應力吸收層在高速公路養護工程中的應用研究

陳貴榮

摘要：反射裂縫為我國半剛性基層瀝青路面的典型病害，而應力吸收層由于其優秀的變形能力及粘結能力在高速公路養護工程中得到廣泛應用。文章結合實體工程，研究了應力吸收層的原材料要求和施工工藝，并對其抑制反射裂縫的效果進行跟蹤評價，為高等級公路養護工程中使用應力吸收層提供參考。

關鍵詞：應力吸收層;路面養護;反射裂縫

0 引言

半剛性基層瀝青路面由于其較高的強度、良好的整體性和較低的造價而成為我國瀝青路面的典型結構形式。但無機結合類材料由于其本身的溫縮和干縮性能而不可避免地出現開裂現象，因此反射裂縫成為半剛性基層瀝青路面的典型病害。在高速公路養護工程中，若不對原路面的反射裂縫進行針對性的處理，則罩面加鋪層非常容易開裂，降低了罩面的使用壽命。

應力吸收層由于其良好的變形能力和粘結能力，對延緩反射裂縫的發展有明顯的作用，本文針對應力吸收層在高速公路養護工程中的應用展開研究。

1 工程背景

本工程位于某東部沿海省份的高速公路上，為雙向四車道?！豆窞r青路面施工技術規范》（JTGF40-2004）中根據氣候特征的不同對瀝青路面進行了分區，該高速公路從溫度方面劃分為夏炎熱冬溫區，從雨量方面劃分為潮濕區。

養護路段原路面結構為4cmAC-13C改性瀝青混合料+6cmAC-20C改性瀝青混合料+7cmAC-25C普通瀝青混合料+20cm水泥穩定碎石+35cm低劑量水泥穩定碎石，路面總厚度為72cm。

養護路段全長6.0km，原路面的主要病害為橫向裂縫，且大多貫穿上中下面層。各公里段橫向裂縫數量如表1所示，現場圖如圖1所示。

2 應力吸收層應用方案、原材料要求及施工工藝

2.1 應用方案

對原路面進行罩面加鋪，為作對比，將6km長的養護路段劃分為三個養護單元，每個養護單元的長度均為2km。不同養護單元的罩面加鋪方案如表2所示。

第1個養護單元為常規的4cmSMA-13罩面;第二個養護單元在常規4cmSMA-13罩面的基礎上，增設應力吸收層;第3個養護單元為5cmSMA-13罩面，其總厚度與第2個養護單元一致。通過第1和第3個養護單元的對比，可以得到罩面層厚度增加對反射裂縫的抑制作用;通過第2個和第3個養護單元的對比，可以得到在加鋪層總厚度一致的情況下，1cm應力吸收層與1cmSMA-13瀝青混合料在抑制反射裂縫方面的不同效果。

本文中第2個養護單元所應用的應力吸收層為橡膠瀝青碎石封層，其厚度為1cm。

養護單元1和養護單元3在罩面加鋪前應按照規范要求撒布改性乳化瀝青黏層，養護單元2原路面無須再撒布黏層。

2.2 應力吸收層原材料要求

本文中第2個養護單元所應用的應力吸收層為橡膠瀝青碎石封層，其原材料要求如下：

2.2.1 集料

應力吸收層應選用單粒徑碎石，碎石的粒徑應為罩面層厚度的1/4～1/3，本工程罩面層為4cmSMA，因此選用9.5～13.2mm檔的單粒徑碎石。級配要求如表3所示。

應力吸收層對所用的碎石質量要求較高，其應具有較高的壓碎值，使用前宜水洗清潔，在有條件的情況下可使用基質瀝青對石料進行預裹附，以保證使用過程中橡膠瀝青與碎石的粘結。預裹附所用的基質瀝青宜為集料質量的0.4%～0.6%。

2.2.2 橡膠瀝青

應力吸收層的膠結料應選用橡膠瀝青。橡膠瀝青應使用70#道路石油瀝青和橡膠粉進行現場制備或者成品采購。制備橡膠瀝青的技術要求如表4所示。

2.3 施工工藝

養護單元2中應力吸收層的施工應嚴格執行《橡膠瀝青及混合料設計施工技術指南》中的要求，首先在清掃吹干原路面的基礎上撒布橡膠瀝青，之后再撒布單粒徑碎石并碾壓。各主要施工步驟的要求如下：

2.3.1 撒布橡膠瀝青

在保證原路面干燥清潔的前提下，建議采用瀝青撒布車進行橡膠瀝青的撒布，橡膠瀝青應撒布均勻，對于漏撒的位置應及時進行人工補撒，每平方米橡膠瀝青的撒布量宜為2.0～2.6kg，具體可根據現場情況以及試驗段的施工情況確定。

2.3.2 撒鋪碎石

碎石的撒鋪和橡膠瀝青的撒布宜同步進行，有條件的情況下可采用同步碎石封層車進行施工，以減少車輪行駛對橡膠瀝青層的破壞。每平方米碎石的撒鋪量宜為10～14kg，具體可根據現場情況以及試驗段的施工情況確定。

2.3.3 碾壓

橡膠瀝青應力吸收層的碾壓宜采用膠輪壓路機，通過其揉搓作用，在不破壞碎石強度的情況下，使得碎石與橡膠瀝青充分粘結?？紤]到溫度對瀝青黏度的影響，應在撒布橡膠瀝青后的15min之內完成碾壓工作。

3 應用效果評價

本工程實施時間為2015年，對實施前、實施后2年、實施后4年三個時間節點分別統計三個養護單元橫向裂縫的條數，據此評價三種不同養護措施抑制反射裂縫的效果，結果如表5和圖2～3所示。

從表5中可見：

（1）罩面加鋪前3個養護單元橫向裂縫的數量處于同一水平，均在85～90條/km之間。

（2）罩面加鋪后路表橫向裂縫的數量明顯減少，但不同養護措施對反射裂縫的抑制效果有一定差異。

（3）養護措施實施2年后，加鋪4cmSMA-13的養護單元，平均每公里的裂縫條數為5條;而加鋪4cmSMA-13+1cm應力吸收層的養護單元，其裂縫條數僅為養護單元1的40%;加鋪5cmSMA-13的養護單元3，其裂縫條數為養護單元1的60%。

（4）養護措施實施4年后，加鋪4cmSMA-13的養護單元，平均每公里的裂縫條數為16條;而加鋪4cmSMA-13+1cm應力吸收層的養護單元，其裂縫條數僅為養護單元1的50%;加鋪5cmSMA-13的養護單元3，其裂縫條數為養護單元1的62.5%。

（5）4cmSMA-13加鋪方案抑制反射裂縫的效果最差;5cmSMA-13加鋪方案由于加鋪層厚度的增加，抑制反射裂縫的效果稍好;而4cmSMA-13+1cm應力吸收層加鋪方案由于應力吸收層良好的變形能力，抑制反射裂縫的效果最好。

4 結語

養護路段總長為6km，為同一條高速公路上的連續路段，將其劃分為3個長為2km的養護單元，在不同的養護單元分別實施不同的罩面加鋪方案。統計養護措施2～4年后橫向裂縫的條數。結果表明，養護措施實施4年后，加鋪4cmSMA-13+1cm應力吸收層的路段橫向裂縫的數量最少，平均每公里裂縫條數為加鋪4cmSMA-13路段的50%，5cmSMA-13路段的80%。由此可見，與傳統4cm厚的細粒式瀝青混合料罩面相比，1cm應力吸收層的增設，具有明顯的抑制反射裂縫的作用。

參考文獻：

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