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[摘 要]橡胶沥青应力吸收层可有效抑制半刚性基层路面反射裂缝、防止水损害，增强面层与基层间的粘结力，提高路面抗剪切性能。本文对橡胶沥青应力吸收层的作用机理进行阐述，并结合该技术在旺南高速新建工程中的应用，介绍了橡胶沥青应力吸收层施工工艺与质量控制，探讨了橡胶沥青应用吸收层在半刚性基层路面中的应用实践，为其推广应用积累经验。
[关键词]橡胶沥青 应力吸收 半刚性基层路面
中图分类号：TG333.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）26-213-02
旺清门至南杂木高速公路路面设计采用半刚性基层沥青路面，由于本项目处于辽宁东部山区，冬季气温较低，会导致路面基层开裂加剧，裂缝很快就反射到沥青面层，使得沥青路面过早地出现了裂缝，雨水通过裂缝不断渗入到基层当中，侵蚀基层，造成结构性的破坏。而橡胶沥青具有良好的防水及高低温稳定性，有其他胶结材料不可替代的抗老化和抗裂性能，为改善旺南高速公路路面的服务功能，在部分段落沥青路面上采用橡胶沥青应力吸收层技术。本文结合工程实际，详细介绍橡胶沥青应力吸收层的施工工艺及应用情况。
1、橡胶沥青应力吸收层简介
1.1 技术定义
橡胶沥青是由基质沥青、废旧轮胎橡胶屑和特种添加剂在专用设备中进行物理化学反应，橡胶颗粒在沥青中充分反应并发生溶胀，橡胶颗粒部分裂解，胶粉的某些成分通过界面交换进入沥青，这些物质的进入可改善沥青沥青温度敏感性，提高抗老化性能和改善沥青与矿料的黏结作用。同时，沥青中的轻质组分被橡胶颗粒吸收，使沥青的黏度大大增加。沥青和橡胶粉的界面逐渐模糊，形成一层高弹性凝胶状物质，其高低温性能都有较大提升，其性能明显优于基质沥青。
橡胶沥青应力吸收层是指在半刚性基层与沥青路面面层之间加铺一层橡胶沥青，然后撒布一定规格的单粒级碎石，形成一个稳定的界面功能层，能够吸收裂缝部位的集中应力，有效延缓沥青路面反射裂缝的发生。
1.2 技术特点
（1）有效抑制瀝青路面反射裂缝的发生。
（2）阻止水分渗入基层，避免出现水损害。
（3）良好的层间粘结作用。
1.3 作用机理
通过橡胶沥青层高弹性恢复、高粘结的特性，能消减和吸收基层温缩裂缝产生的应力，达到预防和延缓沥青面层不出现反射裂缝的作用。同时，较厚的连续沥青膜能完全阻断外部水进入基层。
2、原材料及其技术指标
2.1 基质沥青
生产橡胶沥青的基质沥青为辽河石化公司生产的AH-90号重交通道路石油沥青，基质沥青的有关技术指标满足表1要求。
2.2 橡胶粉
橡胶粉颗粒规格、化学成分和杂质含量应分别符合橡胶颗粒组成、橡胶粉化学成分和橡胶粉现场质量检测指标的要求（主要参照美国亚利桑那州橡胶沥青范围及美国材料与试验协会橡胶沥青胶结料规范），我们采用黑龙江克山生产的橡胶粉，采用常温粉碎研磨生产的20目斜交胎胶粉。具体指标见表2、表3、表4 。
3、橡胶沥青生产及质量控制
橡胶沥青中橡胶粉的掺量应根据实际使用的技术要求确定。通常来说，橡胶粉的掺量越大，橡胶沥青的粘度也越大，相应的路用性能也越好，但施工和易性会下降。为了确定合理的橡胶沥青生产温度和配比，分别选择16%、18%、20%、22%等4个胶粉掺量进行室内试验，测定橡胶沥青在不同的掺加量和不同发育温度下的各项技术指标，包括粘度、软化点、针入度和弹性恢复，最终确定橡胶沥青配合比采用基质沥青：橡胶粉=80：20%。
本工程中橡胶沥青采用现场生产的方式进行供应，生产过程质量控制主要是胶粉掺量、加工温度、发育温度、发育时间等方面。橡胶沥青供应运输半径控制在25km以内，尽可能缩短沥青的衰减时间，保证橡胶沥青在加工为成品后4个小时内用完，确保沥青的各项技术指标。
4、橡胶沥青的技术指标
本项目要求橡胶沥青满足表5要求。
5、集料的选择及技术指标
石料采用新宾大四平镇生产的反击式破碎机轧制石灰岩碎石，石料粒径为9.5～13.2mm，其规格满足石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、近立方体的要求。为充分保证石料的洁净、干燥，特定制一套石料加热除尘设备，施工前对石料进行加热、除尘、筛分，除去不合格石料，同时消除粉尘，使石料有利于与橡胶沥青良好粘结，石料通常加温到80-90℃，运输到施工现场，石料的实际撒布温度大约在65-75℃之间，充分满足不低于60℃的技术要求。
本项目石料各项力学指标满足表6要求。
6、橡胶沥青应力吸收层施工工艺
6.1 前期准备
（1）施工前对现场技术人员及操作人员进行岗前技术交底和安全教育。
（2）对基层顶面认真清扫，然后用空压机顺风向吹净浮尘，达到表面清洁无杂质，同时对构造物要进行有效遮盖，避免洒布橡胶沥青时造成污染。
（3）施工前对各种施工机械做全面检查，调试洒布设备使其处于良好的状态，并标定沥青洒布量及碎石撒布量；对沥青洒布及碎石撒布设备进行认真清理，检查储油罐中的残油是否已经清除干净，并认真检查施工机械车轮，严禁将污染物带上施工作业面。
6.2 橡胶沥青洒布
（1）洒布前先在原结构层划上标志线，并使施工车辆与标志线对齐。
（2）在洒布过程中，洒布车保持匀速行驶，确保洒布均匀，洒布车速度控制在5～10km/h；
（3）沥青的洒布温度控制在195℃以上，地表温度、气温在15℃和20℃以上，橡胶沥青洒布量采用2.3kg/m2，洒布量控制精度为±5%。现场人员随时抽查沥青洒布量和温度。
（4）在洒布过程中，应注重横向、纵向接缝的施工处理。 （5）在洒布过程中，注意橡胶沥青的洒布状态，发现局部过多或漏喷则应采用人工进行适当清除或补洒。
（6）每车洒布完成后对沥青用量进行总量检测，以保证沥青洒布量的准确，施工完成后车内的剩余沥青进行清空。
6.3 碎石撒布
（1）碎石撒布温度应不低于60℃，在撒布过程中，撒布车应保持匀速行驶，确保撒布均匀。
（2）碎石撒布量以覆盖表面70-80%为准，碎石撒布量为13-14kg/m2，对于局部撒布量不足的地方，应人工补足。现场人员要随时目测碎石撒布的最大间隙，最大间隙小于碎石最大粒径。
（3）为避免碎石撒布车与橡胶沥青粘连，对其载重轮进行适量洒水，以浸润轮胎为标准，不能造成水自由流淌到粘结层上。
（4）为保证撒布的均匀性，严格控制撒布车辆启动阶段的横纵向的接缝位置，避免出现重叠和漏撒现象。
6.4 接缝处理
（1）横缝的处理。横缝采用对接法处理方式。在每段接头处，用铁板或油毡纸横铺在本段起点前及终点后，以准确进行横向衔接，洒布车经过后应及时取走铁板或油毡纸。
（2）纵缝的处理。在进行接缝处理时，第一幅右侧的橡胶沥青正常喷洒，而碎石则要减少一个卸料槽的宽度，从而为接缝做好准备，第二幅左侧的橡胶沥青洒布与第一幅交叉重叠10 cm左右（两个喷嘴形成的半个扇面重叠），使橡胶沥青用量刚好达到正常要求，左侧碎石撒布正常，右侧减小一个卸料槽宽度，以此类推，直至到最边幅时施工右侧调整到正常状态。
6.5 压实及成型
全幅碾压遍数为3遍。碾压时，遵循先慢后快的原则，碾压速度2-2.5km/h，碾压时每次轮迹应至少重叠300mm，以充分保证压实效果。
6.6 浮料收集
施工结束24h后，采用强力扫刷车对施工后的路段进行清扫，保证清扫后路面无浮料。同时不允许车辆在封层后的段落上调头和急转弯。
7、橡胶沥青应力吸收层施工质量控制
7.1 橡胶沥青喷洒的均匀性
（1）橡胶沥青的喷洒温度不能过低，否则导致喷洒粘度过大，容易造成橡胶沥青雾化效果差，分布不均匀。
（2）橡胶沥青喷洒温度也不宜过高，否则易造成沥青粘度快速衰减，对工程质量造成不良影响，综合实践经验，其喷洒温度宜控制在200-210℃。
7.2 温度对施工的影响
（1）碾压是该工艺施工的重要环节，在碾压时必须注意温度的变化，通过施工实践摸索，当碎石温度降至50℃-55℃时碾压压实效果为最佳。
（2）气温和地表温度直接影响着石料与橡胶沥青的结合能力，温度过低时，橡胶沥青失去了爬升能力，与石料的结合性能降低，会出现严重的脱粒现象。当室外温度低于20℃，地表温度低于15℃时，应停止该工艺施工。
7.3 人工修复
在碾压的同时，对于铺筑的部分出现不均匀现象时，应及时进行人工处理，同时压路机要进行及时碾压，使修补的石料与橡胶沥青充分粘结，形成良好整体，在人工修复时做到不漏点、无浮料。
8、交工检测
4.1 施工阶段的检测项目包括：橡胶沥青指标、橡胶沥青洒布量、集料洒布量、刹车试验、外观检查等，检测方法及检测标准见表7。
施工后，进行刹车试验，与基层良好粘结，未发现搓皮、推移现象，整体粘结效果很好，通过钻芯取样来看未产生沥青薄层。
9、结论
橡胶沥青应力吸收层作为预防沥青路面反射裂缝发生的有效措施，在国内外高速公路得到广泛的推广和应用，其良好的路用性能达到了广大用户的认可和肯定，未来具有良好的市场空间。同时，随着环保、节能理念的不断推进，该工艺必将在公路建设领域创造良好的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1] JTJ F-40-2004，公路沥青路面施工技术规范[S]
[2] JTJ073，公路养护技术规范[S]
[3] JTJF80，公路工程質量检验评定标准[S]
[关键词]橡胶沥青 应力吸收 半刚性基层路面
中图分类号：TG333.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）26-213-02
旺清门至南杂木高速公路路面设计采用半刚性基层沥青路面，由于本项目处于辽宁东部山区，冬季气温较低，会导致路面基层开裂加剧，裂缝很快就反射到沥青面层，使得沥青路面过早地出现了裂缝，雨水通过裂缝不断渗入到基层当中，侵蚀基层，造成结构性的破坏。而橡胶沥青具有良好的防水及高低温稳定性，有其他胶结材料不可替代的抗老化和抗裂性能，为改善旺南高速公路路面的服务功能，在部分段落沥青路面上采用橡胶沥青应力吸收层技术。本文结合工程实际，详细介绍橡胶沥青应力吸收层的施工工艺及应用情况。
1、橡胶沥青应力吸收层简介
1.1 技术定义
橡胶沥青是由基质沥青、废旧轮胎橡胶屑和特种添加剂在专用设备中进行物理化学反应，橡胶颗粒在沥青中充分反应并发生溶胀，橡胶颗粒部分裂解，胶粉的某些成分通过界面交换进入沥青，这些物质的进入可改善沥青沥青温度敏感性，提高抗老化性能和改善沥青与矿料的黏结作用。同时，沥青中的轻质组分被橡胶颗粒吸收，使沥青的黏度大大增加。沥青和橡胶粉的界面逐渐模糊，形成一层高弹性凝胶状物质，其高低温性能都有较大提升，其性能明显优于基质沥青。
橡胶沥青应力吸收层是指在半刚性基层与沥青路面面层之间加铺一层橡胶沥青，然后撒布一定规格的单粒级碎石，形成一个稳定的界面功能层，能够吸收裂缝部位的集中应力，有效延缓沥青路面反射裂缝的发生。
1.2 技术特点
（1）有效抑制瀝青路面反射裂缝的发生。
（2）阻止水分渗入基层，避免出现水损害。
（3）良好的层间粘结作用。
1.3 作用机理
通过橡胶沥青层高弹性恢复、高粘结的特性，能消减和吸收基层温缩裂缝产生的应力，达到预防和延缓沥青面层不出现反射裂缝的作用。同时，较厚的连续沥青膜能完全阻断外部水进入基层。
2、原材料及其技术指标
2.1 基质沥青
生产橡胶沥青的基质沥青为辽河石化公司生产的AH-90号重交通道路石油沥青，基质沥青的有关技术指标满足表1要求。
2.2 橡胶粉
橡胶粉颗粒规格、化学成分和杂质含量应分别符合橡胶颗粒组成、橡胶粉化学成分和橡胶粉现场质量检测指标的要求（主要参照美国亚利桑那州橡胶沥青范围及美国材料与试验协会橡胶沥青胶结料规范），我们采用黑龙江克山生产的橡胶粉，采用常温粉碎研磨生产的20目斜交胎胶粉。具体指标见表2、表3、表4 。
3、橡胶沥青生产及质量控制
橡胶沥青中橡胶粉的掺量应根据实际使用的技术要求确定。通常来说，橡胶粉的掺量越大，橡胶沥青的粘度也越大，相应的路用性能也越好，但施工和易性会下降。为了确定合理的橡胶沥青生产温度和配比，分别选择16%、18%、20%、22%等4个胶粉掺量进行室内试验，测定橡胶沥青在不同的掺加量和不同发育温度下的各项技术指标，包括粘度、软化点、针入度和弹性恢复，最终确定橡胶沥青配合比采用基质沥青：橡胶粉=80：20%。
本工程中橡胶沥青采用现场生产的方式进行供应，生产过程质量控制主要是胶粉掺量、加工温度、发育温度、发育时间等方面。橡胶沥青供应运输半径控制在25km以内，尽可能缩短沥青的衰减时间，保证橡胶沥青在加工为成品后4个小时内用完，确保沥青的各项技术指标。
4、橡胶沥青的技术指标
本项目要求橡胶沥青满足表5要求。
5、集料的选择及技术指标
石料采用新宾大四平镇生产的反击式破碎机轧制石灰岩碎石，石料粒径为9.5～13.2mm，其规格满足石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、近立方体的要求。为充分保证石料的洁净、干燥，特定制一套石料加热除尘设备，施工前对石料进行加热、除尘、筛分，除去不合格石料，同时消除粉尘，使石料有利于与橡胶沥青良好粘结，石料通常加温到80-90℃，运输到施工现场，石料的实际撒布温度大约在65-75℃之间，充分满足不低于60℃的技术要求。
本项目石料各项力学指标满足表6要求。
6、橡胶沥青应力吸收层施工工艺
6.1 前期准备
（1）施工前对现场技术人员及操作人员进行岗前技术交底和安全教育。
（2）对基层顶面认真清扫，然后用空压机顺风向吹净浮尘，达到表面清洁无杂质，同时对构造物要进行有效遮盖，避免洒布橡胶沥青时造成污染。
（3）施工前对各种施工机械做全面检查，调试洒布设备使其处于良好的状态，并标定沥青洒布量及碎石撒布量；对沥青洒布及碎石撒布设备进行认真清理，检查储油罐中的残油是否已经清除干净，并认真检查施工机械车轮，严禁将污染物带上施工作业面。
6.2 橡胶沥青洒布
（1）洒布前先在原结构层划上标志线，并使施工车辆与标志线对齐。
（2）在洒布过程中，洒布车保持匀速行驶，确保洒布均匀，洒布车速度控制在5～10km/h；
（3）沥青的洒布温度控制在195℃以上，地表温度、气温在15℃和20℃以上，橡胶沥青洒布量采用2.3kg/m2，洒布量控制精度为±5%。现场人员随时抽查沥青洒布量和温度。
（4）在洒布过程中，应注重横向、纵向接缝的施工处理。 （5）在洒布过程中，注意橡胶沥青的洒布状态，发现局部过多或漏喷则应采用人工进行适当清除或补洒。
（6）每车洒布完成后对沥青用量进行总量检测，以保证沥青洒布量的准确，施工完成后车内的剩余沥青进行清空。
6.3 碎石撒布
（1）碎石撒布温度应不低于60℃，在撒布过程中，撒布车应保持匀速行驶，确保撒布均匀。
（2）碎石撒布量以覆盖表面70-80%为准，碎石撒布量为13-14kg/m2，对于局部撒布量不足的地方，应人工补足。现场人员要随时目测碎石撒布的最大间隙，最大间隙小于碎石最大粒径。
（3）为避免碎石撒布车与橡胶沥青粘连，对其载重轮进行适量洒水，以浸润轮胎为标准，不能造成水自由流淌到粘结层上。
（4）为保证撒布的均匀性，严格控制撒布车辆启动阶段的横纵向的接缝位置，避免出现重叠和漏撒现象。
6.4 接缝处理
（1）横缝的处理。横缝采用对接法处理方式。在每段接头处，用铁板或油毡纸横铺在本段起点前及终点后，以准确进行横向衔接，洒布车经过后应及时取走铁板或油毡纸。
（2）纵缝的处理。在进行接缝处理时，第一幅右侧的橡胶沥青正常喷洒，而碎石则要减少一个卸料槽的宽度，从而为接缝做好准备，第二幅左侧的橡胶沥青洒布与第一幅交叉重叠10 cm左右（两个喷嘴形成的半个扇面重叠），使橡胶沥青用量刚好达到正常要求，左侧碎石撒布正常，右侧减小一个卸料槽宽度，以此类推，直至到最边幅时施工右侧调整到正常状态。
6.5 压实及成型
全幅碾压遍数为3遍。碾压时，遵循先慢后快的原则，碾压速度2-2.5km/h，碾压时每次轮迹应至少重叠300mm，以充分保证压实效果。
6.6 浮料收集
施工结束24h后，采用强力扫刷车对施工后的路段进行清扫，保证清扫后路面无浮料。同时不允许车辆在封层后的段落上调头和急转弯。
7、橡胶沥青应力吸收层施工质量控制
7.1 橡胶沥青喷洒的均匀性
（1）橡胶沥青的喷洒温度不能过低，否则导致喷洒粘度过大，容易造成橡胶沥青雾化效果差，分布不均匀。
（2）橡胶沥青喷洒温度也不宜过高，否则易造成沥青粘度快速衰减，对工程质量造成不良影响，综合实践经验，其喷洒温度宜控制在200-210℃。
7.2 温度对施工的影响
（1）碾压是该工艺施工的重要环节，在碾压时必须注意温度的变化，通过施工实践摸索，当碎石温度降至50℃-55℃时碾压压实效果为最佳。
（2）气温和地表温度直接影响着石料与橡胶沥青的结合能力，温度过低时，橡胶沥青失去了爬升能力，与石料的结合性能降低，会出现严重的脱粒现象。当室外温度低于20℃，地表温度低于15℃时，应停止该工艺施工。
7.3 人工修复
在碾压的同时，对于铺筑的部分出现不均匀现象时，应及时进行人工处理，同时压路机要进行及时碾压，使修补的石料与橡胶沥青充分粘结，形成良好整体，在人工修复时做到不漏点、无浮料。
8、交工检测
4.1 施工阶段的检测项目包括：橡胶沥青指标、橡胶沥青洒布量、集料洒布量、刹车试验、外观检查等，检测方法及检测标准见表7。
施工后，进行刹车试验，与基层良好粘结，未发现搓皮、推移现象，整体粘结效果很好，通过钻芯取样来看未产生沥青薄层。
9、结论
橡胶沥青应力吸收层作为预防沥青路面反射裂缝发生的有效措施，在国内外高速公路得到广泛的推广和应用，其良好的路用性能达到了广大用户的认可和肯定，未来具有良好的市场空间。同时，随着环保、节能理念的不断推进，该工艺必将在公路建设领域创造良好的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1] JTJ F-40-2004，公路沥青路面施工技术规范[S]
[2] JTJ073，公路养护技术规范[S]
[3] JTJF80，公路工程質量检验评定标准[S]