■高　敏

(泉州臺商投資區(qū)城市建設(shè)發(fā)展有限公司，泉州　362122)

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SBS改性瀝青應(yīng)力吸收層在泉州臺商區(qū)東西主干道拓改工程中的應(yīng)用

■高敏

(泉州臺商投資區(qū)城市建設(shè)發(fā)展有限公司，泉州362122)

摘要本文在閱讀大量國內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，以泉州市臺商投資區(qū)東西主干道拓改工程一期工程為依托，結(jié)合復(fù)合式路面在工程中的實(shí)際應(yīng)用情況，著重闡述了SBS改性瀝青應(yīng)力吸收層在復(fù)合路面應(yīng)用中的作用機(jī)理、優(yōu)點(diǎn)及相關(guān)的施工工藝。

關(guān)鍵詞復(fù)合式路面SBS改性瀝青應(yīng)力吸收層反射裂縫作用機(jī)理施工工藝

1　工程概況

泉州臺商投資區(qū)東西主干道拓改工程一期工程建設(shè)范圍為西起后渚大橋東橋頭，東至杏秀路，路線長約5.94km，按72～75m寬進(jìn)行拓寬改造，主車道為雙向8車道，輔道雙向4車道?，F(xiàn)狀道路機(jī)動車道路面為水泥混凝土路面，通車時(shí)間為2007年底，路面完整性較好，車道規(guī)模為雙向六車道。為充分利用現(xiàn)狀路，避免不必要的浪費(fèi)及節(jié)省工程投資，主車道路面改造方案采用在舊水泥路面上加鋪瀝青混凝土罩面層的復(fù)合路面結(jié)構(gòu)并在瀝青混凝土罩面層與舊水泥路面之間設(shè)置一層SBS改性瀝青應(yīng)力吸收層。

2　復(fù)合式路面易出現(xiàn)的問題

復(fù)合式路面兼具承載能力大的水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)以及行車舒適的柔性路面結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，故而，在“白改黑”中，復(fù)合路面經(jīng)常成為水泥砼路面改造的首選。但是，復(fù)合路面依然有以下多個(gè)不可忽略的問題：

(1)反射裂縫

溫度的變化以及交通負(fù)荷會對水泥混凝土路面接裂縫附近的瀝青加鋪層產(chǎn)生應(yīng)力集中，當(dāng)瀝青混凝土的強(qiáng)度小于結(jié)構(gòu)應(yīng)力時(shí)，裂紋就會產(chǎn)生，而當(dāng)裂紋隨著溫度變化和交通荷載的反復(fù)作用擴(kuò)展至加鋪層頂面或者底面，反射裂縫便會隨之形成。

反射裂縫的出現(xiàn)初期并不影響路面的使用性能，但嚴(yán)重破壞路面美觀，并且隨著雨雪的滲入，裂縫附近土基含水量加大甚至達(dá)到飽和，由此導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)的承載能力嚴(yán)重下降，尤其是在大量行車荷載的反復(fù)作用下，接縫兩側(cè)的路面面層會出現(xiàn)較大的垂直相對位移甚至碎裂，使路面出現(xiàn)松散、坑洞、唧漿等現(xiàn)象，繼而縮短路面結(jié)構(gòu)的使用壽命。

(2)舊水泥砼路面與瀝青罩面層之間的粘結(jié)不良

復(fù)合式路面中瀝青罩面面層與舊水泥混凝土基層之間粘結(jié)力不足，水泥混凝土板剛度大，瀝青層模量較小且厚度薄，在車輛荷載水平力的作用下往往會發(fā)生界面層剝離，由此造成面層出現(xiàn)擁包與推移等問題。

(3)瀝青混凝土結(jié)構(gòu)層整體穩(wěn)定性

為保證路面能夠?yàn)檐囕v提供穩(wěn)定持久的服務(wù)，瀝青路面必須具備五種性能，其中包括低溫抗裂性能、高溫穩(wěn)定性能、水穩(wěn)定性能、抗老化性能、耐疲勞性能這五種性能。這五種性能都與瀝青路面的穩(wěn)定持久性息息相關(guān)。若穩(wěn)定性不足則會產(chǎn)生諸多質(zhì)量問題。

如何有效解決上述幾個(gè)問題就成為了復(fù)合式路面質(zhì)量控制的重點(diǎn)，尤其是反射裂縫，極大的影響了復(fù)合式路面的質(zhì)量和使用年限。應(yīng)力吸收層設(shè)置在罩面層與原有水泥砼路面之間，既能夠有效粘結(jié)兩者，防止罩面層推移、剝落，又能夠有效的防水、排水，阻止路面產(chǎn)生水損壞，最關(guān)鍵的是應(yīng)力吸收層能夠吸收水泥路面縱橫向接縫處的部分應(yīng)力，延緩甚至阻止反射裂縫的產(chǎn)生與擴(kuò)展。本文結(jié)合SBS改性瀝青應(yīng)力吸收層的工作機(jī)理，對相關(guān)施工工藝及其材料要求進(jìn)行了詳細(xì)分析介紹，為復(fù)合式路面形成反射裂縫問題的解決提供了一定價(jià)值的參考意義

3　SBS改性瀝青應(yīng)力吸收層作用機(jī)理及特點(diǎn)

所謂SBS改性瀝青應(yīng)力吸收層，就是在舊水泥砼路面面板和瀝青罩面層之間均勻鋪上一層SBS改性瀝青(4.2～4.5kg/m2)，然后鋪灑相同粒徑大小的預(yù)拌瀝青碎石(應(yīng)根據(jù)瀝青下面層公稱最大粒徑確定，通常選用下一級粒徑)，其碎石灑布量為滿鋪時(shí)的80％左右，使之與熱拌瀝青混合料形成相互嵌擠，在富油層的作用下融為一體，提高層間粘結(jié)能力于抗剪強(qiáng)度，有效防止產(chǎn)生水損壞與反射裂縫的情況。如圖2所示：

3.1 SBS改性瀝青應(yīng)力吸收層作用機(jī)理

(1)相同粒徑的碎石形成一個(gè)平整的支撐面，有效的支撐起瀝青砼罩面層，讓瀝青面層處在一種持久有利的受力狀態(tài)；

(2)具有一定厚度的SBS改性瀝青在水泥混凝土板表面形成一個(gè)連接著的瀝青膜，從而有效地阻止了水分的下滲；

(3)鋪灑的SBS改性瀝青具有可觀的厚度，回彈性能較好，讓瀝青砼罩面層與舊水泥混凝土面板之間存在有水平相對位移的空間；

(4)粒徑一定的碎石顆粒本身就存在有一定的轉(zhuǎn)動能力，能夠有效減弱傳到瀝青罩面層底面上的應(yīng)力。

3.2 SBS改性瀝青應(yīng)力吸收層的特點(diǎn)

(1)有效地吸收應(yīng)力和減少路面反射裂縫

SBS改性瀝青應(yīng)力吸收層是一種柔性體系結(jié)構(gòu)，其擁有良好的削減和吸收應(yīng)力、應(yīng)變的能力，有效地減緩甚至阻止了瀝青罩面層反射裂縫的產(chǎn)生。

(2)防水、排水作用

SBS改性瀝青應(yīng)力吸收層可以形成厚度為1～2cm左右的瀝青膜，同時(shí)其膠結(jié)材料對原有水泥砼面板各種縫隙的封閉作用，有效的阻止水分滲入路面基層與道路路基，從而起到了保護(hù)路面結(jié)構(gòu)和路基的作用。

(3)粘結(jié)各結(jié)構(gòu)層的作用

SBS改性瀝青應(yīng)力吸收層與原水泥砼面層和罩面層之間的粘結(jié)力都很強(qiáng)，具有良好的粘結(jié)作用，可有效將路面鋪裝層與基層銜接成一個(gè)共同體，使整個(gè)結(jié)構(gòu)層共同受力，延長了道路的使用壽命。

(4)施工速度快

SBS改性瀝青應(yīng)力吸收層只需一臺瀝青鋪灑車與一臺碎石撒布車或一臺同步碎石撒布車便可，施工完畢后就可立即進(jìn)行表面鋪裝層的施工，無需如稀漿封層的養(yǎng)護(hù)和固化過程，故在很大程度上縮短了工期。

(5)質(zhì)量控制更為容易

施工過程中，只要在嚴(yán)格控制膠結(jié)料和碎石撒布量的同時(shí)做到撒布均勻就可保證橡膠瀝青應(yīng)力吸收層的施工質(zhì)量，這些控制都屬于機(jī)械控制，操作更為準(zhǔn)確，因此可以有效地保證施工的質(zhì)量。

4　SBS改性瀝青應(yīng)力吸收層所用材料的技術(shù)指標(biāo)

(1)瀝青

SBS改性瀝青應(yīng)力吸收層：在SBS改性瀝青層上均勻撒鋪單一粒徑的石料，再用重型壓路機(jī)將SBS改性瀝青碾壓嵌擠到約四分之三的石料高度，石料嵌入鎖定形成碎石封層模式的路面。本文所參考的泉州臺商投資區(qū)東西主干道拓改工程采用的SBS改性瀝青技術(shù)指標(biāo)見表1。

表1　SBS改性瀝青技術(shù)指標(biāo)

(2)集料

粗集料應(yīng)是堅(jiān)硬、清潔、干燥、不含風(fēng)化顆粒、表面粗糙、接近立方體顆粒；本文所參考的泉州臺商投資區(qū)東西主干道拓改工程所用粗集料為石料，其質(zhì)量技術(shù)要求如表2所示。

表2　SBS改性瀝青應(yīng)力吸收層石料技術(shù)要求

5　本工程復(fù)合路面的施工工藝

本項(xiàng)目經(jīng)方案比選，同時(shí)結(jié)合《泉州臺商投資區(qū)東西主干道拓改工程路面提升方案設(shè)計(jì)》專家評審意見，在保證路面使用功能的前提下，從充分利用現(xiàn)狀路面、節(jié)約工程投資的角度考慮，最終推薦本工程主車道路面瀝青化采用復(fù)合路面結(jié)構(gòu)。瀝青罩面層采用三層，厚18cm，并采用玻璃纖維土工格柵貼縫+SBS改性瀝青應(yīng)力吸收層防止反射裂縫。

復(fù)合路面施工工藝為：舊路面病害處理→舊水泥砼路面機(jī)械銑刨→AMP→LM二階反應(yīng)型防水粘結(jié)劑施工→玻纖土工格柵貼縫→鋪設(shè)改性瀝青應(yīng)力吸收層→鋪筑瀝青調(diào)平層以及瀝青罩面層。

(1)舊路面病害處理

施工前對原有水泥砼路面使用狀態(tài)進(jìn)行檢驗(yàn)，查清其各種病害，并進(jìn)行病害處治：更換破碎板，修補(bǔ)和填封裂縫，壓漿填封板底脫空，磨平錯(cuò)臺，清除舊混凝土面層的松散碎屑、油跡或輪胎擦痕，剔除接縫中失效的填縫料和雜物并重新封縫。對水泥混凝土面板邊剝落進(jìn)行修補(bǔ)時(shí)，應(yīng)將剝落的表面清理干凈，灑布粘層油，然后用瀝青砂修補(bǔ)平整。

對于嚴(yán)重?cái)嗔?、裂縫處有嚴(yán)重剝落，破碎板被分割3塊以上，有錯(cuò)臺或裂塊已開始活動的斷板，采用整塊板更換的措施。由于基層強(qiáng)度不足或滲水軟化，以及路基不均勻沉降，造成砼板斷裂成破碎板或嚴(yán)重錯(cuò)臺時(shí)，應(yīng)將整塊板鑿除，在處治好基層以及路基后，重新澆筑新的混凝土板。

(2)舊路面機(jī)械銑刨

原有水泥砼路面用機(jī)械銑刨2cm，清掃干凈后用水清洗二遍，待自然干燥后再進(jìn)行下一工序施工。

(3)AMP-LM二階反應(yīng)型防水材料的施工

首先對路表面上存有的不良附著物進(jìn)行清除，清掃路面砂粒、雜物，有油污的位置應(yīng)進(jìn)行特別的處理，可采用溶劑溶解，同時(shí)界面需完全干燥，可用專用吹風(fēng)機(jī)吹掃干燥。處理后的混凝土基面必須潔凈、干燥和堅(jiān)實(shí)，無漿沫、油或其它表面污染。

界面清潔干凈，并完全干燥后，即可進(jìn)行AMPLM的施工，可采用人工涂布的方式進(jìn)行，其用量約為0.38～0.45kg/m2。人工涂布：施工前，將其倒入適當(dāng)大小的容器中，輕微攪拌3～5min，由操作人員用滾筒將其均勻地涂布于水泥混凝土或其它處置基面上。注意應(yīng)盡量滾涂均勻。

(4)玻纖土工格柵貼縫施工

在縮縫、工作縫、脹縫、輕微裂縫、經(jīng)矩切板塊處理后的板縫兩側(cè)各75cm范圍內(nèi)涂刷AMP-LM二階反應(yīng)型防水材料后，沿縫鋪設(shè)寬度為1.5m的自粘式玻纖格柵。土工格柵搭接距離為:縱向接頭搭接距離不小于20cm，橫向搭接距離不小于15cm?？v向搭接距離應(yīng)根據(jù)瀝青攤鋪方向?qū)⑶耙环糜诤笠环?。玻纖土工格柵鋪設(shè)固定完畢后，需用膠輥壓路機(jī)適度碾壓穩(wěn)定，使格柵與原路表面粘結(jié)牢固。嚴(yán)格控制混合料的車輛出入，在格柵層上禁止車輛及轉(zhuǎn)向、急剎車和傾瀉混合料腳料，以防止對玻纖格柵的施工損傷。

(5)鋪筑SBS改性瀝青應(yīng)力吸收層

瀝青與粗集料的灑布量應(yīng)根據(jù)交通量、灑布層位、集料的規(guī)格等因素綜合確定，以石料嵌入瀝青大約60～ 70％為宜。碎石撒布量以滿鋪80％碎石重量為宜。應(yīng)按表3規(guī)定施工：

表3　瀝青與粗集料灑布量的確定

現(xiàn)場施工時(shí)，采用輪式裝載機(jī)往碎石封層車的骨料斗里裝上相同粒徑的石灰石碎石，從瀝青高溫罐車中泵吸溫度為180℃左右的高溫改性瀝青到瀝青灑布車的儲罐內(nèi)。裝好料后將瀝青灑布車及碎石灑布車開到施工段的起點(diǎn)，調(diào)整好各個(gè)工作系統(tǒng)的工作參數(shù)，改性瀝青灑布量設(shè)定在4.2～4.5kg/㎡之間，沿預(yù)先設(shè)置好的控制線起步，按行車速度約5～8km/h均勻?yàn)⒉?，碎石撒布量?yīng)由控制車速決定，根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)檢測。

為避免高溫改性瀝青粘附在膠輪壓路機(jī)的輪胎上并粘走碎石，應(yīng)力吸收層剛灑布完不要立即經(jīng)過碾壓，等其溫度降至100℃左右時(shí)，再采用膠輪壓路機(jī)穩(wěn)壓一個(gè)來回，同時(shí)為了使碎石成功壓入改性瀝青之中并粘結(jié)牢固,需將壓路機(jī)的行駛速度控制在5～8km/h之間。

(6)瀝青調(diào)平層和罩面層施工

按《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)中的有關(guān)瀝青混合料的施工要求執(zhí)行。

6　結(jié)束語

目前，東西主干道拓改工程已竣工通車兩年多，路面使用效果良好。從工程實(shí)例來看，SBS改性瀝青應(yīng)力吸收層在各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)及施工工藝方面

具有獨(dú)到之處，相比傳統(tǒng)瀝青罩面能更全面的解決復(fù)合式路面在使用過程中存在的反射裂縫問題、水泥混凝土路面的粘結(jié)問題、面層瀝青混凝土的整體穩(wěn)定性問題、施工工藝問題等，提高了復(fù)合路面的整體使用性能和使用壽命。

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