橡胶沥青应力吸收层在旧水泥路面改造中应用

邵 建 敏

(山西省晋中路桥建设集团有限公司，山西 晋中 030600)

橡胶沥青应力吸收层在旧水泥路面改造中应用

邵 建 敏

(山西省晋中路桥建设集团有限公司，山西 晋中 030600)

简述了橡胶沥青的含义，对橡胶沥青应力吸收层的原理作了阐释，并探讨了将橡胶沥青应力吸收层应用于旧水泥路面改造中的施工技术，同时对橡胶沥青施工中存在的问题进行了分析，提出了相应的解决措施。

橡胶沥青，应力吸收层，水泥路面，裂缝

据统计，我国平均每年约有2 000 km～3 000 km的高速公路需要大修罩面。在我国，旧水泥混凝土路面改造时，由于复合式路面具有行车舒适和承载能力大的优势，常常成为首选结构形式。自2000年开始，我国大规模的进行了水泥混凝土路面大修罩面工程。但部分大修罩面工程效果不佳，很多路面通车一段时间后，便出现了较严重的反射裂缝、车辙及坑槽等早期破坏现象。

在行车载荷下，为抵抗和延缓水泥板块的反射应力，防止反射裂缝，在罩面结构设计中专门设置了应力吸收层。在我国，SMA、大粒ATB、改性沥青胶砂和橡胶沥青四种应力吸收层使用较多。橡胶沥青应力吸收层可显著提高混合料的抵抗变形能力，改善路面使用性能，延长路面使用寿命，是一种经济有效的旧水泥路面改建和罩面方案。

1 橡胶沥青概述

橡胶沥青是使用废弃轮胎橡胶粉与路用基质沥青在高温状态均匀拌合而成的一种道路工程物料。其中，要求胶粉含量不得低于总重的15%。橡胶的改性机理，橡胶颗粒在高温沥青中进行浸泡且充分反应后，颗粒发生膨胀。在沥青中的轻质油分溶胀后，仍然会保持着固体颗粒核心，始终处于液—固两相的状态。橡胶沥青能将废旧轮胎变废为宝。同时，与普通沥青路面相比，厚度可减薄超过50%，将其应用于旧水泥路面罩面，可降低噪声，提高路面能见度与抗滑性，有助于提高路面抗疲劳与抗裂缝能力,延长道路寿命，缩短施工时间，节约道路养护成本。橡胶沥青是目前国际上公认的防止旧路反射裂缝的最有效措施，应用十分广泛。按照国内外的经验，除可用于生产橡胶沥青混凝土外，常用方式主要有应力吸收层(SAM)、应力吸收中间层(SAMI)和碎石封层(CHIP SEAL)。其他用途，如作为路面防水材料、填缝料使用等。在国外发达国家应用较广，美国应用橡胶沥青路面已经超过40年，德国与英国也开始使用。我国起步较晚，但其有良好的经济效益和社会效益，推广应用迅速，在很多省市开始了应用并取得了良好的效果。

2 橡胶沥青应力吸收层(SAMI)

水泥混凝土路面大修工程中，最重要的问题是防止反射裂缝。橡胶沥青具有吸收应力、减少反射裂缝、防水、粘结力强等特点，将其作为应力吸收层，社会效益和经济效益显著。

橡胶沥青应力吸收层结构见图1。在橡胶沥青应力吸收层中，橡胶沥青具有吸收应力、防水和提高层间粘结的作用。其原理在于：

1)等粒径的碎石呈现突出状态，对提高上面层的基础支承效果显著，确保其上的沥青面层基础扎实，使得面层始终处于良好的受力状态；2)一定厚度的橡胶沥青使得在原路面表面形成一个连续的沥青膜，对阻止水分下渗效果显著；3)橡胶沥青膜具有一定的厚度，这使得路面的弹性恢复率较大，可有效确保新筑面层与旧路之间具有一定的水平相对位移余量，有效吸收部分应力；4)碎石镶嵌在沥青膜中，使得碎石具有一定的转动能力，这能够将路面传递来的部分载荷有效抵消。

橡胶沥青路面用于旧水泥路面改造，费用效益比明显高于传统沥青路面，可以降低造价至少20%，缩短工期近1/3，所具有的社会效益和经济效益十分显著。

3 橡胶沥青应力吸收层施工工艺

橡胶沥青应力吸收层的主要施工流程：

施工前的准备工作→橡胶沥青洒布→撒铺碎石→碾压→清扫。

在施工过程中，应尽量减少手工作业、人工摊铺，以减少粗细混合料分离后在边缘附近产生的“油斑”现象。

1)施工前准备，主要是下承层和施工机具的准备工作。对旧水泥路面进行清扫(如人工清扫，使用鼓风机吹等)。对油污、缝隙等使用高压水枪进行冲洗，将原路面表面的泥土、杂物等清除。在正式施工前，应确保旧路面干净、干燥、无浮尘。同时，对原路面的坑槽、裂缝等进行修补。施工机具主要有橡胶沥青洒布车、碎石撒布机、胶轮压路机等，均应进入施工现场指定位置待命。进行交通管制，禁止无关车辆、行人通过施工区域。

2)制备橡胶沥青。橡胶沥青的生产对温度要求十分严格，确保橡胶沥青施工质量控制的关键在于各环节的温度控制，各环节的温度控制标准可参考表1。由于橡胶沥青与集料的粘附能力弱，要采用高沥青用量，少矿粉，以增加沥青膜的厚度。拌和楼生产橡胶沥青混凝土时，橡胶沥青由于粘度较大，应尽量缩短供给管道长度，并提前用导热油对管道进行预热。

表1 橡胶沥青温度控制表

3)橡胶沥青洒布。在施工中，应严格按照设计量进行喷洒。该工序的质量控制要点在于洒布量和洒布温度的控制。洒布应均匀，确保沥青膜厚度一致。在施工中，一般的洒布量控制在2.2 kg/m2～2.5 kg/m2，误差控制在±0.20 kg/m2，洒布温度控制在195 ℃～200 ℃为宜。

4)碎石撒布。选择的碎石最好为玄武岩、辉绿岩等高强度石料，技术要求见表2。在进行撒布作业前，为提高碎石与沥青的粘附性，将经过水洗的碎石存储在干净的专用硬化场地。在运输进施工现场前，应确保其干净、干燥，并预先经过除尘加热，以确保撒布时的温度不低于80 ℃。橡胶沥青喷洒后，应立即铺撒碎石。撒布量应根据碎石规格、类型、路面用途等综合确定，以满铺、不散失为原则。应安排专人进行检查，及时采用人工撒布方式将不足区域进行补足。

表2 碎石撒布技术要求表

5)碾压，见图2。碎石撒铺后，胶轮压路机应紧跟撒布车进行碾压。为确保压实度和孔隙率，一般采用2台压路机同时碾压，遍数为3遍，整个过程应在碎石撒布后10 min～20 min内完成。在碾压后应立即检查碎石嵌入度，石料嵌入深度达到50%～70%即可，见图3。混合料中的沥青用量较高，容易出现泛油，碾压时不能太密。

6)清扫。在应力吸收层施工完成后，应将多余的和没有粘结上的松散碎石予以清除。

清扫完成后，应立刻进行上面层的沥青混凝土施工。在施工时，应力吸收层施工与上面层施工应紧凑进行，中间不得开放交通。

在正式施工前，必须进行实验段铺筑。综合考虑气候、运输距离等施工条件，合理组织和制定施工方案，根据试验段铺筑情况进行方案调整，以确保高质量的施工。

4 橡胶沥青存在的问题

在使用橡胶沥青时，必须要认识到橡胶沥青的缺点，以在混合料设计中加以注意和解决。

1)橡胶沥青的粘附性较普通沥青差，导致其抗水损害性能差。在橡胶沥青中，掺加了20%左右的橡胶粉，使得橡胶沥青粘度增大，则与石料的浸润性下降，不易粘住石料。因此，配合比设计，可通过尽量增加沥青膜厚度来解决该问题。如采用高沥青用量、不加矿粉，都可以增大沥青膜的厚度。在混合料中加入水泥或生石灰，也可以提高橡胶沥青与石料的粘附性。

2)橡胶沥青的存储性能差，离析严重。在施工中，只能现拌现用，不能作为成品改性沥青事先加工好。

3)级配范围较窄。混合料只有断级配和开级配的设计级配，而连续级配则不在选取范围。

4)橡胶沥青用量多，增加了混合料成本，限制了其推广使用。

5 结语

使用橡胶沥青应力吸收层进行旧水泥路面处治，合理利用废旧轮胎，在节约社会资源方面意义重大。同时，可有效提高沥青路面的使用性能，提高路面的抗反射裂缝能力，改善路面的高温抗永久变形能力。参照美国设计规范，1 cm橡胶沥青封层的防反射裂缝能力相当于5 cm普通重交沥青混合料，这将极大减少面层厚度，降低了路面成本，减少施工造价和缩短施工工期。

[1] 王 浩，叶 强，闫东波，等.橡胶沥青SAMI应力吸收层施工技术[J].公路交通技术，2008(3)：98-99.

[2] 沈志刚.橡胶沥青应力吸收层在“白改黑”工程中的应用研究[J].福建建材，2014(1)：56-57.

[3] 罗 妮.橡胶粉改性沥青应力吸收层及其施工技术[J].现代企业教育，2014(6)：141-142.

On application of rubber asphalt stress-absorbing membrane interlayer on old cement roadbed

Shao Jianmin

(ShanxiJinzhongRoadandBridgeConstructionGroupCo.,Ltd,Jinzhong030600,China)

The paper indicates the concept of the rubber asphalt, interprets the principle for the rubber asphalt stress-absorbing membrane interlayer, explores its construction technique adopted on used old cement roadbed reconstruction, analyzes some problems in the rubber asphalt construction, and points out respective solutions.

rubber asphalt, stress-absorbing membrane, cement roadbed, crack

1009-6825(2015)02-0143-02

2014-11-07

邵建敏(1980- )，女，工程师

U418.8

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