km/h。

4.2.7 瀝青面層攤鋪

采用分層攤鋪，從下往上依次攤鋪下面層、中面層和上面層，完成瀝青面層的攤鋪。

5? 結(jié)語(yǔ)

本工藝采用瀝青碎石同步封層技術(shù)實(shí)現(xiàn)橡膠瀝青和碎石的同步撒鋪，有效提高了橡膠瀝青應(yīng)力吸收層的鋪設(shè)效率。橡膠瀝青采用廢輪胎加工成膠粉摻加到瀝青中，原材料費(fèi)用低，可有效降低施工成本。橡膠瀝青應(yīng)力吸收層和毛細(xì)防水層的組合結(jié)構(gòu)可有效預(yù)防和處治路基反射裂縫病害和濕化病害，大大降低了運(yùn)營(yíng)期間的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，能夠產(chǎn)生可觀(guān)的經(jīng)濟(jì)效益。綜合測(cè)算，與傳統(tǒng)反射裂縫防治技術(shù)相比，采用本工藝可節(jié)約工期15%左右，降低工程造價(jià)10%左右，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

本工藝中的橡膠瀝青采用廢輪胎加工成膠粉摻加到瀝青中，屬于廢舊輪胎循環(huán)再生利用的產(chǎn)品，既節(jié)能減排，又生態(tài)環(huán)保。采用瀝青碎石同步封層技術(shù)對(duì)橡膠瀝青和碎石進(jìn)行同步撒鋪，代替了依次攤鋪橡膠瀝青和碎石的傳統(tǒng)技術(shù)，工作量和所需設(shè)備均有所減少，降低了現(xiàn)場(chǎng)施工中機(jī)械揚(yáng)塵和噪音對(duì)周?chē)h(huán)境的影響。

采用“橡膠瀝青應(yīng)力吸收層+毛細(xì)防水層”的結(jié)構(gòu)體系，防治效果較好，避免了因路面開(kāi)裂或滲水失穩(wěn)等因素對(duì)行車(chē)舒適性和安全性造成的不良影響，表現(xiàn)出良好的社會(huì)效益。

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