高模量路基与橡胶沥青混凝土路面组合技术探析

范炳娟（辽宁城市建设职业技术学院 110122）

高模量路基与橡胶沥青混凝土路面组合技术探析

范炳娟
（辽宁城市建设职业技术学院 110122）

本文基于“强基薄面”路面设计理论的基本思想，开展了冲击碾压结合橡胶沥青应力吸收层及橡胶沥青路面的一整套组合技术在公路工程中的应用研究，并通过工程实践验证了全套技术现场应用效果良好。

高模量路基；冲击碾压；橡胶沥青

1 前言

“强基薄面”理论是沙庆林院士在“八五”功关项目中提出的路面设计理论。它的基本思想是路基要稳定、基层要强固、进而可以减薄路面结构层的厚度。本文通过辽宁省滨海公路的应用实践，验证了冲击碾压技术对提高路基强度效果显著；通过增设橡胶沥青应力吸收层，面层采用橡胶沥青混合料路面，与普通沥青路面相比，可以减薄面层的厚度。

2 高模量路基与橡胶沥青混凝土路面组合技术方案

滨海公路某试验段基于“强基薄面”理论，采用路面组合技术的试验方案为：①在淤泥质软土地基进行抛石挤淤，经过常规振动碾压正常压实后，采用冲击碾压补强20次，以此来提高路基的强度，获得高模量路基；②在基层与面层之间增设橡胶沥青应力吸收层，其作用是抵抗基层的反射裂缝，利用橡胶沥青具有的高粘特性从而增强层间粘结并提高面层的防水。③利用橡胶沥青良好的高低温性能，面层采用只铺设一层5cm密级配中粒式橡胶沥青混凝土，以此来验证“强基薄面”的技术效果。

2.1 高模量路基与冲击压实技术

试验路起止桩号为K0+550～K0+760，长210米。在旧路中心线位置每隔30m设置检测点，冲击压实采用南非研制开发的25T3-25KJ三边形冲击式压实机，该机行进中每秒冲击地面两次，相当于低频大幅冲击压实土体，产生的强烈冲压波通过深层传播，其压实深度可随碾压遍数递增。对碾压后的路基沉降量、弯沉值及回弹模量进行检测，结果如下：

（1）路基沉降量观测结果

路基沉降量观测以每碾压5次为一个检测单元进行，经过20次冲击碾压补强后，路基获得了6.85cm的沉降量。通过同步观测，路基整体未发现明显的侧向位移，表明通过冲击碾压对路基起到了明显的加固作用。

（2）路基弯沉值检测结果

对该试验段冲击碾压后的弯沉值进行检测，结果见下图。为方便比较，把未进行冲击碾压的K0+450，K0+500桩号的弯沉值列入图中。

通过比较弯沉值检测结果，旧路经过冲击碾压后，弯沉值明显降低，说明旧路的整体刚度有所增加。随测点位置的不同，冲击碾压后的弯沉值呈现高低起伏的变化规律，其原因是路面经过冲击碾压后呈现波浪状，位于波谷处弯沉值小，位于波峰处的弯沉值大。

（3）路基回弹模量检测结果

旧路经冲击压实后检测的回弹模量对比结果见下图。

与未经冲击碾压旧路比较可知，经过冲击压实后，回弹模量值有所上升，说明经过冲击碾压后，旧路的整体刚度和承载能力得到提高。但同弯沉值一样，回模弹量数据也具有一定的离散性。通过对回弹模量和弯沉的相关性分析，可知二者的相关性较好，检测结果真实可靠。

2.2 橡胶沥青应力吸收层

橡胶沥青应力吸收层是一种在喷洒橡胶沥青结合料后，立即撒铺一定粒径的粗集料，经碾压而形成的薄层。由于橡胶沥青的高粘特性，这一功能层在路面结构中起到减震防噪、吸收应力、减少反射裂缝、防水和层间粘结等多种特殊的优良功能。

橡胶沥青应力吸收层的施工工艺如下：①施工前，对基层进行清理，确保基层干燥、整洁、无尘土杂物；②使用专用洒布设备喷洒橡胶沥青，洒布温度控制在190℃左右，洒布量控制在2.2kg/m2左右；③橡胶沥青洒布后马上进行碎石撒布，碎石的撒布量为10～12 kg /m2，为增加碎石与橡胶沥青的粘结性，可对碎石进行预裹覆处理；④碎石撒布之后，及时用重型胶轮压路机紧跟粗集料撒布车进行碾压1～2次，碾压后再将多余的碎石清扫干净。

2.3 橡胶沥青混凝土路面

2.3.1 路面结构设计

试验路借鉴了南非“强基薄面”理论，改变了原设计方案，只采用一层5cm中粒式橡胶沥青混凝土（ARAC-16）。具体结构为： 5.0cm橡胶沥青混凝土（ARAC —16型）表面层、1.0cm橡胶沥青应力吸收层、高渗透乳化沥青透层油、20cm厂拌水泥稳定碎石基层、20cm厂拌水泥稳定级配砂砾底基层、15cm级配砂砾垫层。

2.3.2 橡胶沥青混合料性能

混合料正式生产之前，进行了目标配合比设计。室内做了连续级配和间断级配，筛分结果见表。考虑到橡胶沥青的高粘性特，最终选择间断级配，筛分结果如下表所示。石料采用石灰岩，细集料采用石灰岩石碎和天然砂。

?

以空隙率为控制指标，设计空隙率为4.1%，通过马歇尔试验确定橡胶沥青混合料最佳油石比为6.4%。马歇尔试验结果见下表。

级配类型最佳油石比（%）稳定度（KN）流值(0.1mm)空隙率（%）矿料间隙率VMA （%）饱和度（%）毛体积相对密度断级配 6.4 10.5 34.6 4.1 16.8 75.6 2.352

混合料高低温性能试验结果见下表

低温小梁弯曲试验级配类型最佳油石比（%）车辙试验动稳定度（次/mm）弯曲强度（MPa）弯曲破坏应变(με)弯曲劲度模量(MPa)断级配SX橡胶沥青 6.4 3520 11.40 3452 3302

从表3、表4可以看出，橡胶沥青混合料的目标配合比设计和高低温性能各项指标均符合规范要求。

3 结论

（1）采用冲击碾压技术对软弱地基上的填石路基进行加固，提高了路基的整体强度和回弹模量，为减薄沥青面层厚度提供可靠的保障。

（2）试验路利用橡胶沥青具有的高粘弹特性及良好的高低温性能，采用橡胶沥青应力吸收层和橡胶沥青混凝土路面组合结构。经过对试验路后期运营情况跟踪观测结果表明，组合结构有效地减缓了路面反射裂缝的出现，路面结构层厚度减薄后总体运行情况较好，说明该项技术是一项值得推广的先进技术。

[1]李延刚，冲击碾压、橡胶沥青及应力吸收层组合技术在公路工程中的应用研究，北京科技大学学报

[2]艾纯明、范炳娟，路用橡胶沥青的反应机理分析，城市建设

U45

B

1007-6344（2016）04-0025-01