刍议水泥混凝土路面应力吸收层的施工技术

孙德波

摘要：本文以橡胶沥青应力吸收层为例对水泥混凝土路面加铺橡胶沥青应力吸收层的施工技术进行探讨。

关键词：应力吸收层；施工技术

中图分类号： TU74 文献标识码： A 文章编号：

1橡胶沥青应力吸收层概念

橡胶沥青应力吸收层（SAMI）是一种洒布型应力吸收层。采用橡胶沥青作为黏结材料，拥有较强的高温稳定性、低温抗裂性，以及抗老化、抗疲劳、抗水损坏的特性。 橡胶沥青喷洒厚度约为 2 mm，洒布单层碎石（预裹覆效果更佳），碎石粒径9.5～13.2 mm。SAMI 总厚度约为 1 cm。

2应力吸收层的功能分析

2.1隔离功能分析

现行的水泥混凝土路面板施工方法是将水泥混凝土直接浇筑在基层表面形成的，将混凝土浇筑在基层表面后，水泥砂浆渗入基层就形成了一个薄弱过渡层。过渡层将路面板与基层粘结为一个整体。 但是，由于混凝土自身收缩、温度变形、外部荷载的作用，这种整体结构状态难以长期保持，路面板与基层之间最终会分离。 路面板假缝的顶端由于应力集中而产生裂缝并向下扩展，在裂缝贯穿路面板的瞬间，水泥混凝土路面板在裂缝两端附近的拉应力完全释放，产生巨大的回复力而使路面板收缩，但是，基层将阻止这种回复运动，产生巨大的剪力而形成水平方向的裂缝，把本来融为一体的路面板、过渡层和基层分离，分离后的路面板和基层各自存在一个破坏面，破坏面附近严重损伤且存在大量表面裂纹。过渡层破坏后的表面凹凸不平，并且有表面裂缝出现，有的裂缝可能已经进入水泥混凝土路面板。由于板底的拉应力最大，板底表面的凹凸不平、薄弱过渡层和表面裂缝的存在对路面的疲劳寿命影响非常大。

2.2防止反射裂缝功能分析

众所周知， 半刚性基层具有较大的干燥收缩和温度收缩特性，会产生干缩裂缝和温缩裂缝 ，并且在车辆荷载作用下，裂缝进一步发展并向上传递使路面板开裂，形成反射裂缝。基层的温度收缩主要表现为温度收缩裂缝和温度疲劳裂缝。 基层的宏观热胀性是固、液、气三相热学性质相互作用综合效应的外观表现，不同种类的物质，有着不同的热缩性，而组成固相不同的矿物、结晶、非结晶体也有不同的热胀缩性。 因此，当温度变化时，基层必然产生内应力 ，宏观外部的热胀缩性是固相颗粒之间的相互牵制、约束、相互作用的综合效应， 而液相和气相热胀缩性对固相的综合效应有影响，在综合效应中气相影响极小，可忽略不计。

3水泥混凝土路面加铺橡胶沥青应力吸收层施工技术

根据国内某路改造工程的经验，加铺橡胶沥青应力吸收层的关键技术包括以下三方面——原材料制备、施工前准备和施工中控制。

3.1原材料制备

3.1.1橡胶沥青的配制和质量要求

该路改造工程所用的橡胶沥青为福建金泉建设集团有限公司生产的“绿科环”牌弹性活化橡胶沥青。橡胶沥青的生产采用专用加工设备，并对温度这一关键因素进行控制。橡胶沥青生产前，基质沥青加热到200℃～210℃的高温。橡胶沥青胶结料在搅动状态下反应 45min 以上，反应温度保持在 190℃～200℃。橡胶沥青生产完成后，进行保温储存。用于储存橡胶沥青和基质沥青的储存罐配有加热和保温装置，使储存罐能保持在规定的温度，温度范围一般为180℃～190℃。导热油温度和配料比例进行严格控制。成品橡胶沥青要通过各项检验合格后才可使用，控制的关键技术指标列于表1。

表1橡胶沥青的技术指标

3.1.2碎石级配和质量要求

碎石采用石质坚硬、清洁、干燥、近立方体颗粒的玄武岩或灰质岩碎石。为确保碎石干燥、与沥青有效结合，碎石需预先在拌和机内加热搅拌除尘，加热温度130～150℃。碎石级配范围和质量要求分别列于表2和表3。

表2 碎石的级配

表3 碎石的技术指标

3.2橡胶沥青应力吸收层的施工工艺

3.2.1施工前准备工作

在水泥混凝土路面上加铺沥青面层时，应对旧路面进行铣铇，并进行清扫、高压水冲洗、鼓风机吹尘、人工局部清理，彻底清除基层的泥土、杂物，并确保基面的粗糙、干净、干燥。同时需用的施工机械设备进入待命状态。

3.2.2施工工艺流程

（1）预拌碎石。为保证洒布的碎石与橡胶沥青的充分粘结,碎石需加热到150～170℃，采用0.4～0.6%的基质沥青进行预裹。

（2）橡胶沥青和碎石的洒布。为了确保碎石与橡胶沥青在较高温度下充分结合和确保碎石与橡胶沥青洒布的均匀程度，采用橡胶沥青和碎石同步封层车进行的洒布。橡胶沥青用量为2.2kg/m2，洒布必须均匀，沥青洒布量要严格控制，喷洒最大偏差量不应超过规定的±0.2kg/m2。碎石洒布量为16kg/m2，喷洒最大偏差量不应超过规定的±2kg/m2。

（3）碾压。碎石洒布后，应立即采用25吨胶轮压路机进行碾压。橡胶沥青应处于流动状态，以便碎石部分嵌入沥青层。碾压应反复2～3遍，根据需要选择压路机的数量。施工中为了确保碾压的温度，要求胶轮紧随碎石洒布车后面碾压，距离不能超过5m。

（4）清扫。碾压完毕，待碎石粘附在沥青层中后，可用人工或机械方法清除多余的没有粘结的松散碎石，以避免影响与上层的粘结性能。

3.3橡胶沥青应力吸收层施工的质量控制

表4橡胶沥青应力吸收层施工的检测方法与检测标准

橡胶沥青应力吸收层施工阶段质量控制项目主要包括：橡胶沥青质量控制、橡胶沥青洒布量控制、碎石洒布量控制、外观检查等。具体的检测方法和检测标准列于表4。此外，根据该路改造的工程经验，要保证橡胶沥青应力吸收层的质量，施工中还应注意以下几点：（1）施工时，气温和路面温度不宜低于18℃；（2）路面应洁净、干燥；（3）应注意风速，风速应不能影响到工程的施工；（4）雨天和即将下雨的天气不能进行橡胶沥青应力吸收层的施工。

4结论

加铺橡胶沥青应力吸收层的关键技术包括原材料制备、施工前准备和施工中控制三方面，为保证橡胶沥青应力吸收层的施工质量，应确保预拌碎石、橡胶沥青和碎石洒布、碾压、清扫等环节的施工质量，特别应对橡胶沥青质量、橡胶沥青洒布量、碎石洒布量、外观等关键要素进行严格控制。

参考文献：

［1］姚祖康.水泥混凝土路面设计理论和方法[M].北京:人民交通出版社，2003.

［2］王秉纲,郑木莲. 水泥混凝土路面设计与施工[M].北京:人民交通出版社,2004.