應(yīng)力吸收層在高速公路養(yǎng)護工程中的應(yīng)用研究

陳貴榮

摘要：反射裂縫為我國半剛性基層瀝青路面的典型病害，而應(yīng)力吸收層由于其優(yōu)秀的變形能力及粘結(jié)能力在高速公路養(yǎng)護工程中得到廣泛應(yīng)用。文章結(jié)合實體工程，研究了應(yīng)力吸收層的原材料要求和施工工藝，并對其抑制反射裂縫的效果進行跟蹤評價，為高等級公路養(yǎng)護工程中使用應(yīng)力吸收層提供參考。

關(guān)鍵詞：應(yīng)力吸收層;路面養(yǎng)護;反射裂縫

0 引言

半剛性基層瀝青路面由于其較高的強度、良好的整體性和較低的造價而成為我國瀝青路面的典型結(jié)構(gòu)形式。但無機結(jié)合類材料由于其本身的溫縮和干縮性能而不可避免地出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，因此反射裂縫成為半剛性基層瀝青路面的典型病害。在高速公路養(yǎng)護工程中，若不對原路面的反射裂縫進行針對性的處理，則罩面加鋪層非常容易開裂，降低了罩面的使用壽命。

應(yīng)力吸收層由于其良好的變形能力和粘結(jié)能力，對延緩反射裂縫的發(fā)展有明顯的作用，本文針對應(yīng)力吸收層在高速公路養(yǎng)護工程中的應(yīng)用展開研究。

1 工程背景

本工程位于某東部沿海省份的高速公路上，為雙向四車道?！豆窞r青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTGF40-2004）中根據(jù)氣候特征的不同對瀝青路面進行了分區(qū)，該高速公路從溫度方面劃分為夏炎熱冬溫區(qū)，從雨量方面劃分為潮濕區(qū)。

養(yǎng)護路段原路面結(jié)構(gòu)為4cmAC-13C改性瀝青混合料+6cmAC-20C改性瀝青混合料+7cmAC-25C普通瀝青混合料+20cm水泥穩(wěn)定碎石+35cm低劑量水泥穩(wěn)定碎石，路面總厚度為72cm。

養(yǎng)護路段全長6.0km，原路面的主要病害為橫向裂縫，且大多貫穿上中下面層。各公里段橫向裂縫數(shù)量如表1所示，現(xiàn)場圖如圖1所示。

2 應(yīng)力吸收層應(yīng)用方案、原材料要求及施工工藝

2.1 應(yīng)用方案

對原路面進行罩面加鋪，為作對比，將6km長的養(yǎng)護路段劃分為三個養(yǎng)護單元，每個養(yǎng)護單元的長度均為2km。不同養(yǎng)護單元的罩面加鋪方案如表2所示。

第1個養(yǎng)護單元為常規(guī)的4cmSMA-13罩面;第二個養(yǎng)護單元在常規(guī)4cmSMA-13罩面的基礎(chǔ)上，增設(shè)應(yīng)力吸收層;第3個養(yǎng)護單元為5cmSMA-13罩面，其總厚度與第2個養(yǎng)護單元一致。通過第1和第3個養(yǎng)護單元的對比，可以得到罩面層厚度增加對反射裂縫的抑制作用;通過第2個和第3個養(yǎng)護單元的對比，可以得到在加鋪層總厚度一致的情況下，1cm應(yīng)力吸收層與1cmSMA-13瀝青混合料在抑制反射裂縫方面的不同效果。

本文中第2個養(yǎng)護單元所應(yīng)用的應(yīng)力吸收層為橡膠瀝青碎石封層，其厚度為1cm。

養(yǎng)護單元1和養(yǎng)護單元3在罩面加鋪前應(yīng)按照規(guī)范要求撒布改性乳化瀝青黏層，養(yǎng)護單元2原路面無須再撒布黏層。

2.2 應(yīng)力吸收層原材料要求

本文中第2個養(yǎng)護單元所應(yīng)用的應(yīng)力吸收層為橡膠瀝青碎石封層，其原材料要求如下：

2.2.1 集料

應(yīng)力吸收層應(yīng)選用單粒徑碎石，碎石的粒徑應(yīng)為罩面層厚度的1/4～1/3，本工程罩面層為4cmSMA，因此選用9.5～13.2mm檔的單粒徑碎石。級配要求如表3所示。

應(yīng)力吸收層對所用的碎石質(zhì)量要求較高，其應(yīng)具有較高的壓碎值，使用前宜水洗清潔，在有條件的情況下可使用基質(zhì)瀝青對石料進行預(yù)裹附，以保證使用過程中橡膠瀝青與碎石的粘結(jié)。預(yù)裹附所用的基質(zhì)瀝青宜為集料質(zhì)量的0.4%～0.6%。

2.2.2 橡膠瀝青

應(yīng)力吸收層的膠結(jié)料應(yīng)選用橡膠瀝青。橡膠瀝青應(yīng)使用70#道路石油瀝青和橡膠粉進行現(xiàn)場制備或者成品采購。制備橡膠瀝青的技術(shù)要求如表4所示。

2.3 施工工藝

養(yǎng)護單元2中應(yīng)力吸收層的施工應(yīng)嚴格執(zhí)行《橡膠瀝青及混合料設(shè)計施工技術(shù)指南》中的要求，首先在清掃吹干原路面的基礎(chǔ)上撒布橡膠瀝青，之后再撒布單粒徑碎石并碾壓。各主要施工步驟的要求如下：

2.3.1 撒布橡膠瀝青

在保證原路面干燥清潔的前提下，建議采用瀝青撒布車進行橡膠瀝青的撒布，橡膠瀝青應(yīng)撒布均勻，對于漏撒的位置應(yīng)及時進行人工補撒，每平方米橡膠瀝青的撒布量宜為2.0～2.6kg，具體可根據(jù)現(xiàn)場情況以及試驗段的施工情況確定。

2.3.2 撒鋪碎石

碎石的撒鋪和橡膠瀝青的撒布宜同步進行，有條件的情況下可采用同步碎石封層車進行施工，以減少車輪行駛對橡膠瀝青層的破壞。每平方米碎石的撒鋪量宜為10～14kg，具體可根據(jù)現(xiàn)場情況以及試驗段的施工情況確定。

2.3.3 碾壓

橡膠瀝青應(yīng)力吸收層的碾壓宜采用膠輪壓路機，通過其揉搓作用，在不破壞碎石強度的情況下，使得碎石與橡膠瀝青充分粘結(jié)?？紤]到溫度對瀝青黏度的影響，應(yīng)在撒布橡膠瀝青后的15min之內(nèi)完成碾壓工作。

3 應(yīng)用效果評價

本工程實施時間為2015年，對實施前、實施后2年、實施后4年三個時間節(jié)點分別統(tǒng)計三個養(yǎng)護單元橫向裂縫的條數(shù)，據(jù)此評價三種不同養(yǎng)護措施抑制反射裂縫的效果，結(jié)果如表5和圖2～3所示。

從表5中可見：

（1）罩面加鋪前3個養(yǎng)護單元橫向裂縫的數(shù)量處于同一水平，均在85～90條/km之間。

（2）罩面加鋪后路表橫向裂縫的數(shù)量明顯減少，但不同養(yǎng)護措施對反射裂縫的抑制效果有一定差異。

（3）養(yǎng)護措施實施2年后，加鋪4cmSMA-13的養(yǎng)護單元，平均每公里的裂縫條數(shù)為5條;而加鋪4cmSMA-13+1cm應(yīng)力吸收層的養(yǎng)護單元，其裂縫條數(shù)僅為養(yǎng)護單元1的40%;加鋪5cmSMA-13的養(yǎng)護單元3，其裂縫條數(shù)為養(yǎng)護單元1的60%。

（4）養(yǎng)護措施實施4年后，加鋪4cmSMA-13的養(yǎng)護單元，平均每公里的裂縫條數(shù)為16條;而加鋪4cmSMA-13+1cm應(yīng)力吸收層的養(yǎng)護單元，其裂縫條數(shù)僅為養(yǎng)護單元1的50%;加鋪5cmSMA-13的養(yǎng)護單元3，其裂縫條數(shù)為養(yǎng)護單元1的62.5%。

（5）4cmSMA-13加鋪方案抑制反射裂縫的效果最差;5cmSMA-13加鋪方案由于加鋪層厚度的增加，抑制反射裂縫的效果稍好;而4cmSMA-13+1cm應(yīng)力吸收層加鋪方案由于應(yīng)力吸收層良好的變形能力，抑制反射裂縫的效果最好。

4 結(jié)語

養(yǎng)護路段總長為6km，為同一條高速公路上的連續(xù)路段，將其劃分為3個長為2km的養(yǎng)護單元，在不同的養(yǎng)護單元分別實施不同的罩面加鋪方案。統(tǒng)計養(yǎng)護措施2～4年后橫向裂縫的條數(shù)。結(jié)果表明，養(yǎng)護措施實施4年后，加鋪4cmSMA-13+1cm應(yīng)力吸收層的路段橫向裂縫的數(shù)量最少，平均每公里裂縫條數(shù)為加鋪4cmSMA-13路段的50%，5cmSMA-13路段的80%。由此可見，與傳統(tǒng)4cm厚的細粒式瀝青混合料罩面相比，1cm應(yīng)力吸收層的增設(shè)，具有明顯的抑制反射裂縫的作用。

參考文獻：

[1]蔡燕霞.橡膠瀝青應(yīng)力吸收層結(jié)構(gòu)行為與路用性能研究[D].西安：長安大學(xué)，2016.

[2]周 燕.應(yīng)力吸收層結(jié)合料性能及其關(guān)鍵評價指標研究[D].西安：長安大學(xué)，2010.

[3]交通運輸部公路科學(xué)研究院.橡膠瀝青及混合料設(shè)計施工技術(shù)指南[M].北京：人民交通出版社，2009.