半刚性基层沥青路面反射裂缝防治技术研究

卢 敏

（山西交通控股集团有限公司晋城高速公路分公司， 山西 晋城 048000）

1 工程概况

某高速公路设计采用三层沥青面层，上面层设计采用4cmAC-13I 细粒式改性沥青混凝土，中面层设计采用6cmAC-20I 中粒式沥青混凝土，下面层设计采用7cmAC-25I 粗粒式沥青混凝土。基层以上设封层，采用热喷改性沥青防水层。基层采用36cm 水泥稳定碎石，底基层采用18cm 水泥石灰稳定土或水泥石灰土稳定砂，路面设计总厚度为76cm。

通过对各路段路面损坏状况指数(PCI)进行评价，大多数行车道车辙、裂缝严重，大多数为较差。其中行车道破损最为严重，超车道次之，硬路肩相对较好。

2 高速公路试验路段基层裂缝调查

高速公路水泥稳定碎石基层2016 年完工，经过一段时间使用，基层表面出现很多明显的裂缝。通过对裂缝进行调查，该路段基层裂缝的主要有两种形式，一种是干缩、温缩裂缝，裂缝宽度在1～2mm，长度为单幅全宽；另一种是因路基沉降产生的沉降裂缝，裂缝宽度一般在10mm 左右，这种裂缝较少，长度为路基全幅贯通。

3 SAMI 应力吸收层处治基层反射裂缝

SAMI 应力吸收层是在基层和面层之间设置的一层橡胶粉沥青应力吸收薄膜夹层，厚度为lcm，可将基层裂缝处的应力吸收消散。SAMI 层的模量越小，防治反射裂缝效果越明显。但SAMI 应力吸收层模量过小会引起裂缝处沥青面层底部拉应力的增大，路面面层较薄时容易产生疲劳裂缝。SAMI 应力吸收层所选用的沥青材料为橡胶粉沥青或改性乳化沥青，可采用沿裂缝两侧铺设，也可以代替下封层采用满铺的形式。

3.1 橡胶粉沥青SAMI 应力吸收层防治

橡胶粉沥青SAMI 应力吸收层选用的橡胶粉沥青是通过废旧橡胶粉和热沥青的热反应制成的。橡胶粉沥青的力学性能较普通沥青明显改善，针入度降低、软化点提高、低温延度增加，回弹性能明显增加。

橡胶粉沥青SAMI 应力吸收层施工工艺：

（1）施工准备：施作下封层，并将裂缝位置预制，宽度为1.5m，并使裂缝处于中间位置；

（2）清洁裂缝：人工将裂缝周边松散的基层材料清除，然后使用压缩空气对裂缝内部的杂物进行彻底清理；

（3）橡胶粉沥青的洒铺：将配置好的沥青加热到160～170℃，并进行保温。沥青洒布温度不得低于150℃，大风天禁止施工，以防止橡胶粉沥青温度下降过快而影响沥青和集料的粘结。

3.2 改性乳化沥青SAMI 应力吸收层

由于橡胶粉沥青粘度过高在施工中无法排出导致了橡胶粉沥青SAMI 应力吸收夹层无法正常施工，试验段采用改性乳化沥青SAMI 应力吸收层。改性乳化沥青SAMI 应力吸收层施工步骤为：

（1）施工准备：同橡胶粉沥青SAMI 应力吸收层；

（2）改性乳化沥青和集料施工：施工前施工洒水车对清洁后的基层表面进行均匀洒水，改性乳化沥青洒布量为1.8kg/m2，洒布应均匀，集料撒布量为16～18kg/m2。

（3）碾压：碾压设备采用10t 重轮胎压路机，碾压遍数2～3 遍，碾压速度不超过5km/h。碾压后以改性乳化沥青全部被集料覆盖为准，如有露出应重新碾压。下面层施工前应将松散集料清扫干净，再洒布粘层。

3.3 改性乳化沥青SAMI 应力吸收层处治效果分析

通过对第二合同段200m 改性乳化沥青SAMI 应力吸收层试验段处治效果进行检测，并与其他没有采取防裂措施的路段进行对比分析。分析结果表明，采用SAMI应力吸收层的路段没有产生反射裂缝，而没有采取防裂措施的路段出现少量反射裂缝，说明采取改性乳化沥青SAMI 应力吸收层可有效防治或减缓反射裂缝的产生。

4 玻璃纤维土工格栅防治裂缝

在基层上部设置玻璃纤维土工格栅，可以有效吸收车辆荷载和温度荷载引起的沥青面层底部拉应力。防治效果随玻璃纤维土工格栅模量的增加而增加，模量过大会造成玻璃纤维土工格栅内部的应力增大。因此，应根据玻璃纤维土工格栅抗拉强度适当选择其模量，以防应力过大造成变形破坏，本项目所选玻璃纤维土工格栅的模量为5000MPa。

4.1 玻璃纤维土工格栅的施工步骤

（1）施工前对基层表面进行彻底清理，并洒布乳化沥青粘层油，洒布量为0.5～0.8kg/m2；

（2）整平层摊铺：两侧挂钢丝控制高程，用两台摊铺机梯队作业，摊铺厚度控制在2cm，采用钢轮压路机静压；

（3）为了保证玻璃纤维土工格栅与AC-5 整平层粘贴牢固，在整平层上洒布一层乳化沥青，洒布量0.5kg/m，洒布完成后即进行玻璃纤维土工格栅铺筑；

（4）玻璃纤维土工格栅采用满铺式，玻璃纤维土工格栅幅宽1.5m，卷长55～60m；

（5）施工前将找平层上的松散碎石和为了尖锐突起部分彻底铲除，防止损坏玻璃纤维土工格栅；

（6）玻璃纤维土工格栅采用人工铺筑，从两端、两侧将其预拉、展平，平铺到找平层上，并用钢钉固定在找平层上。然后用自制钢滚筒进行碾压，使玻璃纤维土工格栅与找平层结合紧密，防止发生脱空。单卷铺筑完成后，再进行下一卷施工，纵、横向搭接长度为20～30cm；

（7）玻璃纤维土工格栅铺筑完成，乳化沥青破乳后即可进行下面层的施工；

（8）为了保护玻璃纤维土工格栅，下面层施工时运料车不得随意调头、刹车、转向，并应缓慢行驶。

4.2 玻璃纤维土工格栅防治效果分析

对本项目增设玻璃纤维土工格栅的路段的沥青路面进行调查，并进行了对比分析。增设玻璃纤维土工格栅的路段，调查后发现沥青路面没有产生反射裂缝，说明达到了预期的加固效果。

5 结语

结合工程实例，选取试验段分别采用设置SAMI 应力吸收层、玻璃纤维土工格栅夹层两种方法对半刚性基层反射裂缝进行处治，并对其防治效果进行分析，得出以下结论：

（1）通过对第二合同段200m 改性乳化沥青SAMI 应力吸收层试验段处治效果进行检测，分析结果表明，采用SAMI 应力吸收层可有效防治或减缓反射裂缝的产生。

（2）对本项目增设玻璃纤维土工格栅的路段的沥青路面进行调查，沥青路面没有产生反射裂缝，说明达到了预期的加固效果。

（3）本项目基层预切缝间距为20m，切缝后调查发现预切缝中间仍然产生了裂缝，说明基层局部切缝间距设置不合理，应根据施工时间、水泥用量、混合料配合比和养护措施等影响因素合理确定切缝间距。