橡胶沥青应力吸收层复合防水式路面施工工艺研究

李超

摘要：相对于普通橡胶沥青应力吸收层，采用“橡胶沥青应力吸收层+毛细防水层”的结构体系，通过上覆粘结无纺土工布进一步提高应力吸收层的抗拉强度，通过细粒土层与无纺土工布在非饱和状态下的渗透系数不同导致界面处产生毛细阻滞作用的原理，形成毛细防水层，能够有效防止雨水沿裂缝的下渗，并利用无纺土工布的排水功能转移雨水。这种结构防治效果较好，避免了因路面开裂或渗水失稳等因素对行车舒适性和安全性造成的不良影响，表现出良好的社会效益。

Abstract： Compared with ordinary rubber asphalt stress absorbing layer， the structure system of "rubber asphalt stress absorbing layer + capillary waterproof layer" is adopted to further improve the tensile strength of stress absorbing layer by overlaying bonded non-woven geotextiles， and capillary blocking effect is formed at the interface due to the difference of permeability coefficient between fine-grained soil layer and non-woven geotextile under unsaturated state. Waterproof layer can effectively prevent rainwater from seeping along cracks， and use the drainage function of non-woven geotextiles to transfer rainwater. This kind of structure has better prevention and cure effect， avoids the adverse influence of road surface cracking or seepage instability on driving comfort and safety， and shows good social benefits.

關键词：橡胶沥青;应力吸收层;毛细防水层;无纺土工布;细粒土层

Key words： rubber asphalt;stress absorbing layer;capillary waterproof layer;non-woven geotextile;fine-grained soil layer

中图分类号：U416.22                                    文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）34-0151-03

0  引言

目前我国修建的高等级公路主要以半刚性基层为主，半刚性基层强度高、承载力大，但是也存在易开裂、损坏后难以修补等缺点，容易产生以反射裂缝为主的早期损坏。处理不及时，极易产生其他病害。尤其是雨水渗入基层，造成路面水损害，导致路面养护维修费用提高，严重影响道路的使用质量和寿命。为抑制或减少路面半刚性基层的收缩开裂和反射裂缝，常用的方法为在路面基层上设置聚合物改性沥青应力吸收膜、应力吸收层或铺设经实践证明行之有效的土工合成材料等。其中，橡胶沥青应力吸收层是一种柔性功能层，具有吸收应力延缓反射裂缝向上发展、抗水损坏和加强上下层粘结作用的优势。然而，尽管橡胶沥青应力吸收层有一定的防水作用，但其无法有效的迁移和排除反射裂缝的渗水，导致路面受到水损害的侵蚀。

本文对橡胶沥青应力吸收层施工工艺进行研究，研发出一种橡胶沥青应力吸收层复合防水式路面施工工艺，通过在下承层（新建基层、铣刨后的旧沥青路面或旧水泥路面）和沥青面层之间采用沥青碎石同步封层技术设置橡胶沥青应力吸收层，上覆粘结无纺土工布以进一步提高应力吸收层的抗拉强度;在新沥青面层与无纺土工布之间再铺设一层细粒土层，利用其与无纺土工布在非饱和状态下的渗透系数不同导致界面处产生毛细阻滞作用的原理，形成毛细防水层，能够有效防止雨水沿裂缝的下渗，并利用无纺土工布的排水功能转移雨水。

1  工艺特点

1.1 施工效率快，质量有保证。本工艺采用沥青碎石同步封层技术在下承层（新建基层、铣刨后的旧沥青路面或旧水泥路面）和沥青面层之间设置橡胶沥青应力吸收层，通过一体化施工可有效提高工效，机械控制橡胶沥青和碎石的撒布量，质量有保证。

1.2 防水性能好。本工艺在橡胶沥青应力吸收层上增设由上层细粒土层和下层无纺土工布组成的毛细防水层，具有存储—阻滞—转移降雨的能力，进一步提高应力吸收层的防水性能，可有效预防和处治路面的反射裂缝病害和湿化病害。

1.3 延缓裂缝应力集中。本工艺的无纺土工布粘结在橡胶沥青应力吸收层上方，通过加筋作用进一步提高橡胶沥青应力吸收层的抗拉强度，增强对裂缝处集中应力的缓冲和吸收作用。

2  适用范围

本工艺适用于公路新建、改建及养护工程沥青路面的结构层施工，尤其适用于新建路面、老路改造和水泥路“白改黑”工程的反射裂缝病害和湿化病害处治。

3  工艺原理

本工艺在采用橡胶沥青应力吸收层的基础上，通过增设毛细防水层进一步提高了应力吸收层的抗拉强度和防水性能，可以有效预防和处治反射裂缝和湿化病害，防止水分浸入路面基层和路基。该工艺采用橡胶沥青做胶结料，表面撒布单级配的碎石，是一种柔性体系结构，可对裂缝处因相对位移产生的集中应力有明显的吸收和缓冲作用，改变应力传递方向，使应力传到面层时大为减少，达到延缓反射裂缝产生的目的。毛细防水层由下层无纺土工布和上层细粒土层构成，不仅无纺土工布起到了一定的加筋和侧向排水作用，而且利用两种不同性质的材料在非饱和状态下渗透系数不同导致界面处产生毛细阻滞作用的原理，具有存储—阻滞—转移降雨的能力，减少雨水入渗。

4  施工工艺流程及操作要点

4.1 施工工艺流程

施工工艺流程见图1。

4.2 工艺操作要点

4.2.1 下承层清理

①对施工路段进行测量放样，先采用扫地机清扫和人工对原路面进行全面清扫，再用2～3台森林灭火鼓风机沿纵向排成斜线将浮灰吹净，以清除基层表面浮灰等。

②当橡胶沥青应力吸收层应用于老路改造和水泥路“白改黑”工程时，旧路面表层作为下承层，应进行铣刨拉毛处理，整平下承层后清除浮灰和浮浆，确保下承层粗糙和干燥。

4.2.2 喷洒透层油

①待下承层整平清扫干净后，按现行公路沥青路面施工技术规范的要求喷洒透油层，待其表面干燥后方可进行下步施工。

②根据待施工的下承层宽度设定喷洒宽度，并调整喷洒设备位置，以及选择施工行进方向，洒布管子离地高度、喷洒压力、喷洒角度等。根据设计要求，确定材料喷洒量、作业速度。

4.2.3 橡胶沥青应力吸收层的撒铺

①橡胶沥青制备。

在橡胶沥青生产设备中，先将废旧橡胶轮胎原质加工成为橡胶粉粒，再按一定的粗细级配比例进行组合，同时添加多种聚合物改性剂，并在高温条件下（180℃以上）充分拌合，与基质沥青发生充分熔胀反应，配制完成后抽取至同步碎石封层车。

②碎石加热除尘。

1）碎石作为应力吸收层的集料，宜采用经过反击式破碎机轧制的石质坚硬、洁净无杂质、不含风化颗粒、近多面体颗粒的碎石。

2）在拌合机内将碎石加热至150℃～170℃搅拌除尘，确保碎石干燥后通过沥青混合料车将预拌碎石运到现场，分批次用装载机倒运至橡胶沥青同步碎石封层车。

③橡胶沥青、碎石同步摊铺。

1）确定橡胶沥青和碎石的撒布量，推荐橡胶沥青洒布量采用2.0～2.6kg/m2，碎石撒铺量采用16±2kg/m2，具体用量根据试验路段确定。

2）用同步碎石封层车同时对橡胶瀝青结合料进行喷洒和碎石骨料撒布，使沥青胶结料与碎石之间完全接触，以达到二者之间最大限度的粘结程度，并保证胶结料和碎石的材料用量比例稳定。

4.2.4 橡胶沥青应力吸收层的碾压和清扫

撒铺完成后立即采用胶轮压路机进行碾压，同步碎石封层车和胶轮压路机的相随距离不超过5m，初压的温度不得低于100℃，碾压3遍为宜，碾压速度控制宜6～10km/h。碾压完成后清扫表层多余的浮石，避免影响与上层的粘结性能，完成橡胶沥青应力吸收层施工。

4.2.5 无纺土工布的粘结铺设

采用人工滚铺的方法铺设无纺土工布，布面要平整，表面无尖锐凸出物，且确保与下层橡胶沥青应力吸收层的粘结效果。当无纺土工布需要搭接时，搭接宽度一般为0.3m以上。

4.2.6 细粒土层的铺设

无纺土工布铺设完成后，开始铺设细粒土层，厚度在5cm～15cm之间为宜，以实际设计为准。选择合理的压实机具组合及碾压工艺，对铺设完成后细粒土层进行碾压密实、平整，以达到最佳碾压效果。压路机的碾压速度，初压采用1.5～1.7km/h为宜，复压和终压宜采用2.0～2.5km/h。

4.2.7 沥青面层摊铺

采用分层摊铺，从下往上依次摊铺下面层、中面层和上面层，完成沥青面层的摊铺。

5  结语

本工艺采用沥青碎石同步封层技术实现橡胶沥青和碎石的同步撒铺，有效提高了橡胶沥青应力吸收层的铺设效率。橡胶沥青采用废轮胎加工成胶粉掺加到沥青中，原材料费用低，可有效降低施工成本。橡胶沥青应力吸收层和毛细防水层的组合结构可有效预防和处治路基反射裂缝病害和湿化病害，大大降低了运营期间的养护费用，能够产生可观的经济效益。综合测算，与传统反射裂缝防治技术相比，采用本工艺可节约工期15%左右，降低工程造价10%左右，具有良好的经济效益。

本工艺中的橡胶沥青采用废轮胎加工成胶粉掺加到沥青中，属于废旧轮胎循环再生利用的产品，既节能减排，又生态环保。采用沥青碎石同步封层技术对橡胶沥青和碎石进行同步撒铺，代替了依次摊铺橡胶沥青和碎石的传统技术，工作量和所需设备均有所减少，降低了现场施工中机械扬尘和噪音对周围环境的影响。

采用“橡胶沥青应力吸收层+毛细防水层”的结构体系，防治效果较好，避免了因路面开裂或渗水失稳等因素对行车舒适性和安全性造成的不良影响，表现出良好的社会效益。

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