市政道路改造中橡胶沥青应力吸收层的应用研究

王立君

(中铁十八局集团第四工程有限公司 天津 300350)

市政道路改造是目前中国市政工程的主要工作内容之一，和其改造技术相比，橡胶沥青应力吸收层具有粘结力度强、防水效果明显、裂缝无法穿透等优点，被广泛应用在市政道路改造中。但中国对此方面的研究还不够深入，因此，文章基于工程实例，对市政道路改造中橡胶沥青应力吸收层的应用作了如下研究。

1 案例分析

京津塘高速公路改造工程全长151.369m，包括道路、绿化、隔离设施、排水设施的恢复以及道行路的拆除。恢复路段路基按照远期双向八车道42.5m宽度恢复，路面结构、道路设施按照26m宽度恢复。路面结构为：18cm石灰粉煤灰土(12∶35∶53)+20cm水泥稳定碎石(5%)+11cm密集配沥青碎石(ATB-25)+乳化沥青下封层+5cm粗粒式沥青混凝土(AC-25C，改性沥青)+4cm中粒式沥青混凝土(AC-16C，改性沥青)。在具体改造过程中，采用了橡胶沥青应力吸收层技术，取得良好成效，值得其他单位大力参考借鉴。

2 橡胶沥青应力吸收层的作用机理

先把相同粒径的碎石均匀铺撒在橡胶沥青应力吸收层上，促使碎石和橡胶沥青进行相互粘结，待粘结效果满足实际要求以后，选择小吨位压路机进行全面碾压，确保铺撒的碎石有1/3的部分都挤压到橡胶沥青层中，从而形成结构层，作为橡胶沥青应力吸收层。在市政公路中常用的应力吸收夹层种类和优缺点如表1所示。

表1 几种常见市政道路改造种类和优缺点

从表1中可以看出，橡胶沥青应力吸收层的应用效果非常好。主要原因是橡胶沥青应力吸收层属于一种比较柔软的应力吸收层，在市政道路改造中应用橡胶沥青应力吸收层，可有效吸收旧混凝土水平位移导致的高应力，从而避免裂缝从尖端逐步延伸到罩面层，以便提升整个道路工程改造的质量。在具体施工中，为达到这一目标，就需要设置橡胶沥青应力吸收层，应用实例表明，应用此种方法，可大幅度提升市政道路改造的质量和效果，同时还能有效缓减裂缝形成的速度，除此之外，还要具有良好的防渗漏效果。橡胶沥青应力吸收层主要应用在路面破损不严重的市政道路改造中，但相对造价稍高。根据不完全统计，其造价在25-30元/m2之间。

3 原路面现场分析

就案例工程而言，既具有客运的功能，也具有货运的功能，在长期车辆行驶碾压的作用下，会降低原混凝土路面板块的承载力，在外力的影响下，路面会发生不同程度的破碎，从而影响车辆行驶的安全性和稳定性。该市政道路中包含多个交叉路口，是城市中心的主要道路。道路上的车辆能否有序高效的运行，取决于交叉路口的布置情况。根据改造前的相关调查报告显示，该市政道路的原路面为混凝土白色路面，经过多年车辆的碾压和风化，导致该市政道路发生了不同程度的损坏。最常见的损坏包括横向裂缝、纵向裂缝、局部车辙等， 对道路上车辆行驶的安全性和舒适性造成了严重影响。该市政道路路面现场如图1所示。

图1 路面现状图

4 市政道路改造中橡胶沥青应力吸收层的应用

4.1 橡胶沥青的生产

在进行橡胶沥青制备过程中，必须采用专业的设备进行制备，要先把基质沥青加热到200～2000℃，然后再通过一系列计算方法来确定胶粉和基质沥青的添加量，按照一定的比例混合后再送入混合装置中。通常情况下，为保证橡胶沥青配合比的精确性，至少需要对3个不同的橡胶粉掺量进行试验，分别把15%、18%、20%橡胶粉加入到175～205℃的沥青中，进行充分搅拌，搅拌时间不能低于60min，在满足各项技术指标的基础上，根据多次配比试验， 确定橡胶粉的掺和量。然后进行均匀搅拌40-60min，如果胶粉加入以后，导致橡胶沥青配合料的温度降低，则要进行重新加热到180℃。第二次橡胶沥青混合料炼制的时间不能低于50min，确保橡胶沥青时刻处于最为理想的反应状态，炼制温度要达到180～200℃之间。

4.2 确定吸收层铺设条件

(1)通过一系列检测，确认当地空气温度超过15℃时，才能进行施工，否则会影响橡胶沥青应力吸收层施工的质量，甚至会引发一系列不必要质量通病。

(2)要先对下承层进行干燥处理，并且要保证路缘石、地质结构、排水措施的良好性。

(3)各种施工机械设备要时刻保持良好，并处待命状态。

4.3 橡胶沥青洒布

在进行橡胶沥青应力吸收层施工前，要先对基层进行清扫、清洗等操作，具体方法为：人工用竹扫帚对基层进行清扫，然后在用鼓风机吹净浮灰，如果现场条件有限，对灰尘有严格的控制，则可以采用水冲洗的方法来清洗基层，确保市政道路基层集料颗粒部分外露。在案例工程橡胶沥青应力吸收层洒布操作时，采用了专用智能洒布车。这是一款专门为橡胶沥青应力吸收层施工而研制洒布车，车上装载了沥青罐，在沥青罐中设置了强力卧式搅拌装置，可促使沥青快速形成对流，避免在施工中橡胶沥青发生沉淀和离析[1]。同时在罐体中还设置了双燃烧和导热升温系统，可促使沥青的温度快速升高到指定温度，大幅度节约了前提准备的时间，大量应用实例表明，此系统在具体应用时性能非常稳定而且可靠，而且在驾驶舱中设置了先进的计算机控制操作界面，可对橡胶沥青洒布进行全过程控制，保证洒布的准确性。

橡胶沥青洒布的具体要求为：当碎石洒布压实以后，橡胶沥青被挤压到石料高度3/4的高度，而如果沥青洒布量过大，则会在引发泛油、提升面层层低弯拉应变等问题；若沥青洒布量不足，则会降低对随时的约束力，甚至会在卧层下方形成一个不稳定的夹层。所以，在进行沥青洒布时洒布量要经过试验来测定，就案例工程而言，洒布量要控制在2.2～2.5kg/m2为最佳。

4.4 碎石撒铺

在案例工程碎石撒铺过程中，可采用全液压式碎石撒铺机，现场施工图如图2所示。

图2 全液压式碎石撒铺机现场施工图

此种撒铺设备具有撒铺标准、方便、均匀、快捷的特点，设置了16个料门，每个都可以实现单独控制，可确保摊铺的均匀性、准确性。同时还可以根据实际的市政道路路面改造改造技术来合理调整碎石摊铺的厚度和宽度，可有效解决传统人工撒铺厚度不均匀、工艺无法有效控制的问题。在实际撒铺过程中，要格外注意下几点：

(1)当橡胶沥青喷洒完成后要立即进行碎石撒铺，撒铺碎石的含泥量不能超过2%，并采用0.4%～0.6%的沥青来裹覆碎石。碎石的撒铺量要根据实际情况合理控制，就案例工程而言，每平方米碎石的撒铺量控制在16-22kg之间即可有效满足实际需求[2]。

(2)洒布车撤离现场以后，通过人工操作的方法，把散落在沥青膜外部的碎石迅速扫沥青膜当中。

4.5 碾压

通过压路机把橡胶沥青应力吸收层压实，碾压的具体操作方法为：当碎石撒铺完成后，立即进行碾压作业，采用两台胶轮压路机进行同时碾压，碾压次数不能少于3遍，从橡胶沥青洒布到碾压要在表2规定的时间内完成：

5 施工效益分析

5.1 经济效益

实施该项目后，有效改善了该市政道路的通行条件，原道路的运输压力明显降低，同时缩短了车辆行驶的距离，大幅度节约了旅客出现的时间。该市政道路改造完成后，由于运输条件明显改善，大大降低了交通事故发生的概率[3]，经济效益得到提升。

5.2 社会效益

该市政道路改造完成后，逐步完善了该区域道路路网的布局和综合运输网络，大幅度提升了综合交通功能，交通条件也得到了明显改善，促使城市布局愈发合理，极大的推动该区域社会经济的发展步伐。

6 结语

综上所述，文章结合工程实例，深入研究了市政道路改造中橡胶沥青应力吸收层的应用，研究结果表明，通过应用橡胶沥青应力吸收层施工技术，可有效提升市政道路改造的效率和质量，同时对提升市政道路的社会效益经济效益也有非常大的帮助，符合目前中国市政道路改造事业持续稳定的要求，值得大范围推广应用。