橡胶沥青应力吸收层

橡胶沥青应力吸收层（精选7篇）

橡胶沥青应力吸收层 篇1

橡胶沥青应力吸收层具有抗反射裂缝、抗水损坏、粘结作用,被广泛运用于“白改黑”等公路和市政项目中。本文通过总结国内外施工经验和现有规范、技术规程,提出了原材料及混合料的技术要求和施工工艺,以期为橡胶沥青应力吸收层的设计和施工提供参考和借鉴。

1 橡胶沥青混合料设计

1.1 基质沥青

基质沥青采用与沥青面层相同标号的沥青,即A级-70号道路石油沥青,福建省公路项目改性沥青采购招标文件以及《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004的要求。

1.2 橡胶粉

本项目橡胶粉采用30目(注:目数越大,表示颗粒越细)的常温法研磨粉碎的斜交胎胶粉,胶粉掺量为17.6%~30%(外掺)。外掺19%左右的橡胶粉通常可以满足橡胶沥青的技术指标,具体掺量应以满足橡胶沥青技术指标为目标,根据试验确定。正式实施前,应考察橡胶粉厂家,尽可能选择具有高速公路橡胶沥青供货经验的,而且胎源稳定、可靠的供应商。废胎胶粉应满足以下技术要求:(1)外观。废胎胶粉应质地均匀,不应含有目测可见的木屑、砂砾、玻璃和污染物等杂质。废胎胶粉中的纤维不应结团,且不应有呈编织状的纤维颗粒。(2)物理性能。(3)筛分规格。(4)化学性能。

橡胶沥青所用废胎胶粉尚应满足《路用废胎硫化橡胶粉》JTT 797-2011的要求。

1.3 橡胶沥青

橡胶沥青的技术指标要求详见《公路工程废胎胶粉橡胶沥青》JT/T798-2011。

2 橡胶沥青应力吸收层施工工艺

2.1 橡胶沥青混合料拌合

拌合机产能应不小于80t/h,生产前施工单位应对其进行调试,保证设备的正常运转和计量系统的准确。

反应罐应尽量接近搅拌站,以减少连接管道的长度,并采用较大功率的沥青泵或采用较粗管道。生产前应提前30~60分钟预热连接管道。

温拌剂及沥青加入后,先湿拌35~40s,使橡胶沥青温度控制在185~195℃。由于不添加矿粉,故石料温度不可太高,需控制在180~190℃之间,并保证出厂混合料温度控制在175~185℃。超过195℃的混合料应废弃。

2.2 储存和运输

橡胶沥青应力吸收层的混合料在储存和运输过程中,其稳定性甚至要好于一般沥青混合料。这主要是由于橡胶沥青混合料在储存和运输过程中的浸润作用使其性能可进一步提高,故从储存和运输方面看,橡胶沥青应力吸收层混合料的施工性能较好,不存在问题。

2.3 摊铺和碾压

橡胶沥青混合料对摊铺温度要求较严,不应低于160℃,并且要求碾压开始后的温度不应低于150℃,复压时不应低于135℃,终压时不应低于90℃。

橡胶沥青混合料极易粘在橡胶轮胎压路机轮胎上,故不应采用橡胶轮胎压路机,应采用钢轮压路机,并且全过程都不应开振动。初压时,首先采用2台钢轮压路机紧随摊铺机静压1遍,复压4遍,随后碾压1~2遍以消除轮迹,使混合料的压实度大于98%。

橡胶沥青比普通沥青的粘度来得大,必须采取隔离措施,禁止人员踩踏,封闭交通。摊铺和碾压的过程中,严格控制摊铺机和压路机的行驶速度。应力吸收层表面应做到质地均匀。

3 结语

橡胶沥青应力吸收层具有抗反射裂缝、抗水损坏、粘结作用,被广泛运用于“白改黑”等公路和市政项目中。本文通过总结国内外施工经验和现有规范、技术规程,提出了原材料及混合料的技术要求和施工工艺,可为橡胶沥青应力吸收层的设计和施工提供参考和借鉴。

参考文献

[1]JTG F40-2004公路沥青路面施工技术规范[S].2005.

[2]JT/T 798-2011公路工程废胎胶粉橡胶沥青[S].2011.

[3]JTG E20-2011公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].2011.

橡胶沥青应力吸收层 篇2

本次沥青路面维修改造施工要对原路面进行养护维修以改善其使用功能, 在对原路面病害进行处理后, 再进行改性沥青混凝土及橡胶沥青混凝土罩面施工。罩面粘结层全部采用1cm橡胶沥青应力吸收层。施工路段为惠河一期K63+900~K80+750 (河惠方向) , 施工长度16.85km, 施工时间为2008年11月~2009年1月。

1 橡胶沥青应力吸收层的性能

橡胶沥青应力吸收层 (AR-SAMI) 是一种在喷洒橡胶沥青类结合料后, 立即撒铺一定粒径的粗集料, 经碾压而形成的薄层, 结构如图1所示。橡胶应力吸收层是具有高变形能力的改性沥青层, 它能够吸收裂缝部位的应力集中, 防止沥青路面形成反射裂缝。橡胶沥青应力吸收层作为新旧沥青路面的粘结层, 有效防止或延缓反射裂缝的产生, 提高加铺沥青路面的抗疲劳能力, 还可以起到良好的防水、粘结作用。

橡胶沥青是通过一定的生产工艺将橡胶粉加入沥青当中, 形成一种以橡胶粉为改性剂的改性沥青。橡胶沥青具有抗疲劳性能好、抗变形能力强、保护环境的性能特点, 在相同的加载条件下, 橡胶沥青的总变形小、变形回复能力好, 残余变形小。生产橡胶沥青, 能将废旧轮胎作为资源进行再利用, 不仅减少了环境污染, 减少资源消耗, 而且符合循环经济, 节能减排的要求, 有利于生态文明。

2 橡胶沥青加工工艺

橡胶粉利用方法采用湿法工艺, 即将磨细的胶粉按一定比例加入热熔的沥青中, 在一定温度下经过充分搅拌成为橡胶沥青, 作为沥青结合料使用。橡胶粉对沥青具有增粘和改性作用。橡胶粉粒度根据橡胶沥青的用途选择不同粒度的胶粉, 橡胶沥青制备需要在较高温度下进行, 橡胶发生溶胀, 并与沥青发生一定化学反应。温度太高, 不仅能源消耗大, 而且橡胶发生裂解, 使粘度降低, 沥青也易老化。

本工程使用的橡胶沥青应力吸收层是借鉴美国亚利桑那州经验, 进行设计加工。橡胶沥青基质沥青采用优质AH-70#石油沥青。橡胶粉采用20~40目货车轮胎胶粉、小汽车轮胎胶粉, 橡胶粉密度为1.15±0.05g/cm3, 纤维比例不超过0.5%。一般含有橡胶粉重量4%的碳酸钙, 以防止胶粉颗粒相互粘结。177℃粘度橡胶沥青的高温性能、低温性能等都随着掺量增加而提高;综合考虑施工性能, 橡胶沥青的胶粉掺量控制为18% (内掺) 。橡胶粉颗粒规格应符合表1要求。

橡胶沥青生产设备生产能力为10t/h, 配有一个带搅拌器的45t储存罐。橡胶沥青采用间歇式方式生产。AH-70#基质沥青的加热温度为170℃, 橡胶粉的掺量为18%, 将基质沥青和橡胶粉按确定的比例加入橡胶沥青混融罐中, 通过快速升温罐将混合料升温至190~200℃, 再泵入反应釜中反应45min左右, 橡胶沥青的出料温度控制在200℃左右。橡胶沥青生产流程程如图2所示。

橡胶沥青生产好后, 对粘度进行现场检测, 橡胶沥青各项检测指标合格后, 即可使用。橡胶沥青技术要求见表2。

3 橡胶沥青应力吸收层施工工艺

应力吸收层集料采用10~15mm碎石, 集料采用洁净、干燥、无风化、无杂质, 颗粒形状具有棱角, 接近立方体, 有足够的强度和耐磨耗性, 石质坚硬, 抗冲击性能良好的反击式破碎机轧制碎石。应力吸收层集料级配范围如表3。

施工前将10~15mm碎石集中通过沥青拌和楼进行烘干除尘。碎石加热温度控制在160~170℃左右, 碎石集中堆放在专门场地, 并用彩条布覆盖。橡胶沥青应力吸收层 (AR-SAMI) 施工时, 空气温度和地面温度都不得低于15℃。施工前应检查路面, 确保路面干净干燥, 且做好路缘石防护工作。

橡胶沥青应力吸收层 (AR-SAMI) 施工采用一台沥青洒布车和一台碎石洒布车施工, 通过电脑自动控制沥青洒布量。橡胶沥青洒布量为2.3kg/m2, 洒布温度为200℃, 分三幅洒布, 相邻两幅间重叠10cm左右。10~15mm碎石撒布量为12~14kg/m2, 以满铺不重叠、不散失为度。对于沥青漏洒或洒布不到的地方, 采用改性乳化沥青涂洒2遍;碎石撒布重叠之处则人工扫除多余碎石, 碎石撒布不足时则人工进行补撒。碎石撒布后, 用轮胎压路机紧跟碾压2~3遍。

橡胶沥青应力吸收层 (AR-SAMI) 检测采用抽提法计算沥青及碎石洒布量, 同时根据当天沥青和碎石用量及施工面积, 计算橡胶沥青和碎石洒布量。橡胶沥青应力吸收层施工应与AC13沥青混凝土紧凑进行, 中间不开放交通。

4 路用性能分析及评价

橡胶沥青应力吸收层 (AR-SAMI) 铺筑5h后, 对应力吸收层进行了刹车试验, 用BZZ-60标准汽车 (后轴重6t) 以50km/h速度急刹, 结果显示橡胶沥青应力吸收层未出现无撕裂和破损现象, 碎石很好地嵌入橡胶沥青层中, 橡胶沥青与原路面粘结牢固。从外观检查, 橡胶沥青应力吸收层外观均匀一致, 用硬物刮开观察, 与原路面粘接牢固, 不起皮, 无油包和原路面外露现象。由此可见, 橡胶沥青应力吸收层施工质量及粘结效果良好。

惠河一期K63+900~K80+750 (河惠方向) 沥青路面维修改造工程竣工至今使用近两年时间, 通过回访调查发现全路段罩面层基本无裂缝病害出现。由此可见, 橡胶沥青应力吸收层的应用对原沥青路面裂缝反射起到了有效的防止作用, 作为新旧沥青路面的粘结层, 成功的防止或延缓了反射裂缝的产生。

5 结语

路面结构层的联结是一个十分重要的问题, 这种层间受力的连续性对采用薄面层的路面结构更为重要, 层间联结不良会严重影响路面使用寿命。橡胶沥青应力吸收层在惠河高速公路沥青路面改造工程的成功应用表明, 橡胶沥青应力吸收层技术能够有效的防止高速公路路面反射裂缝。还可以起到良好的防水、粘结作用, 提高沥青罩面层的抗疲劳能力。

橡胶沥青的使用还可以使废旧轮胎等材料二次利用, 节约资源, 保护环境, 具有较大经济和社会效益。本工程橡胶沥青应力吸收层施工同时提供了重要的试验检测数据和参考价值, 为今后的沥青路面改造维修项目提供宝贵的工程经验。

参考文献

[1]公路沥青路面施工技术规范JTG F40-2004.人民交通出版社, 2004.

[2]橡胶沥青施工指南.江苏省交通科学研究院, 2008.

橡胶沥青应力吸收层 篇3

由于早期修建的大量水泥混凝土路面超过设计年限仍在使用, 目前大部分路面都已损坏, 需要对水泥混凝土路面进行翻修改造, 经过多方面比较分析, 采用原路面加铺沥青面层的“白加黑”方案较为理想。但是, 采用这一方案后, 旧水泥混凝土路面固有的缩缝、胀缝、施工缝等会反射到沥青面层, 形成沥青路面的反射裂缝。为预防上述病害, 国外最先采用了在旧路面上加铺橡胶沥青应力吸收层的方法, 经过一段时间的运营, 效果明显。

1 橡胶沥青和橡胶沥青应力吸收层简介

1.1 橡胶沥青

橡胶沥青具有高温稳定性、低温柔韧性、抗老化性、抗疲劳性、抗水损坏性等性能, 为理想的环保型路面材料, 目前主要应用于道路结构中的应力吸收层和表面层中。

1.2 橡胶沥青应力吸收层

将单一粒径的石料均匀地满铺在橡胶沥青层上, 用胶轮压路机进行嵌挤碾压, 橡胶沥青被挤压到石料高度的约3/4处, 石料嵌锁形成后将构成结构性支撑, 这时所形成碎石封层即为橡胶沥青应力吸收层, 其具有抗反射裂缝、抗水损坏的优点, 且粘结作用超强。

2 道路改造工程实例概况

该项目为省道206线龙门隧道至云埔段路面改造工程, 路线总长7.68km, 路幅宽度30m。该路原路面结构形式为水泥混凝土路面, 双向两车道, 路窄纵坡大, 属于二级公路, 运行车辆多为货车, 水泥路面加铺沥青两种材料回弹模量不连续, 容易推移, 通过对旧路面铣刨再增加一层1cm橡胶沥青应力吸收层后, 在防止反射裂缝的同时更好地防止沥青层推移。

3 水泥混凝土路面加铺橡胶沥青应力吸收层施工技术

根据之前道路改造工程的经验, 加铺橡胶沥青应力吸收层的关键技术包括:原材料制备、施工前准备和施工控制。

3.1 原材料制备

(1) 橡胶沥青的配制和质量要求。橡胶沥青生产前, 基质沥青加热到185~200℃的高温。橡胶沥青胶结料在搅动状态下反应45min以上, 反应温度保持在180~195℃。橡胶沥青生产完成后, 进行保温储存。用于储存橡胶沥青和基质沥青的储存罐配有加热和保温装置, 使储存罐能保持在规定的温度范围内, 温度范围一般为180~195℃, 导热油温度和配料比例进行严格控制。成品橡胶沥青要通过各项检验合格后才可使用, 控制的关键技术指标见表1。

(2) 碎石级配和质量要求。碎石采用石质坚硬、清洁、干燥、近立方体颗粒的玄武岩碎石。为确保碎石干燥、与沥青有效结合, 碎石需预先在拌和机内加热搅拌除尘, 加热温度150~170℃。

(3) 橡胶粉和橡胶应力吸收层的质量要求。生产橡胶沥青用的橡胶粉规格及洁净程度对橡胶沥青的影响较大, 因此橡胶粉颗粒规格及质量要求应符合表2和表3。橡胶应力吸收层级配范围如表4所示。

3.2 橡胶沥青应力吸收层的施工工艺

3.2.1 施工前准备工作

在水泥混凝土路面上加铺沥青面层时, 应先对旧路面病害处理后进行铣刨拉毛, 并进行清扫、高压水冲洗、鼓风机吹尘、人工局部清理, 彻底清除基层的泥土、杂物, 并确保基面的粗糙、干净、干燥, 同时需用的施工机械设备进入待命状态。

3.2.2 施工工艺流程

(1) 预拌碎石。为保证洒布的碎石与橡胶沥青的充分粘结, 碎石必须加热到150~170℃, 并采用0.4%~0.6%的基质沥青进行预裹。

(2) 橡胶沥青和碎石的洒布。为了确保碎石与橡胶沥青在较高温度下充分结合和确保碎石与橡胶沥青洒布的均匀程度, 采用橡胶沥青和碎石同步封层车进行洒布。橡胶沥青用量为2~3kg/m2, 洒布必须均匀, 沥青洒布量要严格控制, 喷洒最大偏差量不应超过规定的±0.2kg/m2。碎石洒布量为16kg/m2, 喷洒最大偏差量不应超过规定的±2kg/m2。

(3) 碾压。碎石洒布后, 应立即采用25t胶轮压路机进行碾压。橡胶沥青应处于流动状态, 以便碎石部分嵌入沥青层。碾压应反复2~3遍, 根据需要选择压路机的数量。施工中为了确保碾压的温度, 要求胶轮紧随碎石洒布车后面碾压, 距离不能超过5m。

(4) 清扫。碾压完毕, 待碎石粘附在沥青层中后, 可用人工或机械方法清除多余的没有粘结的松散碎石, 以避免影响与上层的粘结性能。

(5) 交通管制。该项目仅有两个车道, 社会车辆较多, 施工过程中只能封闭一幅, 另一幅单向通行, 交通管制必须到位。为保护橡胶沥青应力吸收层不被破坏, 橡胶沥青应力吸收层的施工应与上面层沥青混凝土紧凑进行, 中间不开放交通, 若期间必须开放交通, 须待碾压施工完成3h后方可开放交通, 但车速不宜超过25km/h。在上面层沥青混凝土施工前须洒布粘层油, 洒布量控制在0.3kg/m2左右。

3.3 橡胶沥青应力吸收层施工的质量控制

橡胶沥青应力吸收层施工阶段质量控制项目主要包括:橡胶沥青质量控制、橡胶沥青洒布量控制、碎石洒布量控制、外观检查等。具体的检测方法和检测标准见表5。

为保证橡胶沥青应力吸收层的质量, 在施工中还应注意以下几点: (1) 合理选择施工设备。通过该道路工程的现场施工对比认为, 采用橡胶沥青碎石同步封层车施工的施工质量远远好于采用沥青洒布车和碎石洒布车配合施工的质量; (2) 施工时, 气温和路面温度不易低于18℃; (3) 路面应洁净、干燥; (4) 应注意风速, 风速应不能影响到工程的施工; (5) 雨天和即将下雨的天气不能进行橡胶沥青应力吸收层的施工。

4 结语

(1) 橡胶沥青应力吸收层应用于“白加黑”路面加铺工程具有施工速度快、环境污染小、质量易控制的优点, 可有效解决复合式沥青路面在使用过程中存在的反射裂缝等问题;

(2) 根据该道路改造工程的经验, 加铺橡胶沥青应力吸收层的关键技术包括原材料制备、施工前准备和施工中控制三方面;

(3) 为保证橡胶沥青应力吸收层的施工质量, 应确保预拌碎石、橡胶沥青和碎石洒布、碾压、清扫等环节的施工质量, 特别应对橡胶沥青质量、橡胶沥青洒布量、碎石洒布量、外观等关键要素进行严格控制。

摘要：本文结合某道路改造工程, 对在旧水泥混凝土路面加铺橡胶沥青应力吸收层的施工工艺进行了简单的分析与探讨。

关键词：橡胶沥青,施工技术,水泥路面,改造,白改黑

参考文献

橡胶沥青应力吸收层 篇4

1 断级配橡胶沥青应力吸收层

断级配橡胶沥青应力吸收层是由橡胶沥青胶结料、断级配集料组成的应力吸收薄膜夹层 (见图1) 。它将基本为同粒径的石料均匀铺在橡胶沥青层上, 经胶轮压路机碾压, 石料嵌锁构成的结构性支撑, 使旧路面接缝处相对位移产生的应力传到罩面层时大为减少。

断级配橡胶沥青应力吸收层应用于白加黑复合式路面改造有如下优点。

1) 抗反射裂缝。结构是柔性体系, 具有优良的应力、应变吸收能力和抗路面反射裂缝作用。高用量橡胶沥青与断级配碎石强力粘结, 形成约1 cm厚抗反射裂缝层, 有效阻止反射裂缝。

2) 抗路面水损。其橡胶沥青用量较大 (2.0~2.4 kg/m2) , 在原路面上形成约3 mm厚沥青膜, 防止雨水向下渗透, 对路基起到保护作用。同时, 摊铺沥青混合料时, 应力吸收层顶部的橡胶沥青会二次熔化, 路面压实时充分填充面层混合料底部缝隙, 排除雨水渗漏和层间存水。

3) 抗高温车辙。应力吸收层中胶结料具有高黏性和较强高温稳定性。由断级配大粒径集料形成支撑结构, 不易滑动;碎石外层裹附的橡胶沥青胶结料含大颗粒橡胶粉, 有较大摩阻力, 使碎石不易滑动, 有益于减少车辙, 保证结构稳定。

4) 粘结作用。应力吸收层与上下层黏结力强, 有效将沥青混合料面层与水泥混凝土板粘结成整体, 有利于结构整体受力, 提高路面使用寿命。

5) 施工简单, 速度快, 质量易控。采用1台沥青碎石同步封层车和胶轮压路机即可施工, 完毕后即可施工表面层, 不需要养护和固化过程, 省去常规工艺中改性沥青油毡贴缝、铺玻纤格栅等多道工序。质量更易控制, 只需严格控制胶结料、碎石撒布量及撒布均匀即可。

2 断级配橡胶沥青应力吸收层在城市道路改造中的应用

2.1 改造道路概况

合肥市合经区莲花路 (紫云路—方兴大道) 为城市主干路, 全长1.8 km, 规划红线宽50 m, 重交通等级, 设计速度60 km/h。现状机动车道22 m宽, 非机动车道4.5 m宽, 路面为水泥混凝土, 已建成10余年。本次道路改造工程仅对快、慢车道进行改造。

现路面结构:机动车道22 cm厚水泥混凝土面层, 30 cm厚二灰碎石基层;非机动车道18 cm厚水泥混凝土面层, 20 cm厚20 (石灰) ∶80 (粉煤灰) 基层。现路面有过维修史, 根据检测资料, 路面情况大部分良好, 存在少量断板, 局部路段存在角隅、接缝破碎、裂缝现象。

经过方案比选, 确定利用快、慢车道老路水泥混凝土面层, 采用白加黑复合式路面结构进行提升改造。

2.2 旧路面处理

原路面参照JTJ 073.1—2001《公路水泥混凝土路面养护技术规范》预先处理。基面上彻底清除泥土、杂物, 确保基面的粗糙、干净、干燥。对未损坏的旧水泥混凝土表面凿毛并仔细清洗, 清除路面交通标线。对路面局部破损进行清除修复, 坑洞修补, 纵横缝、胀缝和施工缝进行清理、维修。检查待铺路面的高程、横坡, 偏差较大或平整度过差, 应通过铣刨作业修正。

车行道板平均弯沉值≥0.2 mm (非机动车道弯沉值≥0.3 mm) 或相邻板弯沉差≥0.06 mm的, 可判定为板底脱空板块。其中平均弯沉值0.20~0.45 mm (非机动车道0.30~0.45 mm) 或相邻板弯沉差≥0.06 mm的脱空板块应注浆处理, 消除板底脱空;平均弯沉值>0.45 mm的脱空板块或断裂板, 应破除修复。

2.3 改造道路路面结构

1) 机动车道。

(1) 机动车道直接罩面段和修复段的罩面层。结构均为4 cm (AC-13C) 细粒式 (SBS改性) ;7 cm (AC-20C) 中粒式 (SBS改性) ;1 cm断级配橡胶沥青应力吸收层。

(2) 机动车道局部修复段 (连续处理长度<20 m) 罩面层。罩面层下的结构为22 cm厚水泥混凝土板恢复 (弯拉强度≥5 MPa) ;30 cm厚C15水泥混凝土基层;20 cm厚级配碎石。

(3) 机动车道连续修复段 (连续处理长度≥20 m) 罩面层。罩面层下的结构为22 cm厚水泥混凝土板恢复 (弯拉强度≥5 MPa) ;30 cm厚4.5%水泥稳定级配碎石;20 cm厚10%厂拌石灰土。

2) 非机动车道。原路面板处理后采用5 cm (AC-13C) 细粒式沥青混合料直接罩面处理。

3) 断级配应力吸收层集料规格见表1。

2.4 应力吸收层施工

1) 施工前准备。基面处理, 沥青碎石同步封层车、胶轮压路机等设备进入待命状态。沥青碎石同步封层车实现沥青和碎石的同步撒布, 有效改善和提高路面封层质量, 是应力吸收层施工的关键。

2) 施工工艺流程。

(1) 预拌碎石。为保证撒布的石料与橡胶沥青充分粘结, 石料需预先采用油石比为0.40%~0.60%的普通热沥青进行预裹, 拌和温度在150~170℃。

(2) 撒布弹性活化橡胶沥青和碎石。在处理好的基面上采用沥青碎石同步封层车喷洒弹性活化橡胶沥青和撒铺碎石。橡胶沥青用量2.0~2.4 kg/m2, 喷洒最大偏差量不应超过规定的±0.2 kg/m2。沥青纵向衔接应与已撒布部分重叠10 cm左右。碎石撒铺量推荐采用15~22 kg/m2, 根据试铺情况确定, 以满铺、不散失为度, 对于局部碎石撒铺量不足的地方, 应人工补足。最低撒布温度≥120℃。

(3) 碾压。碎石撒铺后应立即采用轮胎压路机进行碾压作业。根据需要选择压路机数量, 为了确保碾压的温度, 要求胶轮压路机紧随沥青碎石同步封层车后面碾压, 距离应≤5 m, 碾压2~3遍为宜。

(4) 清扫。碾压后, 铺筑上层沥青混合料前应对应力吸收层进行检查, 若发现没有粘结的松散碎石集结应清扫掉, 避免影响与上层的黏结性能。

(5) 开放交通要求。应力吸收层的施工应与上面层沥青混合料紧凑进行, 中间不开放交通;若必须开放交通, 须待碾压施工完成3 h后方可开放, 但车速应≤25 km/h。

3 结语

断级配橡胶沥青应力吸收层全面解决白加黑复合式路面使用过程中存在的反射裂缝问题、与水泥混凝土路面黏结问题、沥青混合料面层整体稳定问题、施工工艺问题, 提高路面使用性能和寿命。其施工过程均为机械控制, 施工流程简单, 质量易控制, 有效保证施工质量, 具有很好工程实际效果。

合经区莲花路 (紫云路—方兴大道) 是合肥市市政行业采用断级配橡胶沥青应力吸收层进行白加黑改造的第一条道路, 竣工2 a多未发现路面任何病害, 有效解决反射裂缝问题。经测算, 改造段较常规老路翻挖新建节省投资40%以上, 具有显著的经济、社会和环境效益。

摘要：介绍断级配橡胶沥青应力吸收层的特性及其应用于白加黑复合式路面改造的优点。结合合肥城市道路改造实例, 阐述设计要点和施工的注意事项。该方法经实践应用, 在工程中取得很好的效果。

橡胶沥青应力吸收层 篇5

关键词：应力吸收层,作用,施工技术,解决措施

0 引言

甘肃省S306线岷合公路地处山岭重丘区,海拔2 500 m～2 800 m高原,全年冬季漫长,春秋季短促,无夏季,雨水丰富,冰冻深度1.46 m,路面破坏主要在春融和秋水季节,针对特殊的地理气候,该路面结构设计为:上面层3.5 cm细粒式沥青混凝土;1 cm SBS 改性沥青封层(应力吸收层);下面层5 cm～7 cm粗粒式沥青碎石。下面层与水泥稳定碎石基层之间洒布乳化沥青透层油,上面层与封层之间洒布乳化沥青粘层油。其中1 cm SBS改性沥青封层即为应力吸收层,同时也是防水层。

1 应力吸收层的设计作用

1.1 应力吸收层(封层)力学分析

对路面的力学分析:表面层底部和中面层内行车产生的剪应力最大,且光照面层表面4 cm～6 cm温度最高,也正好在上面层底部。

如图1所示,在曲线自下而上相应的轴重为100 kN,110 kN,120 kN,130 kN,140 kN,150 kN,160 kN,170 kN,在0.7 MPa轮胎压力下,针对不同轴重计算得面层内剪应力分布曲线,即上面层下4 cm其剪应力最大。

1.2 设置沥青路面应力吸收层的作用

沥青路面的通病首要是辙槽,辙槽由量变到质变,将造成沥青路面的变形、鼓起、裂缝,从而加重水破坏,沥青剥落,结构松散,出现坑洞,直到大面积的沥青路面破坏,路面失去应有的功能。其辙槽的起因当属沥青路面层抗剪应力降低和水破坏,如何有效地提高沥青路面层的抗剪能力,消除剪应力对路面的破坏,同时提高路面的抗水害能力,这是沥青路面研究人员和设计人员多年的探索,在剪应力最大层次,如上述分析位置,设置应力吸收层,以吸收行车对路面的剪应力,减轻或者说缓冲剪应力对路面的破坏,同时用应力吸收层形成一层沥青薄膜,消除路面内部压力水对路面结构的侵蚀、冲刷,一举两得,以延长沥青路面的使用寿命。

1.3 应力吸收层同时具有防水层的作用

实践证明,密实式沥青混凝土设计空隙率在4%,达到压实度96%时,现场的空隙率将达9.5%左右,这些位置水容易透入并引起水破坏,总之,沥青混凝土局部空隙率大使水容易透入的主要原因是:压实度不足或偏小,矿料颗粒组成变化大,现场混合料离析,以及温度变化大,设置应力吸收层可起到防水层的效果。

设置应力吸收层即趋于以下两个方面的原因:1)利用SBS改性沥青软化点较大增加,塑性范围增大,高温下的粘结力较好,有较好的弹性,针入度明显减小的特点,起到吸收或者说缓冲剪应力的作用,提高路面抗剪能力。2)防止进入沥青表面层的水继续下渗到面层的下层到达并滞留在基层顶面,避免其导致冲刷、唧浆和路面坑洞等水破坏。

1.4 应力吸收层(封层)施工技术要点

宜在干燥和较热的时机,平整、整洁、无尘的下面层上进行施工,采用同步碎石封层机,适宜的速度均匀行驶,石料和粘结料两者的撒布率相互匹配,SBS改性沥青洒布量控制在(2.0±0.2)kg/m2,洒布温度控制在170 ℃～185 ℃之间,形成1.5 mm～2.0 mm沥青薄膜。撒铺单一粒径10 mm～15 mm洁净的碎石,其覆盖率为60%～70%左右,用轮胎压路机碾压一遍,使碎石定位,待改性沥青温度下降,可当天也可2 d～3 d摊铺上面层沥青混合料,要绝对禁止车辆通行。

撒布单一粒径碎石60%～70%覆盖率的目的:是为了保护改性沥青薄膜层不受运料车和摊铺机损坏,碎石与碎石之间有足够大的空隙,在摊铺上面层高温层沥青混合料时,混合料能很好地压入碎石空隙中,避免出现混合料被大碎石架空,形成良好的嵌挤效果,在上面层铺筑之前洒布乳化沥青粘层油及上面层高温混合料使改性沥青层熔化,熔化的沥青向上裹覆白碎石,使应力吸收层与沥青混合料完全融为一体。

2 应力吸收层施工中需注意的问题及解决措施

2.1 沥青路面应力吸收层(封层)施工中存在的问题

因沥青路面应力吸收层(封层)是近年潮湿、多雨高寒地区实施的一种较新技术,其作用至关重要。但多数业主、监理、施工单位的工程技术人员重视程度不够,没有很好地领会设计单位的设计意图,或者说对技术规范未全面理解,特别是当前公路建设规模很大,工期不合理,施工单位专职从事路面施工技术人员少之又少,更有些非从事路面专业施工的铁路、杂牌建筑队伍等进入公路路面施工,造成施工现场毫无施工技术可言,将本该具备的应力吸收层或者防水层的作用适得其反,失去应有的功能,盲目施工,偷工减料,导致撒布碎石散落,用油量不足,反而使路面泛油,更加重了路面的早期破坏。

2.2确保应力吸收层(封层)施工质量的措施

1)针对应力吸收层施工现状,首先,从合理标价上做保证,强调应力吸收层的重要性和必要性,明确对于技术含量高,技术难度大的分项工程,不得降低施工质量。第二,加强工程技术人员的学习,对专项技术要有一定的研究。第三,施工单位把关键项目施工作为QC活动研究的主要课题,组织有关技术人员做专题研究,在施工环节上对规范、规程的实践经验进行总结和推广。第四,多方面要有充分的准备,从组织施工,人员组成,机械配备,材料准备,施工工序安排上,确保关键工序按设计和规范进行标准化施工。

2)除外力行车原因,即剪应力原因,其沥青含量过大和压实度太小,也是路面早期破坏的另一个主要原因,故除要按前述应力吸收层施工要点严格施工外,路面下面层沥青含量必须小于最佳油石比的0.7%,这主要是应力吸收层的改性沥青多少会影响下面层的沥青含量,造成下面层沥青含量偏大。再一个粗粒式沥青碎石下面层以矿料级配取上限,保持一定的粗糙度,便于应力吸收层碎石挤压进入下面层,使其碎石具有一定的稳定性,同时本身粗粒式沥青碎石层形成嵌挤形结构较为理想。同时上面层沥青混凝土中0.3 mm～2.36 mm集料要严格控制,即用砂量要严格控制。最后一点就是沥青路面每层压实度至关重要,既要保证平整度,又要保证压实度,但主要的是压实度。

综上所述,沥青路面应力吸收层(封层)从力学角度分析及沥青路面通病调查情况来看,设置应力吸收层是一种科学的解决沥青路面早期破坏的较好方法,具有推广的深远意义,值得进行深入研究。对于沥青路面施工中应力吸收层的施工现状令人担忧,采用合理的技术措施,推广和应用这一新技术,使应力吸收层起到防止沥青路面早期破坏,延长沥青路面使用寿命是作者的愿望,作者愿和广大工程技术人员共同进行探讨。

参考文献

橡胶沥青应力吸收层 篇6

关键词：橡胶沥青应力层,市政道路,沥青路面

在传统的市政道路建设中, 采用的都是水泥混凝土路面。随着经济的快速发展和人们生活水平的不断提高, 人们对市政道路路面的舒适度提出了更好的要求。传统的水泥路面接缝的存在, 严重的影响到了行车的舒适度, 橡胶沥青应力层应用于市政道路沥青路面的建设, 可以满足了人们对路面舒适度的要求。因此, 加强对橡胶沥青应力层的分析具有重要意义。

1 对橡胶沥青应力层内涵的分析

所谓的橡胶沥青应力层就是一种碎石封层, 在沥青路路面的施工中, 在沥青路面喷洒热橡胶, 撒布单粒集料封层, 在进行碾压工作处理, 把集料嵌入沥青膜。在市政道路沥青路面上应用橡胶沥青应力层, 在延缓裂缝的产生的同时, 其形成的富油层也可以有效的防治水的渗漏。因此, 在市政道路沥青路面的施工中, 要确保施工中使用原材料的质量, 对原材料进行科学的配合, 才能确保橡胶沥青应力层功能的充分发挥。

2 橡胶沥青应力层材料的选择和配合比

2.1 橡胶沥青应力层原材料的选择

在橡胶沥青应力层的制作中, 最主要的原材料就是橡胶和集料。在对橡胶和集料的选择中, 对其性能都有着特殊的要求。对于橡胶沥青原材料的选择, 要求其软化点必须大于54℃, 其弹性恢复不得低于60, 针入度不得低于25摄氏度, 同时, 橡胶沥青177℃的步氏粘度要控制在1.5Pa.s到4Pa.s的范围之内。在橡胶应力层中, 碎石主要是用来传递荷能的, 因此, 碎石要具备足够强的强度, 在选择材料的时候, 要选择玄武岩或者是石灰岩, 在施工的过程中, 还要确定其洁净度和干燥度对于石料和橡胶沥青的选择, 要保证其具有足够的粘附性, 只有粘附性较好的石料和橡胶沥青才能保证沥青路面橡胶应力层吸收层发挥出粘结作用和过度作用。对于石料的选择, 其针片状颗粒含量要求高于10, 压碎值不得低于10, 坚固值也不得低于12。

2.2 橡胶沥青应力层配合比的设定

橡胶沥青应力层配合比的设定主要包括以下两个方面的内容: (1) 碎石撒布量的设定。影响橡胶沥青应力层应用性能的重要因素之一是碎石撒布量。在以往的施工经验中可以发现, 如果在施工的过程中, 碎石撒布量过大的话, 就不能保证橡胶应力层的防裂效果。因此, 施工人员在施工的过程中, 要对橡胶应力层和碎石撒布量之间的作用力进行充分的分析, 并通过先关的试验, 得出碎石直径的取值范围, 保证最佳的剪切强度, 控制好碎石的撒布量范围。经过先关试验证明, 在施工的过程中, 碎石的粒径的最佳范围应该保持在9.5mm到13.3mm以内, 橡胶沥青的撒布量要控制在2.2kg/m3到25kg/m3的范围内。 (2) 橡胶沥青撒布量的控制。橡胶沥青的撒布量直接影响到了吸收层的整体功能。在施工的过程中, 如果橡胶沥青的撒布量不足, 那么就会直接影响到水泥板、沥青罩面以及橡胶沥青应力层的之间的黏结性, 从而导致市政路面出现各种病害。在施工的过程中, 如果橡胶沥青的撒布量过大的话, 路面就会出现泛油情况, 导致橡胶应力层的防裂效果下降。因此, 施工人员在施工的过程中, 要严格的控制好橡胶沥青的撒布量, 在大多数的施工中, 都是采用较高的车辙试模成型水泥混凝土试件来确定撒布量, 先对其进行七小时的养生, 再将其放进60℃的烤箱内将其烘干, 在确定水泥混凝土处于干燥状态的时候, 就进行撒布橡胶沥青操作, 在完成撒布橡胶沥青后, 要及时的进行碎石撒布操作, 再对整体的结构进行剪切实验, 确定碎石的粒径取值范围和橡胶沥青的撒布量。进过先关实验证明, 在施工的过程中, 碎石的粒径的最佳范围应该保持在9.5mm到13.3mm以内, 橡胶沥青的撒布量要控制在2.2kg/m3到25kg/m3的范围内。

3 橡胶沥青应力层在某市政道路沥青路面中应用实例分析

为了分析橡胶沥青应力层在市政道路沥青路面中应用效果, 笔者结合了某市政道路建设的具体情况进行分析。笔者发现, 在未进行橡胶沥青的铺设之前, 该市政道路建设存在着许多的问题, 主要表现在以下几点: (1) 该公路的高度变化较大, 存在不均匀沉降的问题, 导致公路路面出现了很大的裂缝。 (2) 在这条市政道路的分布中, 存在较多的软土路基, 即使在施工的初期施工人员就进行了水泥搅拌桩的处理, 但是还是存在明显的沉降现象, 沥青路面较早的出现了裂缝现象。 (3) 该市政道路建设与一般的市政道路建设相比而言, 施工工期比一般的市政道路施工工期短, 其水稳基层在冬季的时候并没有做过自然的开裂和养生处理, 因此, 该市政道路也没有自然的冬季裂缝发育时间, 在沥青路面铺设完成以后, 就会出现水稳干缩和温度裂缝的情况, 导致沥青路面出现反射性裂缝。

施工人员在对该路面进行了水泥稳定碎石, 在下层之间设置橡胶沥青应用吸收层以后, 减少了沥青路面反射性裂缝的出现, 并且防止裂缝的进一步扩展, 起到了延缓路面出现反射性裂缝的作用。与普通的乳化沥青下封层相比, 橡胶沥青应用层的封水性能和粘附性都要比普通的乳化沥青下封层的封水性能和粘附性强, 其采用机械化施工, 操作较为方便, 在保证质量的同时, 也方便与施工人员的操作。因此, 橡胶沥青应力层在市政道路沥青路面建设中得到了广泛的应用。

4 总结

综上所述, 众多实验表明, 橡胶沥青应力层在市政道路沥青路面建设中的应用, 可以有效的防止沥青路面出现渗水现象和反裂缝现象。因此, 在市政道路沥青路面的建设中, 要加强对橡胶沥青应力层的应用。

参考文献

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[2]沈圆顺, 王新宇, 唐明亮.橡胶沥青应力吸收层在柔性路面中的应用[J].山西建筑, 2013, 26:286-287.

[3]沈圆顺, 王新宇.橡胶沥青应力吸收层在柔性路面中的应用[J].华东公路, 2012, 04:47-49.

[4]余超.橡胶沥青应力吸收层在桥面铺装中的应用[J].交通世界 (建养.机械) , 2013, 06:337-338.

橡胶沥青应力吸收层 篇7

1 橡胶沥青和橡胶沥青应力吸收层简介

1.1 橡胶沥青

橡胶沥青的制作流程比较复杂,其操作方法分为以下四步:第一步,加工废旧的轮胎,让这些废旧的轮胎变为一颗颗的橡胶粉粒;第二步,将这些橡胶粉粒按一定的粗细级配比例来组合;第三步,在组合之后的橡胶粉粒中中加入高聚合物改性剂,并充分搅拌;第四步,在高温条件下,通常是180℃以上,让加入高聚合物改性剂的橡胶粉粒和基质沥青充分熔胀反应,最后形成改性沥青胶结材料。通过这种工艺制作出来的橡胶沥青具有高温稳定性、低温柔韧性、抗老化性、抗疲劳性、抗水损坏性等特点,是理想的环保型路面材料,目前主要应用于道路结构中的应力吸收层和表面层中。

1.2 橡胶沥青应力吸收层

把粒径相同的石料均匀地铺洒在橡胶沥青层上,然后利用胶轮压路机来对其进行嵌挤并碾压,要求橡胶沥青要被碾压到石料高度的3/4位置处。因为这样能够保证可以形成石料嵌锁,只有形成了石料嵌锁才能实现结构性支撑,这就是橡胶沥青应力吸收层(碎石封层)。橡胶沥青应力吸收层的加工工艺决定了其本身的特点,具有较强的粘结作用,能够避免反射裂缝的产生,还可以防水。

2 道路改造工程概况

福建某道路改造工程一期路长约350km,路幅宽度30m,等级为城市主干道。工程准备将其改造成沥青路面,路面结构层从下到上依次为:防水粘结层、1cm橡胶沥青应力吸收层、中凝液体石油沥青AL(M)-3粘层油、6~18cm厚AC-20C粗粒式沥青砼下面层、中凝液体石油沥青AL(M)-3粘层油和4cm厚SMA-13改性沥青砼面层,总加铺面积约为79000m2。

3 水泥混凝土路面加铺橡胶沥青应力吸收层施工技术

多次的道路改造工程的实践经验表明,加铺橡胶沥青应力吸收层的关键技术有三,包括原材料制备、施工前准备和施工控制三个阶段。对这些阶段进行严格把控有助于把控橡胶沥青应力吸收层的质量,充分发挥橡胶沥青应力吸收层的作用,对路面质量起到了保障。

3.1 原材料制备

(1)橡胶沥青的配制和质量要求。在生产橡胶沥青之前,不仅对橡胶粉粒有一定的要求,对基质沥青也有一定的要求,需要加热到高温状态,通常是200~210℃。橡胶沥青胶结的搅动也需要在高温状态下进行,通常是190~200℃,并在这样的高温状态下反应45min以上。在橡胶沥青生产完成之后,不能就这样让它冷却,而是需要进行保温储存,冷却的橡胶沥青是不能进行路面铺设的。为了橡胶沥青和基质沥青的保温储存,在用于储存的储存罐总配备了加热和保温的装置,这样能够让储存罐保持在规定温度范围内,通常是180~190℃。而且橡胶沥青并不是生产出来就能投入路面铺设中去,还要经过检验,待各项检验指标都合格看之后,才可以投入使用。对于各项指标的控制详见表1。

(2)碎石级配和质量要求。在碎石的则上,要尽量选择具有高强度、干燥整洁、形状为立方体的玄武岩和石灰质岩碎石。为了能让碎石更好的与沥青结合在一起,要将碎石放在拌和机里进行加热搅拌除尘等一系列操作,使碎石保持干燥,并在在加热过程中,温度在130~150℃范围内。表2、表3为碎石级配范围以及质量的相关要求。

3.2 橡胶沥青应力吸收层的施工工艺

(1)施工前准备工作。在水泥混凝土路面上加铺沥青面层时,应对旧路面进行铣铇,并进行清扫、高压水冲洗、鼓风机吹尘、人工局部清理,彻底清除基层的泥土、杂物,并确保基面的粗糙、干净、干燥[10],同时需用的施工机械设备进入待命状态。

(2)施工工艺流程:(1)预拌碎石。为了让四处散布的碎石和橡胶沥青充分粘结,保证橡胶沥青应力吸收层的质量,需要在碎石和橡胶沥青粘结前,需要把碎石加热到150~170℃,并采用0.14%~0.16%的基质沥青进行预裹,这样才能保证碎石能够和橡胶沥青充分粘结起来;(2)橡胶沥青和碎石的洒布。在制作橡胶沥青应力吸收层时,碎石和橡胶沥青是在高温状态下进行结合的,而且还要保证两者在洒布时处于均匀状态,为了能够同时满足这两个条件,通常采用的是橡胶沥青和碎石同步封层车进行洒布的方式。这种方式可以严格控制橡胶沥青和碎石在每平方米上的喷洒量,并且能够保证喷洒均匀;(3)碾压。碎石洒布后,需要立即采用25t胶轮压路机进行碾压。并且这个过程中要求橡胶沥青处于流动状态,这样碎石部分才能嵌入沥青层。碾压过程需要反复进行2~3遍,但这个次数也不是严格要求的,还是要根据需要选择压路机的数量进行灵活变通。在施工中,为了保证碾压的温度,要求胶轮需要以不超过5m的距离紧跟在碎石洒布车后面进行碾压;(4)清扫。碾压完毕之后,在碎石完全粘附在沥青层中之后,可以采用人工或机械的方法将表面没有粘结的松散碎石清除掉,避免橡胶沥青应力吸收层和上层的粘结受到影响;(5)开放交通。橡胶沥青应力吸收层的施工完成之后,进行之后的加工需要抓紧时间进行,并且在路面建设期间是不开放交通的,如果必须要开放的话,要在碾压施工完成3h之后才能进行,还必须要严格控制车速,不能超过25km/h。这主要是为了保证路面最终的质量。在橡胶沥青应力吸收层施工完成之后,进行上面层沥青混凝土施工前还要进行的一个操作步骤是洒布粘层油,洒布量控制在013kg/m2左右,以保证上层能够与橡胶沥青应力吸收层良好粘结。

3.3 橡胶沥青应力吸收层施工的质量控制

对于橡胶沥青应力吸收层的施工阶段来说,要切实做好对质量的管控项目。表4为检测方法以及检测标准。

为保证橡胶沥青应力吸收层的质量,在施工中还应注意以下五点:(1)合理选择施工设备;(2)施工时,气温和路面温度不易低于18℃;(3)路面应洁净、干燥;(4)应注意风速,风速应不能影响到工程的施工;(5)雨天和即将下雨的天气不能进行橡胶沥青应力吸收层的施工。

4 结语