曹彥東

（甘肅省嘉峪關(guān)公路事業(yè)發(fā)展中心，甘肅嘉峪關(guān) 735100）

1 工程概況

S215 線的K0+000～K52+000 段長52 km，2010—2014 年對部分路段重鋪面層，自2015 年之后，路段內(nèi)路面陸續(xù)出現(xiàn)坑槽、脫皮、龜網(wǎng)裂等嚴(yán)重病害。為維護(hù)過往車輛安全，特對局部路段采取養(yǎng)護(hù)維修措施。由于此公路局部路段已經(jīng)多年未大修，原路面基層以往施工中主要采用的是天然砂礫，而面層主要通過瀝青處理，在多年運(yùn)行過程中，受到超載及重載車輛的反復(fù)碾壓，面層、基層均出現(xiàn)明顯粒料剝落情況，路面有嚴(yán)重的砂化、龜網(wǎng)裂以及坑槽等問題，還有部分路段因為路基強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)，輪跡帶部位的路面有嚴(yán)重的隆起和推移等情況，整體路面嚴(yán)重缺乏平整性。由于舊路路面已不符合設(shè)計要求，此次養(yǎng)護(hù)維修設(shè)計成新加鋪路面結(jié)構(gòu)。

此次養(yǎng)護(hù)維修公路工程項目路基橫斷面為三級公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，路基寬8.5 m，設(shè)計速度為30 km/h，路基設(shè)計標(biāo)高是行車道中心線標(biāo)高，設(shè)計路拱橫坡為2%。挖方路段邊溝外側(cè)設(shè)1 m 寬的碎落臺，和路肩齊平，同時設(shè)置2%的橫坡。對于舊路路面存在嚴(yán)重破壞的路段，一般路段上面層鋪設(shè)厚3.5 cm 的細(xì)粒式瀝青混凝土AC-13，下面層為厚4 cm 的中粒式熱拌瀝青碎石AM-16，基層為厚20 cm 的水泥穩(wěn)定砂礫（水泥含量為5.0%），底基層是厚10 cm 的水泥穩(wěn)定砂礫（水泥含量為3.5%），墊層是厚15 cm 的天然砂礫。針對具備冷再生的路段，上面層鋪設(shè)厚3.5 cm 的細(xì)粒式瀝青混凝土AC-13，下面層為厚4 cm 的中粒式熱拌瀝青碎石AM-16，基層為厚20 cm 的水泥穩(wěn)定砂礫（水泥含量為5.0%），底基層是厚18 cm 的全深式冷再生混合料。對于舊路路面存在部分龜裂、車轍等病害的路段，將原路段路面瀝青層挖除，鋪設(shè)路面結(jié)構(gòu)層。新建橋梁在橋面鋪裝過程中，上面層鋪設(shè)厚3.5 cm 的細(xì)粒式瀝青混凝土AC-13，下面層為厚4 cm 的中粒式熱拌瀝青碎石AM-16，并設(shè)SBR 改性乳化瀝青防水黏結(jié)層。

2 橡膠瀝青應(yīng)力吸收層性能分析

在公路養(yǎng)護(hù)維修施工中，為保證整體施工質(zhì)量，提升公路通行能力，經(jīng)常會選用應(yīng)力吸收層施工技術(shù)。此技術(shù)主要是在半剛性基層和水泥混凝土面層之間設(shè)置應(yīng)力吸收層。應(yīng)力吸收層能夠有效提升公路工程的防滲透性能，并可對反射裂縫產(chǎn)生的影響加以抵御。應(yīng)力吸收層的主要施工材料為碎石和高性能瀝青混合料，用于吸收路面應(yīng)力，既可提升路面的抗變形能力以及防滲透性能，又可防止路面裂縫持續(xù)擴(kuò)大。工程應(yīng)用中，要求應(yīng)力吸收層具有良好的承載能力和較強(qiáng)的黏結(jié)性，同時具有良好的韌性。施工中要均勻攪拌瀝青膠結(jié)料以及碎石材料，以免路面積水對半剛性基層產(chǎn)生侵蝕影響，并利用應(yīng)力吸收層良好的彈性與穩(wěn)定性加強(qiáng)對路面結(jié)構(gòu)的保護(hù)力度[1]。目前，應(yīng)力吸收層所用瀝青膠結(jié)料主要是高聚物改性瀝青，借助改性劑促使瀝青膠結(jié)料具有更高的使用性能和黏性，由此提升應(yīng)力吸收層的整體穩(wěn)定性與承載性能?；谙鹉z瀝青應(yīng)力吸收層諸多優(yōu)勢，目前此技術(shù)應(yīng)用廣泛。

橡膠瀝青應(yīng)力吸收層的主要作用機(jī)理是先在橡膠瀝青應(yīng)力吸收層上方均勻灑布粒徑一致的碎石，使橡膠瀝青和碎石黏結(jié)在一起，在黏結(jié)程度達(dá)到設(shè)計要求后，用小噸位壓路機(jī)碾壓，保證所鋪碎石的1/3 擠入橡膠瀝青層內(nèi)，形成橡膠瀝青應(yīng)力吸收層[2]。相比于土工織物、STRATA、碎石基層等，橡膠瀝青應(yīng)力吸收層具有更好的應(yīng)用效果，因為橡膠瀝青應(yīng)力吸收層相對柔軟，可吸收舊路面位移產(chǎn)生的高應(yīng)力，防止裂縫擴(kuò)大到罩面層，保證整體工程質(zhì)量。

3 橡膠瀝青應(yīng)力吸收層的工程應(yīng)用

3.1 橡膠瀝青設(shè)計與生產(chǎn)

該公路養(yǎng)護(hù)維修施工中的應(yīng)力吸收層所用橡膠瀝青的各項指標(biāo)見表1。同時，吸收層所用碎石的顆粒含量、棱角性、粒徑等指標(biāo)均要達(dá)到有關(guān)要求，而且碎石硬度要大，具有較高的清潔度。

表1 橡膠瀝青指標(biāo)要求

在橡膠瀝青制備期間，要先對基質(zhì)瀝青進(jìn)行加熱處理，溫度上升至200 ℃以上，然后計算并確定基質(zhì)瀝青以及膠粉的具體添加量，按照預(yù)定比例進(jìn)行混合。在配置橡膠瀝青的過程中，為保證配合比精確，需要至少設(shè)置3 組橡膠粉摻量展開試驗，例如，可在瀝青中分別加入22%、17%和15%的橡膠粉，瀝青溫度在170～210 ℃，摻入后充分?jǐn)嚢瑁ＷC攪拌時間在60 min及以上，當(dāng)各項技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到相關(guān)要求后，結(jié)合配比試驗最終明確橡膠粉摻入量[3]。橡膠粉加入之后需要均勻攪拌大約50 min，添加膠粉之后，如果橡膠瀝青配合料降溫明顯，需要再次加熱，使溫度上升至約180 ℃。在第二次煉制橡膠瀝青混合料過程中，煉制時間應(yīng)≥50 min，保證煉制溫度大約在190 ℃，而且橡膠瀝青一直保持最佳反應(yīng)狀態(tài)。

3.2 明確鋪設(shè)條件

施工前，需要先進(jìn)行科學(xué)檢測，施工現(xiàn)場的空氣溫度在15 ℃以上方可施工，以免因溫度過低導(dǎo)致橡膠瀝青應(yīng)力吸收層整體施工質(zhì)量下降，并受到溫度因素影響引發(fā)多項質(zhì)量通病問題。其次，需要在施工前先對下承層做好干燥處理，根據(jù)現(xiàn)場實際情況采取有效的排水措施。施工前還要準(zhǔn)備各類施工機(jī)械設(shè)備，做好設(shè)備檢查工作，確保所有設(shè)備都能在施工中保持良好運(yùn)行狀態(tài)。

3.3 灑布橡膠瀝青

在橡膠瀝青應(yīng)力吸收層施工之前，需要全面清掃基層，保證清潔度達(dá)標(biāo)。清掃過程中，由工作人員先用掃帚清掃基面，然后采用鼓風(fēng)機(jī)將表面的浮灰吹凈，若施工對灰塵有較高的控制要求，而現(xiàn)場條件有限，可用水沖洗基層，保證公路基層集料顆粒局部露在外面。本工程主要選擇使用專用智能灑布車，灑布車中設(shè)有瀝青罐，罐內(nèi)設(shè)有強(qiáng)力臥式攪拌裝置，使瀝青加速對流，以防橡膠瀝青在施工過程中出現(xiàn)離析或沉淀問題。該裝置罐體中還設(shè)有導(dǎo)熱升溫系統(tǒng)以及雙燃燒系統(tǒng)，可加快瀝青升溫速度，盡快升至預(yù)定溫度，有效縮減施工準(zhǔn)備時間。經(jīng)過大量實踐應(yīng)用可知，該系統(tǒng)在使用過程中具有穩(wěn)定可靠的工作性能，駕駛艙中還設(shè)有計算機(jī)控制操作界面，能全程控制橡膠瀝青灑布工作，確保灑布更加精準(zhǔn)。

在灑布橡膠瀝青過程中，要求碎石灑布并壓實之后，將橡膠瀝青擠壓至石料粒徑的3/4 左右，若灑布的瀝青量過大，容易導(dǎo)致面層層底彎拉應(yīng)變增大或泛油等問題；而如果灑布瀝青量過少，則其對碎石的約束力不夠，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性欠佳，因此，灑布瀝青過程中需要結(jié)合現(xiàn)場實際情況，經(jīng)過試驗確定最終灑布量。在該工程中，經(jīng)過分析與測驗，最終確定瀝青灑布量在2.1～2.6 kg/m2。瀝青灑布過程中，需合理控制車速，并注意嚴(yán)禁跨幅施工，施工區(qū)段要保持良好的連續(xù)性。施工區(qū)段兩端應(yīng)設(shè)瀝青氈，在結(jié)束灑布工作之后再撤離，注意所灑布瀝青前后之間需有部分重疊，一般重疊約10 cm[4]。

3.4 撒鋪碎石

此工程在撒鋪碎石期間，所選施工設(shè)備是全液壓式碎石撒布機(jī)，此撒鋪機(jī)具有施工便捷、灑布標(biāo)準(zhǔn)、均勻等特點(diǎn)，設(shè)有多個料門，所有料門均能單獨(dú)控制，由此保證攤鋪準(zhǔn)確且均勻。撒鋪施工過程中，可結(jié)合公路路面改造技術(shù)對碎石攤鋪寬度與厚度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，由此有效規(guī)避以往人工撒鋪施工所面臨的工藝難以控制以及撒鋪厚度不均等問題。在該工程的碎石撒鋪期間，需要著重把握以下注意事項。

1）完成橡膠瀝青噴灑作業(yè)后，馬上撒鋪碎石，要求碎石的含泥量小于2%，之后采用約0.5%的瀝青將碎石全面裹覆。施工中需根據(jù)現(xiàn)場實際情況合理控制碎石撒鋪量，此工程在施工中碎石撒鋪量保持在15～21 kg/m2。

2）利用撒鋪車完成碎石撒鋪工作，待車輛離開現(xiàn)場后，以人工作業(yè)方式將在瀝青膜外散落的碎石快速掃入瀝青膜內(nèi)。

3.5 碾壓

該工程中主要利用壓路機(jī)壓實橡膠瀝青應(yīng)力吸收層，在壓實過程中需要在完成碎石灑鋪工作后馬上展開碾壓作業(yè)，同時由2 臺膠輪壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，要求碾壓次數(shù)在3 遍以上，同時從橡膠瀝青灑鋪一直到碾壓相關(guān)施工時間要嚴(yán)格控制，若下承層溫度超過40 ℃，要求在20 min 之內(nèi)完成碾壓，若溫度在20～40 ℃，要求10 min 內(nèi)完成碾壓。

3.6 施工后處理

首先，在所有施工工序都結(jié)束后，做好現(xiàn)場清理工作，及時清理吸收層分布的零散碎石，以防影響工程質(zhì)量。其次，要對不同區(qū)段的銜接部位進(jìn)行復(fù)查，若發(fā)現(xiàn)有未灑布到或灑布不均勻的部位，以人工方式灑布碎石以及瀝青，做好充分碾壓。另外，若在碾壓期間相關(guān)部位的施工材料被車輪碾起，需以人工方式進(jìn)行處理。最后，若道路邊緣有瀝青脫落問題，需及時清理，重新灑布瀝青以及碎石，做好碾壓，確保瀝青路面和原路面結(jié)合緊密。

3.7 應(yīng)用效果

首先，此公路項目在養(yǎng)護(hù)維修過程中設(shè)置橡膠瀝青應(yīng)力吸收層，使該公路通行條件得到明顯改善。該公路在完成養(yǎng)護(hù)維修之后，運(yùn)輸條件顯著改善，交通事故發(fā)生概率大幅下降，提高了項目的社會效益。

其次，此公路在完成養(yǎng)護(hù)維修改造之后，使該區(qū)域內(nèi)的綜合運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)以及道路路網(wǎng)布局更加完善，綜合交通功能明顯提升，同時交通條件得到顯著改善，使道路交通布局更加合理。有效推動著該區(qū)域的社會以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展，為民眾帶來諸多便利，具有突出的社會效益。

4 結(jié)語

在公路養(yǎng)護(hù)維修工程中設(shè)置橡膠瀝青應(yīng)力吸收層，可預(yù)防瀝青路面出現(xiàn)反射裂縫，并可發(fā)揮良好的黏結(jié)、防水等作用，使路面具有更高的穩(wěn)定性和可靠性，并延長使用壽命。同時，制作橡膠瀝青相關(guān)材料主要為廢舊輪胎等回收再利用材料，可有效節(jié)約資源，符合節(jié)能減排以及循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求，技術(shù)應(yīng)用具有良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。所以，公路養(yǎng)護(hù)維修施工期間要根據(jù)實際情況，在條件允許情況下積極應(yīng)用橡膠瀝青應(yīng)力吸收層技術(shù)，并把握好技術(shù)要點(diǎn)，保證施工質(zhì)量。