2018应力吸收层在路面改造工程中的应用

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　　 摘要：在水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层防治反射裂缝是最关键的难题，本文通过Ｇ３１８线万分段和省道渝巴路万云段路面大修工程实例，实施应力吸收层并在沥青混合料中添加防裂增强剂能有效地控制沥青路面的裂缝，取得明显的效果。
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　　 关键词：反射裂缝；沥青应力吸收层；防裂增强剂；施工工艺
　　 中图分类号：U416.2文献标识码：A
　　
　　 90年代初全市开始第一轮公路大建设，基于水泥混凝土使用寿命长、施工简单、水泥能源充足、碎石就地利用、环境适应性强、养护工作量小、工程造价低等优点，万州区全部国省干道公路铺装成水泥混凝土路面，至今已使用十多年。由于当时的施工工艺和设计标准，目前全区国省干道公路路面已达到设计使用年限，急需对原水泥混凝土路面进行大修或改建。
　　 鉴于沥青路面表面平整、噪音低、无灰尘、无接缝、行车舒适等优点，考虑到公路沿线的环保要求和利用原水泥混凝土的路基强度，万州区公路工程技术人员对原水泥混凝土进行有效的工程尝试。特别是在水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土面层如何缓解和防止反射裂缝的产生和发展进行了诸多研究。下面以万云路、万分路为例，介绍应力吸收层在工程实施中的方法，为以后类似工程一些借鉴。
　　 1、反射裂缝的形成机理
　　 1.1反射裂缝的形成和发展是一个连续的过程。水泥砼面板的纵横接缝和板的裂缝可以理解为路基的原始缺陷，当车辆通过接缝或裂缝时，加铺的沥青混凝土面层受到原水泥砼面层2次剪切和1次弯曲变形。主要原因是当车轮压到接缝或裂缝时，车辆荷载传递到砼面板，水泥砼面板裂缝或接缝本身无抗剪能力，将产生向下的位移而形成剪切，同理，车轮压到裂缝或接缝的另一块板时，又形成剪切。在形成剪切的同时面层沥青将产生一次弯曲。这样反复的作用，在裂缝处沥青面层中产生应力集中，致使沥青面层在裂缝或接缝处开裂而形成反射裂缝。
　　 1．2 根据形成机理，如果只在水泥砼面层铺筑沥青混凝土，不可能彻底消除反射裂缝，只是出现早迟的问题。为此，工程技术人员采用在破碎形成碎石化和沥青面层之间加铺隔离层。
　　 2、理论依据及性能试验
　　 2.1应力吸收层是一种新型的采用特殊聚合物改性的沥青混合料，其特点是含量高、混合料细矿料比重大，具有高弹性、不透水、粘附性强抗裂性能好等优点。根据基层砼板应力集中的现象，揭示了反射裂缝的形成机理。通过分析，无论是在车辆荷载作用下或是在温度作用下，在旧板接缝或裂缝处的应力均存在最大值，从底部开始产生，逐渐向上面扩展，最终在沥青表面形成裂缝。
　　 2.2 经重庆大学研究设计院试验，在荷载作用下，设置应力吸收层后，沥青路面剪应力从0.798MPa降低至0.359MPa，降低幅度达55%。当沥青加铺层的顶面温度下降10℃时，接缝处的张拉主应力仅为10%。试验表明，在荷载作用下或路表温度下降，应力吸收层的弹性模量从100MPa增加到500MPa，由此分析接缝处的应力强度因子与吸收层的模量有关，得出的结论是应力吸收层的模量越低，接缝处的应力强度因子就越小，对防止加铺层反射裂缝越有利。但应力过低将会对加铺层的结构产生不利影响。
　　 3、应力吸收层和高弹性复合沥青路面施工工艺
　　 3.1 应力吸收层
　　 施工前应进行水泥路面的凿毛处理，然后清扫、吹尘和清洗。要求水泥板干燥、无灰尘、石屑、杂物等。AR-SAMI 层施工前，应对水泥板接缝进行灌缝处理，对面板轻微裂缝类做相应处理。阴雨天及雨后路面潮湿不得施工。
　　 3.1.1 在洒布橡胶沥青前，应注意检查：
　　 (1) 空气温度和地面温度都不得低于15℃；
　　 (2) 下承层必须干燥，路缘石防护良好；
　　 (3) 风速不影响橡胶沥青洒布效果；
　　 (4) 需用的设备进入待命状态，包括SBS改性沥青洒布车、碎石撒布工具、胶轮压路机。
　　 3.1.2 SBS改性沥青洒布：
　　 (1) 推荐SBS改性沥青洒布量采用2.3kg±0.2kg /m2，采用预裹附的集料时，沥青用量可适当减少；
　　 (2) 起步和终止位置应铺工程纸，以准确进行横向衔接，洒布车经过后应及时取走工程纸；
　　 (3) 纵向衔接应与已洒布部分重叠10cm 左右；
　　 (4) 撒铺碎石前禁止任何车辆、行人通过SBS改性沥青层。
　　 3.1.3撒铺碎石
　　 喷洒SBS改性沥青后应立即满铺碎石，碎石撒铺量推荐采用14±2kg/m2，根据试铺情况确定，以满铺、不散失为度，对于局部碎石撒铺量不足的地方，应人工补足。
　　 3.1．4 碾压
　　 采用25T 以上的胶轮压路机进行压实。碎石撒铺后应立即进行碾压作业，两台胶轮压路机应同时进行碾压，紧跟碎石撒铺车。碾压遍数为3 遍，从洒布SBS改性沥青到碾压完成应在下承层温度及完成碾压时间：40°C 以上 20 分钟；18°C 至40°C 之间 10 分钟。
　　 3.1.5 在铺筑上层沥青混合料前，应对SBS改性沥青应力吸收层进行清扫，以清除没有粘结的松散碎石，避免影响SAMI 层与上面层的粘结性能。
　　 3.1.6 SBS改性沥青应力吸收层施工应与上面层沥青混凝土紧凑进行，中间不开放交通。
　　 3.2高弹性复合路面
　　 按密集配设计施工配合比，沥青必须采用4%以上的SBS改性沥青，沥青含量不能低于5.8%。搅拌温度按改性沥青控制，在石料二次筛分进入搅拌缸时加入混合料3‰的抗裂增强添加剂，添加剂的型号为SR-3，与石料干拌应不小于20S后再加沥青进行拌合。检测标准为空隙率为6%，马歇尔压实度为985以上。
　　 4、结语与展望
　　 4.1 通过工程实践，实施应力吸收层将减少裂缝或接缝处应力，加铺层的荷载应力和温度应力均有大幅度的降低，说明应力吸收层可以有效地缓解荷载及温度反射裂缝的产生和发展速度。
　　 4.2高弹性复合路面对SR-3型防裂增强剂的使用，改善了沥青混凝土的弹性、粘附性、抗裂性。大大地提高了沥青混合料的各种性能，防止反射裂缝的发生和发展。
　　 4.3应力吸收层和高弹性复合改性沥青路面的配合使用，使水泥混凝土路面大修工程的罩面技术更加成熟，施工更加简单，造价更加便宜。通过工程的有效尝试，工程造价只增加2%-3%，实验路段铺筑效果良好。为今后在水泥混凝土路面铺筑沥青混凝土路面提供广阔的发展前景。