抗反射裂缝FAC-5富油沥青应力吸收层的施工及控制

林 娇 （福建路桥建设有限公司，福建 福州 350002）

0 前言

公路路面“白改黑”是以旧水泥混凝土路面作为新公路的路基，经过技术处理后加铺沥青混凝土面层，使其同时具备沥青混凝土路用性能优势和旧水泥混凝土路面强度高的优点，广泛用于旧水泥混凝土公路的改建工程。影响旧水泥混凝土路面加铺沥青层的因素很多，反射裂缝是旧混凝土路面加铺沥青混凝土面层主要的病害之一。设置应力吸收层在旧水泥路面与加铺沥青层中间，不但能促进层间粘结，避免出现面层剥落破坏、水损坏等现象，也能吸收部分旧水泥路面接缝处的应力，更有效延长与阻止反射裂缝的产生与扩大。

1 工程简介

永泰G355线旧路改造原路面结构为水泥混凝土，经多年使用，路面出现了断板、裂缝、缺边掉角等不同程度的病害，需进行大修改造。为了研究FAC-5富油沥青应力吸收层对旧路面应力吸收的效果，该项目对一段5km的旧路加铺2cm厚FAC-5富油沥青应力吸收层，在大面积摊铺前首先做了一段约200～300m的试验路段，通过拌和、运输、摊铺、碾压等各道工序的观察，以及铺筑完毕后的对试验检测结果进行分析，加以验证FAC-5富油沥青应力吸收层施工工艺可行性。

2 应力吸收层结构特点

FAC-5富油应力吸收层主要作用是抗反射裂缝，设计空隙率小于0.5%～3%，所以其结构本身就具有沥青用量多的特点，因此在配合比设计及应用过程中如何保证结构的高温稳定性尤为重要。

3 级配设计

根据FAC-5富油应力吸收层的特点，如何选用原材料是其关键环节。FAC-5富油应力吸收层由改性沥青、石屑、矿粉组成。改性沥青选用需具备高弹性恢复（大于85%），60℃动力粘度高，软化点大于75℃的高质量改性沥青，即高粘高弹改性沥青。改性沥青质量又跟SBS改性相关，所以在改性沥青生产过程中SBS掺量是否足够，与基质沥青配伍性好不好是FAC-5富油应力吸收层成功与否的关键；其次石屑级配应能满足设计级配且0.6mm筛孔不得出现驼峰，否则可能使混合料在碾压过程中出现推移，造成结构不稳定；再者矿粉是由石灰石磨细，除级配符合规范外还应在矿粉中增加适量的消石灰（掺量宜大于20%，增加沥青结合料与矿料之间的粘附性）。

3.1 配合比设计

3.1.1 目标配合比

在目标配合比设计选择上，级配须在设计级配中线偏下和细料部分0.6～0.075部分并慢慢靠近级配中值。FAC-5富油沥青应力吸收层级配大部分都是小于4.75mm，因此生产过程中本身级配就很难控制在理想范围内。所以选择稍微偏粗一点，对整个级配骨架有一定的作用。改性沥青最佳沥青用量大概在矿料联系率最低点附近，可结合相应试验选出。测定的各项技术指标见表1。

马歇尔物理-力学技术指标 表1

目标配合比设计应关注60℃贯入破坏荷载是否大于1000N，以验证其高温稳定性；还需进行疲劳试验，微变量10HZ20℃应大于100000次，以验证其耐久性。生产配合比级配与目标配合比关键筛孔均不宜超过1%，生产过程不得使用回收粉作为填料。

3.1.2 生产配合比

热料筛分和生产配合比调整 表2

热料筛分及生产配合比调试结果见表2。

最终生产配合比的比例为：0-4.75mm:矿粉=91.5:8.5，其中沥青用量为9.5%。

生产配合比设计时，应取有代表性的热筛样品。材料通过冷料仓到滚筒加热时，引风门大小应与实际施工时一致，已保证材料除尘效果与施工状态吻合。

4 应力吸收层施工控制

4.1 施工前准备

加铺FAC-5富油沥青应力吸收层前应对下承层坑槽、裂缝、破损等病害进行处理，清除旧的填缝料和其他杂物并吹干净，接缝采用改性沥青进行灌缝。而应力吸收层施工时旧混凝土路上是否要洒改性乳化沥青作为粘结层，经试验比对，未洒粘层的应力吸收层在外边缘有脱层现象且不易压实，而洒粘结层的旧路与应力吸收层间则粘结良好。

4.2 沥青混合料拌和

4.2.1 确定拌和楼的拌和方式

采用GLB4000沥青混合料拌和设备，混合料每盘拌和时间定为60s（干拌时间不得少于10s）,并通过试拌确定最佳拌和时间。

4.2.2 确定运输方式

选用一辆载重能力大于40t且设有温度检测专用孔的自卸车，车厢底板与侧板内壁涂刷一薄层油水混合液，以防沥青混合料粘结。装车时，混合料按先前后再中间成品字型三次装入以防混合料离析，且整个运输过程需用篷布完全盖住。

4.2.3 确定现场施工方法

（1）摊铺方法的确定

施工前熨平板要保持平直状态且温度高于120℃以上。试验段以3m/min的速度进行摊铺，夯锤振频控制在4.0。

（2）碾压方案的确定

试验段施工时，我部采取两种碾压方案，具体碾压方案如下表3。

试验段施工压路机碾压组合表 表3

根据试验检测结果，2种碾压方案均能达到设计压实度标准（96%以上）。方案一压实度平均为99.4%（标准密度算法）、98.0%（最大理论密度算法）；方案二压实度平均为99.8%（标准密度算法）、98.4%（最大理论密度算法），但采用方案二容易产生超压现象，故我部最终选定方案一为以后大面积施工时碾压方案。

（3）纵、横向接缝处理

①纵缝处理

由于本项目在“边通车、边施工”的状态下进行施工，加上该路段为当地唯一的旅游线路，车流量较大，对施工干扰大，不可能做到完全封闭施工，纵向接缝问题不可避免。摊铺前应在道路中心线位置设置并固定钢横梁，以保证沥青层经碾压后仍能保持道路中心线位置纵向接缝平顺。后一幅沥青层摊铺前，先在接缝处喷洒粘层油，使前后幅沥青层能粘结成一个整体。以前一幅沥青层为纵向基准线进行摊铺，接缝处重叠5cm左右，将重叠的沥青混凝土铲除，并修补纵缝。碾压时压路机骑缝反复碾压，充分将接缝处压实紧密，消除接缝痕迹，同时用3m直尺检查接缝处平整度，不合格的地方用人工筛细料补平，并且应避免几层结构层的纵缝不在同一垂直面上。

②横缝处理

横缝采用平接缝，按以下要求进行：

a.在施工结束时，摊铺机熨平板不破坏现场的情况下离场，然后将端部混合料人工铲齐后再碾压，并用检测平整度，在混合料完全冷却之前，把平整度不好、厚度不足的部分垂直刨除。

b.碾压过程应先纵向再转横向再纵向，直至混合料层无轮迹，3m直尺测上面层平整度为3mm以下；

c.压路机在已完成压实工作的路面转向时速度要缓慢，避免留痕迹；

d.相邻两幅及上下层的横向接缝均应错位1m以上。搭接处应保证干净整洁后再洒粘层油。平接缝压实紧密，连接平顺。

4.2.4 松铺系数

通过检测试验段断面（11个）、前后高程碾压（22个点）以及厚度，确定FAC-5富油沥青应力吸收层大面积施工时，松铺系数采用1.20。

5 应力吸收层试验及现场效果评价

5.1 温度控制

沥青混合料温度控制的程度对施工的质量影响很大，因而必须严格控制出厂温度、到场温度、摊铺和碾压阶段温度，以确保施工温度符合要求，具体数据见表4。

FAC-5富油沥青应力吸收层现场温度实测表 表4

根据以上温度数据，混合料运距5km，空气温度27℃晴，从出厂到碾压终了，结构厚度2cm的AC-5富油应力吸收层表面温度损失很大，因此混合料拌和出厂温度应控制在185℃～190℃；但是由于富油应力吸收层密封性好，混合料内部温度基本上没有损失，因此应等到混合料内部温度降至60℃时才能开放交通。

5.2 混合料级配控制

在运输及施工时沥青混合料是否会离析而影响摊铺及碾压质量，关键看混合料级配的控制。因而不但要加强抽提试验频率，还要进行热料筛分，使级配符合施工要求。

5.3 摊铺控制

对于FAC-5富油沥青应力吸收层表面离析程度、平整度、厚度的有效控制程度，主要取决于摊铺机的摊铺质量，因此其速度的运行、夯锤的频率、布料匹配的高度均需达到最佳性能。

5.4 碾压控制

应力吸收层需要用双钢轮压路机，不得使用轮胎压路机（会出现推挤，起皮等现象而且由于结构层厚度较薄，会有明显的轮迹）。沥青混合料因其温度敏感性原因，施工时散热特别快，碾压不及时的话将导致混合料压实难，甚至会出现离析以及推移裂缝现象，因此压路机应紧跟，高频，低幅，先静压后振动，直至出现光面无痕迹为止。碾压过程中因应力吸收层密封效果好，路面底下气体不易排出，产生的气泡应随时观察并用工具捅破。

5.5 现场检测

施工结束后当路面温度下降至60℃时，将BZZ-100弯沉车行驶到施工路面上，观察混合料是否有两侧推挤现象，以检测混合料的高温稳定性，并观察轮胎印记深浅，确定是否达到要求的压实效果。现场检测结果见表5。

现场检测结果 表5

6 结语

2017～2018 年，我们对抗反射裂缝FAC-5富油沥青应力吸收层试验路段持续跟踪监测，在经历大车流通行、夏季高温、春季雨水、冬季冻胀等自然环境因素的考验，施工路段平整度良好，无裂缝病害发生，车辙试验、浸水马歇尔试验等指标反映出路用性能优越，为将来FAC-5富油沥青应力吸收层在养护工程中推广应用提供了技术经验支持，具有一定的指导意义。