橡膠瀝青同步碎石封層施工方案探討

喬鈞

(山西省公路局臨汾分局，山西臨汾 041000)

1 概述

水泥路面加鋪瀝青面層，使用橡膠瀝青碎石封層，能有效地將水泥路面層與上層瀝青面層粘結(jié)成一個(gè)整體，有利于結(jié)構(gòu)整體受力，該項(xiàng)技術(shù)適合于水泥面層未出現(xiàn)破損、沉陷等病害路面。

橡膠瀝青碎石封層共分三個(gè)步驟:混凝土拋丸處理、裂縫灌縫、橡膠瀝青應(yīng)力吸收層施工。橡膠瀝青應(yīng)力吸收層(AR-SAMI)采用同步碎石封層模式，即把橡膠瀝青作為結(jié)合料，同步碎石封層車作為施工設(shè)備，將噴灑熱瀝青、撒布碎石同步完成，此工藝大大縮短了噴灑結(jié)合料與撒布骨料之間的時(shí)間間隔，使骨料顆粒能更好地植入結(jié)合料中，獲得更多的裹覆面積。該施工技術(shù)不但能夠提高封層的施工質(zhì)量，而且能夠提高作業(yè)生產(chǎn)率，減少機(jī)械配置，降低施工成本，值得大力推廣使用。我分局施工路段為省道侯聞線K0+120～K0+250段，位于侯馬市望橋街立交橋下路面。由于原水泥混凝土面板未出現(xiàn)破損、沉陷等嚴(yán)重病害，并且基層強(qiáng)度滿足施工要求，因此適合采用該項(xiàng)技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)在霍侯一級(jí)公路曲沃段路面施工后，效果良好。

2 橡膠瀝青應(yīng)力吸收層

2.1 簡(jiǎn)介

橡膠瀝青應(yīng)力吸收層簡(jiǎn)稱為SAMI，是一種采用橡膠瀝青作為結(jié)合料的應(yīng)力吸收層結(jié)構(gòu)。施工時(shí)在路面上灑布1.8 kg/m2～2.3 kg/m2橡膠瀝青，同時(shí)在橡膠瀝青上撒布一定量的粒徑9 mm～12 mm(一般建議為10 kg/m2～22 kg/m2)的碎石，能有效地防止水分的侵入，保持下面層和鋪裝層的緊密粘結(jié)。

1)防水作用。該吸收層結(jié)構(gòu)具有良好的封水性，能有效防止表面水浸入基層和路基，起到保護(hù)防水作用。

2)粘結(jié)作用。具有良好的粘結(jié)性，與下面層和上面層的粘結(jié)力達(dá)到0.7 MPa以上，能有效將面層與基層粘結(jié)成一個(gè)整體，提高道路的使用壽命。

3)抗老化和耐久性。橡膠瀝青碎石封層采用橡膠瀝青作為膠結(jié)料，具有優(yōu)良的抗老化和耐久性能。

4)減少路面反射裂縫。具有較強(qiáng)的抵抗反射裂縫性能。橡膠瀝青膠結(jié)料能有效封閉原路面表面的微裂縫和空隙，同時(shí)，對(duì)于半剛性基層以及水泥路面產(chǎn)生的收縮、干縮裂縫及細(xì)微裂縫等均具有良好抗裂及封閉作用。

5)受天氣影響小。橡膠瀝青碎石封層除下雨天不能施工以及大風(fēng)天氣需限制施工外，其他時(shí)間施工均是適宜的。

6)應(yīng)力吸收層作用。橡膠瀝青碎石封層采用橡膠瀝青做膠結(jié)料，表面撒布單級(jí)配的碎石，整個(gè)結(jié)構(gòu)是一種柔性體系，對(duì)半剛性基層以及水泥混凝土路面的集中應(yīng)力有顯著的緩沖和吸收作用;同時(shí)，能將鋪裝層承受的荷載均化，減少和緩沖鋪裝層底拉應(yīng)力，能延長表面鋪裝層的使用壽命。

7)施工工期短。施工時(shí)采用一臺(tái)橡膠瀝青灑步車與一臺(tái)同步碎石撒布車，施工完畢后即可加鋪面層，不需要稀漿封層，大大縮短工期。

8)易控制質(zhì)量。施工時(shí)，嚴(yán)格地控制碎石的撒布量和膠結(jié)料，并撒布均勻即可，這些控制均為電子控制，能有效地保證施工質(zhì)量。

9)施工更加環(huán)保。橡膠粉的使用更加環(huán)保，實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用。

2.2 橡膠瀝青應(yīng)力吸收層應(yīng)用領(lǐng)域

1)適用于“白改黑”工程，因?yàn)樵O(shè)置橡膠瀝青碎石封層，能夠明顯地減少反射到道路鋪裝層表面的裂縫，延長了道路的使用壽命。

2)適用于橋面和隧道鋪裝。由于橡膠瀝青碎石封層性能優(yōu)異，能夠減少鋪裝層的厚度，所以，在對(duì)荷載要求嚴(yán)格的橋面鋪裝以及受標(biāo)高限制的隧道鋪裝中，得到廣泛的應(yīng)用。

3)在半剛性基層上面或?yàn)r青混凝土上面層下面設(shè)置一層橡膠瀝青碎石封層，作為應(yīng)力吸收層能夠起到很好的防水粘結(jié)作用和增強(qiáng)抗反射裂縫能力。

2.3 施工工藝簡(jiǎn)述

橡膠瀝青同步碎石封層是利用橡膠瀝青作為粘結(jié)劑，加入一定量橡膠粉增加瀝青粘度，使其具有抗老化、低溫抗裂能力，從而提高瀝青抗高溫變形能力。在路面或橋面噴灑橡膠瀝青和撒布碎石，再由輪胎壓路機(jī)碾壓，使粘結(jié)料與集料之間有最充分的粘附，形成保護(hù)原有路面或橋面的防水磨耗層、防水層或應(yīng)力吸收層。

橡膠瀝青應(yīng)力吸收層的材料要求見表1～表3。

表1 石料技術(shù)要求

表2 級(jí)配要求

施工技術(shù)要求:為加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制，橡膠應(yīng)力吸收層采用同步碎石封層車進(jìn)行一體化施工。

橡膠瀝青灑布量為1.8 kg/m2～2.3 kg/m2，灑布宜均勻，噴灑最大偏差量不應(yīng)超過規(guī)定的 ±0.20 kg/m 碎石撒鋪量為10 kg/m2～20 kg/m2，具體根據(jù)試鋪情況確定，以滿鋪、不散失為度，對(duì)于局部碎石撒鋪量不足的地方，應(yīng)人工補(bǔ)足。

表3 橡膠瀝青技術(shù)要求

2.4 橡膠瀝青應(yīng)力吸收層的施工

2.4.1 設(shè)備要求

施工時(shí)采用一臺(tái)橡膠瀝青灑步車與一臺(tái)同步碎石撒布車進(jìn)行一體化施工。

2.4.2 施工工藝

1)施工前的準(zhǔn)備工作。施工前，應(yīng)將原路面的雜物徹底清除，且基面不留積水。同時(shí)需用的設(shè)備進(jìn)入待命狀態(tài)。

2)橡膠瀝青灑布與碎石的撒鋪。施工時(shí)在路面上灑布1.8 kg/m2～2.3 kg/m2橡膠瀝青，灑布宜均勻，同時(shí)在橡膠瀝青上撒布一定量的粒徑9 mm～12 mm，撒鋪量為10 kg/m2～22 kg/m2的碎石，對(duì)于局部碎石撒鋪量不足的地方，進(jìn)行人工補(bǔ)足。縱向銜接與已灑布部分重疊10 cm左右。撒鋪碎石前禁止任何車輛、行人通過橡膠瀝青層。

3)清掃。在封層完成后對(duì)多余的和沒有粘結(jié)的松散碎石進(jìn)行清除。

4)開放交通要求。橡膠瀝青碎石封層的施工應(yīng)與上面層瀝青混凝土緊湊進(jìn)行，中間一般不開放交通，若有特殊情況，須待碾壓施工完成3 h后開放交通，但車速控制在25 km/h以下。

5)施工設(shè)備見表4。

表4 橡膠瀝青應(yīng)力吸收層施工設(shè)備一覽表

2.4.3 質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)

質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)見表5。

表5 質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)

3 混凝土拋丸處理施工技術(shù)

3.1 施工工藝

采用拋丸設(shè)備將1 mm～1.5 mm高強(qiáng)度合金鋼丸以每秒幾十米的速度和一定角度，離心拋射到水泥混凝土鋪裝表面，利用鋼丸的沖擊動(dòng)能撞擊水泥混凝土鋪裝表面，剝離水泥混凝土鋪裝表面的浮漿和較弱軟砂漿。然后利用機(jī)器內(nèi)部配套的吸塵器的氣流清洗工作面，將丸料和剝離下來的雜質(zhì)分別回收。

3.2 施工設(shè)備

拋丸設(shè)備通常由拋丸機(jī)和配套吸塵器兩部分組成，根據(jù)設(shè)備的形式不同有一體的，也有分開的。本項(xiàng)目采用的設(shè)備為:美國佰銳泰克手扶自行式拋丸設(shè)備。

3.3 質(zhì)量控制

1)在拋丸施工前，應(yīng)對(duì)處理混凝土表面進(jìn)行認(rèn)真的清掃，在處理混凝土表面保持干燥與相對(duì)干凈后，進(jìn)行拋丸施工。

2)拋丸施工前應(yīng)對(duì)處理混凝土表面作一綜合評(píng)價(jià)，然后通過控制和選擇丸料的顆粒大小、形狀，確定機(jī)械的行走速度，控制丸料的拋射量。為獲得不同的表面處理效果，一般行走速度采用15 m/min～20 m/min，每次拋丸寬度550 mm，勻速前進(jìn)。

3)根據(jù)待處理混凝土表面具體情況，通過及時(shí)調(diào)整設(shè)備行走速度、丸料的流量大小兩個(gè)參數(shù)來控制拋丸處理效果，確保處理后混凝土表面具有理想的粗糙度。

4)拋丸施工前，應(yīng)仔細(xì)檢查吸塵設(shè)備管道破損、接口裝置完整性，同時(shí)在施工時(shí)應(yīng)及時(shí)處理吸取的浮漿灰塵，確保工作面干凈整潔。

3.4 技術(shù)指標(biāo)

1)表面清潔;無浮塵;無污染物;2)處理后的表面均勻;3)構(gòu)造深度TD≥0.5 mm(鋪砂法測(cè)定)，摩擦系數(shù)不小于45 BPN(擺式儀法測(cè)定)。

3.5 設(shè)備投入

主要投入機(jī)械設(shè)備見表6。

表6 主要投入機(jī)械設(shè)備(一)

4 切縫灌縫施工技術(shù)

4.1 施工工藝流程

清理雜物→切割機(jī)切縫→高壓空氣清縫→填壓縫條→灌縫料灌縫→缺陷處理→驗(yàn)收→報(bào)檢。

4.2 清理基面

橋面基礎(chǔ)為混凝土基礎(chǔ)?；嫘鑸?jiān)實(shí)、完整、清潔、無塵土、無疏松結(jié)構(gòu)、平整、表面干燥。

4.3 切縫灌縫施工

用切縫機(jī)重新切割板與板間的縱橫縫，切縫寬度為8 mm～10 mm，深度大于50 mm，并用清縫設(shè)備清理縫間雜物，然后用空壓機(jī)將縫內(nèi)雜物吹干凈，縫間預(yù)埋密封條，壓入深度15 mm～20 mm，密封條壓入要保證與接縫表面緊密貼合，壓入深度盡可能保持均勻一致，然后灌縫設(shè)備通過壓力將灌縫料灌到接縫內(nèi)，使灌縫料與縫壁充分粘結(jié)，達(dá)到防水、防砂效果。

4.4 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

1)用于灌縫的材料符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。2)清縫完后縫內(nèi)必須干凈，干燥，不得有積水。3)切縫必須在原有路面的位置，偏差率不得超過5%。

4.5 設(shè)備投入

主要投入機(jī)械設(shè)備見表7。

表7 主要投入機(jī)械設(shè)備(二)

5 結(jié)語

該施工技術(shù)不但能夠提高封層的施工質(zhì)量，而且能夠提高作業(yè)生產(chǎn)率，減少機(jī)械配置，降低施工成本，值得大力推廣使用。

［1］ JTJ 052-2000，公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程［S］.

［2］ JTG E42-2005，公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程［S］.

［3］ JTG F40-2004，公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范［S］.