摘要:針對瀝青路面裂縫處治的問題,目前還沒有非常有效的方法,但是可以在裂縫未出現(xiàn)前就采取預防措施,推遲裂縫的產生,以延長瀝青路面的使用壽命,主要結合近年來的工作情況介紹橡膠瀝青應力吸收層SAMI和高彈性改性瀝青應力吸收層SAWFTL在預防瀝青路面反射裂縫中的應用。
關鍵詞:應力吸收層;瀝青路面;反射裂縫;應用 

        1  反射裂縫產生的原因和對路面的危害
        1.1 反射裂縫產生的原因  由于半剛性基層材料屬于水硬性材料,對溫度和濕度的變化都比較敏感。如果施工條件不好,就有可能導致基層產生干縮和溫縮裂縫,而其下臥層與該層之間的磨阻作用抑制了其收縮,從而在該層內部產生拉應力,當此應力超過其抗拉強度時則發(fā)生斷裂。這種裂縫一般發(fā)生在使用期間的初冬季節(jié),也可能發(fā)生在施工過程中基層鋪筑后到尚未覆蓋瀝青面層之前。
        當半剛性基層開裂以后,在瀝青面層與半剛性基層間的裂縫處形成一個薄弱點,在使用過程中,由于荷載應力與溫度應力的共同作用下,在該點的瀝青面層底面產生應力集中,如瀝青面層較薄則會引起開裂。
        隨之,在行車和大氣因素的反復作用下,裂縫逐漸向上擴展,直至瀝青表面。這種裂縫通常稱為反射裂縫。反射裂縫一般為橫向裂縫,其間距大小取決于當?shù)氐臍夂驐l件、瀝青面層的厚度,以及半剛性基層和瀝青層材料的抗裂性能。當日溫差變化較大,瀝青面層較薄和半剛性基層和瀝青面層材料的抗裂性能較差時,則裂縫間距較。环粗瑒t較大。
        1.2 反射裂縫對路面的危害  反射裂縫會對路面性能和耐久性產生不利的影響。這些不利影響包括:①防水性降低。路表出現(xiàn)任何裂縫,都會使路表水有機會進入路面結構內部,甚至進入對濕度敏感的路基土中;②引起路基過大壓應力。由于存在裂縫,造成路面板體不連續(xù),在行車荷載作用下將加大板體邊緣的變形,從而在裂縫處傳遞過大壓力至路基頂面;③增大路面應力和變形。上述的路面結構板體邊緣變形,會在路面結構內(尤其基層)產生很大的應力和變形,在行車荷載作用下將縮短這些結構層的壽命;④磨耗層沿裂縫的破壞。在車輛、水分、霜凍等因素的綜合作用下,磨耗層常會沿裂縫發(fā)生骨料或小塊瀝青的剝落。
        反射裂縫不僅使路面使用性能老化,影響行車舒適性,而且導致路表水下浸,影響到路基的強度與穩(wěn)定性。更為重要的是,在行車荷載反復作用和周期性變化環(huán)境溫度的影響下,常常使得裂縫迅速向四周擴展,大大縮短了罩面層的使用壽命。因此,反射裂縫是高速公路瀝青路面所面臨的一大技術難題。影響半剛性基層瀝青路面開裂的因素很多,各種因素之間的相互作用也十分復雜,只有進行大量實驗分析和實踐總結,才能找準原因,并有針對性地進行防治。
        2  橡膠瀝青應力吸收層的運用
        2.1 應用材料及技術指標  ①基質瀝青:采用70號道路石油瀝青,經(jīng)檢測各項技術指標符合技術規(guī)范要求。②橡膠瀝青:廢胎膠粉采用常溫研磨粉碎而成的40目的斜交胎膠粉,試驗路段橡膠粉外摻比例為22%,采用濕拌法間歇式工藝現(xiàn)場加工。
2.2 橡膠瀝青應力吸收層SAMI施工工藝  ①施工前將下承層清理干凈,在灑布橡膠瀝青前,安排施工人員用便攜式吹風機將施工工作面清理干凈,保證工作面潔凈干燥。②灑布橡膠瀝青:采用可有效控制灑布量、具有加溫、保溫和攪拌功能的專用瀝青灑布車進行橡膠瀝青的灑布,灑布過程中,灑布車保持勻速行駛,設計灑布量約為2.0~2.4kg/m2,灑布溫度控制在180~190℃范圍內,當罩面厚度小于5cm時,為了避免泛油,灑布量盡量采用低限。③橡膠瀝青灑布后,及時灑布預拌碎石,撒布量為面積覆蓋率60~70%,碎石的規(guī)格為6~11mm的單粒徑預拌碎石,撒布量按10kg/m2控制。④撒布碎石后,及時用重型膠輪壓路機緊跟碎石撒布車碾壓1~2遍,禁止車輛通行,并盡快安排攤鋪瀝青混合料。
        2.3 橡膠瀝青應力吸收層SAMI施工質量控制  ①為了確保橡膠瀝青灑布量和預拌碎石撒布量達到要求,在施工前要進行試驗,調試好設備的灑布量。②瀝青灑布車在起步時灑布量不均勻或者瀝青噴灑成塊,起步路段可采用瀝青紙等遮蓋保護工作面,而當瀝青灑布車內裝有的瀝青量較少時,會出現(xiàn)灑布不均勻、漏灑等現(xiàn)象,當瀝青灑布車內瀝青量不足時要停止施工,裝滿瀝青后再繼續(xù)。③施工過程中要安排專人跟在灑布車后邊,當發(fā)現(xiàn)成團的瀝青時要及時鏟除,發(fā)現(xiàn)碎石重疊撒布時要將多余的碎石清掃干凈。
        3  高彈性改性瀝青應力吸收層的運用
        高彈性改性瀝青應力吸收層SAWFTL的應用機理就是吸收和分散應力、防止裂縫反射到面層,不僅可以防止基層裂縫的反射,還可以防止雨水滲入基層,延長瀝青路面的使用壽命。
        3.1 應用材料及配合比設計  目標配合比中機制砂占66%,石屑26%,礦粉8%,經(jīng)過二次篩分熱料倉取樣最終確定生產配合比為:1#熱料倉55%,2#熱料倉41%,礦粉4%,最佳油石比為9.0。
        3.2 應力吸收層混合料的拌和  混合料的礦料中小于2.36mm的細集料大約占集料的70%~80%左右,屬于難于拌和的混合料,石屑中礦粉含量很高,必須加大引風的方式去除部分粉塵,由于細集料很多,使振動篩中的粉料篩的篩分效率大大降低,2.36mm對應的篩孔應選擇3.5mm。
        否則過大的竄倉率使混合料級配變得很難穩(wěn)定,拌和時間為干拌10s,濕拌50~55s,拌和溫度為175~180℃,不得超過190℃。
        3.3 應力吸收層的攤鋪與碾壓  應力吸收層在攤鋪前要灑一層1.2kg/m2的熱瀝青粘結層,并在其上撒3~5mm的預拌碎石,然后再攤鋪應力吸收層的,應力吸收的攤鋪要保證厚度的均勻性。碾壓按照“緊跟、慢壓、高頻、低幅”的原則進行,碾壓時特別要注意壓路機噸位的選擇,根據(jù)現(xiàn)場施工情況來看,試驗段時采用英格索蘭DD110鋼輪壓路機進行碾壓,粘輪情況很嚴重,分析原因后馬上換用小噸位CC211鋼輪壓路機進行碾壓后,就沒出現(xiàn)粘輪的情況了,因此在初壓適宜先用8~10噸的小噸位鋼輪壓路機碾壓1~2遍,然后再用10~16噸位的剛輪壓路機碾壓2~3遍,不可采用膠輪壓路機。此外由于應力吸收層很薄,必須控制好攤鋪和碾壓的溫度,攤鋪溫度控制在165℃左右,初壓溫度在160℃左右,在90℃左右完成碾壓工作,溫度小于50℃才可以解放交通。
        應力吸收層作為瀝青路面裂縫的預防措施,近年來在各高速公路都得到較廣范圍的應用,具有推遲反射裂縫產生、防水等性能。