半剛性基層瀝青路面反射裂縫防治技術(shù)研究

盧 敏

（山西交通控股集團(tuán)有限公司晉城高速公路分公司， 山西 晉城 048000）

1 工程概況

某高速公路設(shè)計(jì)采用三層瀝青面層，上面層設(shè)計(jì)采用4cmAC-13I 細(xì)粒式改性瀝青混凝土，中面層設(shè)計(jì)采用6cmAC-20I 中粒式瀝青混凝土，下面層設(shè)計(jì)采用7cmAC-25I 粗粒式瀝青混凝土。基層以上設(shè)封層，采用熱噴改性瀝青防水層。基層采用36cm 水泥穩(wěn)定碎石，底基層采用18cm 水泥石灰穩(wěn)定土或水泥石灰土穩(wěn)定砂，路面設(shè)計(jì)總厚度為76cm。

通過對(duì)各路段路面損壞狀況指數(shù)(PCI)進(jìn)行評(píng)價(jià)，大多數(shù)行車道車轍、裂縫嚴(yán)重，大多數(shù)為較差。其中行車道破損最為嚴(yán)重，超車道次之，硬路肩相對(duì)較好。

2 高速公路試驗(yàn)路段基層裂縫調(diào)查

高速公路水泥穩(wěn)定碎石基層2016 年完工，經(jīng)過一段時(shí)間使用，基層表面出現(xiàn)很多明顯的裂縫。通過對(duì)裂縫進(jìn)行調(diào)查，該路段基層裂縫的主要有兩種形式，一種是干縮、溫縮裂縫，裂縫寬度在1～2mm，長度為單幅全寬；另一種是因路基沉降產(chǎn)生的沉降裂縫，裂縫寬度一般在10mm 左右，這種裂縫較少，長度為路基全幅貫通。

3 SAMI 應(yīng)力吸收層處治基層反射裂縫

SAMI 應(yīng)力吸收層是在基層和面層之間設(shè)置的一層橡膠粉瀝青應(yīng)力吸收薄膜夾層，厚度為lcm，可將基層裂縫處的應(yīng)力吸收消散。SAMI 層的模量越小，防治反射裂縫效果越明顯。但SAMI 應(yīng)力吸收層模量過小會(huì)引起裂縫處瀝青面層底部拉應(yīng)力的增大，路面面層較薄時(shí)容易產(chǎn)生疲勞裂縫。SAMI 應(yīng)力吸收層所選用的瀝青材料為橡膠粉瀝青或改性乳化瀝青，可采用沿裂縫兩側(cè)鋪設(shè)，也可以代替下封層采用滿鋪的形式。

3.1 橡膠粉瀝青SAMI 應(yīng)力吸收層防治

橡膠粉瀝青SAMI 應(yīng)力吸收層選用的橡膠粉瀝青是通過廢舊橡膠粉和熱瀝青的熱反應(yīng)制成的。橡膠粉瀝青的力學(xué)性能較普通瀝青明顯改善，針入度降低、軟化點(diǎn)提高、低溫延度增加，回彈性能明顯增加。

橡膠粉瀝青SAMI 應(yīng)力吸收層施工工藝：

（1）施工準(zhǔn)備：施作下封層，并將裂縫位置預(yù)制，寬度為1.5m，并使裂縫處于中間位置；

（2）清潔裂縫：人工將裂縫周邊松散的基層材料清除，然后使用壓縮空氣對(duì)裂縫內(nèi)部的雜物進(jìn)行徹底清理；

（3）橡膠粉瀝青的灑鋪：將配置好的瀝青加熱到160～170℃，并進(jìn)行保溫。瀝青灑布溫度不得低于150℃，大風(fēng)天禁止施工，以防止橡膠粉瀝青溫度下降過快而影響瀝青和集料的粘結(jié)。

3.2 改性乳化瀝青SAMI 應(yīng)力吸收層

由于橡膠粉瀝青粘度過高在施工中無法排出導(dǎo)致了橡膠粉瀝青SAMI 應(yīng)力吸收夾層無法正常施工，試驗(yàn)段采用改性乳化瀝青SAMI 應(yīng)力吸收層。改性乳化瀝青SAMI 應(yīng)力吸收層施工步驟為：

（1）施工準(zhǔn)備：同橡膠粉瀝青SAMI 應(yīng)力吸收層；

（2）改性乳化瀝青和集料施工：施工前施工灑水車對(duì)清潔后的基層表面進(jìn)行均勻?yàn)⑺?，改性乳化瀝青灑布量為1.8kg/m2，灑布應(yīng)均勻，集料撒布量為16～18kg/m2。

（3）碾壓：碾壓設(shè)備采用10t 重輪胎壓路機(jī)，碾壓遍數(shù)2～3 遍，碾壓速度不超過5km/h。碾壓后以改性乳化瀝青全部被集料覆蓋為準(zhǔn)，如有露出應(yīng)重新碾壓。下面層施工前應(yīng)將松散集料清掃干凈，再灑布粘層。

3.3 改性乳化瀝青SAMI 應(yīng)力吸收層處治效果分析

通過對(duì)第二合同段200m 改性乳化瀝青SAMI 應(yīng)力吸收層試驗(yàn)段處治效果進(jìn)行檢測，并與其他沒有采取防裂措施的路段進(jìn)行對(duì)比分析。分析結(jié)果表明，采用SAMI應(yīng)力吸收層的路段沒有產(chǎn)生反射裂縫，而沒有采取防裂措施的路段出現(xiàn)少量反射裂縫，說明采取改性乳化瀝青SAMI 應(yīng)力吸收層可有效防治或減緩反射裂縫的產(chǎn)生。

4 玻璃纖維土工格柵防治裂縫

在基層上部設(shè)置玻璃纖維土工格柵，可以有效吸收車輛荷載和溫度荷載引起的瀝青面層底部拉應(yīng)力。防治效果隨玻璃纖維土工格柵模量的增加而增加，模量過大會(huì)造成玻璃纖維土工格柵內(nèi)部的應(yīng)力增大。因此，應(yīng)根據(jù)玻璃纖維土工格柵抗拉強(qiáng)度適當(dāng)選擇其模量，以防應(yīng)力過大造成變形破壞，本項(xiàng)目所選玻璃纖維土工格柵的模量為5000MPa。

4.1 玻璃纖維土工格柵的施工步驟

（1）施工前對(duì)基層表面進(jìn)行徹底清理，并灑布乳化瀝青粘層油，灑布量為0.5～0.8kg/m2；

（2）整平層攤鋪：兩側(cè)掛鋼絲控制高程，用兩臺(tái)攤鋪機(jī)梯隊(duì)作業(yè)，攤鋪厚度控制在2cm，采用鋼輪壓路機(jī)靜壓；

（3）為了保證玻璃纖維土工格柵與AC-5 整平層粘貼牢固，在整平層上灑布一層乳化瀝青，灑布量0.5kg/m，灑布完成后即進(jìn)行玻璃纖維土工格柵鋪筑；

（4）玻璃纖維土工格柵采用滿鋪式，玻璃纖維土工格柵幅寬1.5m，卷長55～60m；

（5）施工前將找平層上的松散碎石和為了尖銳突起部分徹底鏟除，防止損壞玻璃纖維土工格柵；

（6）玻璃纖維土工格柵采用人工鋪筑，從兩端、兩側(cè)將其預(yù)拉、展平，平鋪到找平層上，并用鋼釘固定在找平層上。然后用自制鋼滾筒進(jìn)行碾壓，使玻璃纖維土工格柵與找平層結(jié)合緊密，防止發(fā)生脫空。單卷鋪筑完成后，再進(jìn)行下一卷施工，縱、橫向搭接長度為20～30cm；

（7）玻璃纖維土工格柵鋪筑完成，乳化瀝青破乳后即可進(jìn)行下面層的施工；

（8）為了保護(hù)玻璃纖維土工格柵，下面層施工時(shí)運(yùn)料車不得隨意調(diào)頭、剎車、轉(zhuǎn)向，并應(yīng)緩慢行駛。

4.2 玻璃纖維土工格柵防治效果分析

對(duì)本項(xiàng)目增設(shè)玻璃纖維土工格柵的路段的瀝青路面進(jìn)行調(diào)查，并進(jìn)行了對(duì)比分析。增設(shè)玻璃纖維土工格柵的路段，調(diào)查后發(fā)現(xiàn)瀝青路面沒有產(chǎn)生反射裂縫，說明達(dá)到了預(yù)期的加固效果。

5 結(jié)語

結(jié)合工程實(shí)例，選取試驗(yàn)段分別采用設(shè)置SAMI 應(yīng)力吸收層、玻璃纖維土工格柵夾層兩種方法對(duì)半剛性基層反射裂縫進(jìn)行處治，并對(duì)其防治效果進(jìn)行分析，得出以下結(jié)論：

（1）通過對(duì)第二合同段200m 改性乳化瀝青SAMI 應(yīng)力吸收層試驗(yàn)段處治效果進(jìn)行檢測，分析結(jié)果表明，采用SAMI 應(yīng)力吸收層可有效防治或減緩反射裂縫的產(chǎn)生。

（2）對(duì)本項(xiàng)目增設(shè)玻璃纖維土工格柵的路段的瀝青路面進(jìn)行調(diào)查，瀝青路面沒有產(chǎn)生反射裂縫，說明達(dá)到了預(yù)期的加固效果。

（3）本項(xiàng)目基層預(yù)切縫間距為20m，切縫后調(diào)查發(fā)現(xiàn)預(yù)切縫中間仍然產(chǎn)生了裂縫，說明基層局部切縫間距設(shè)置不合理，應(yīng)根據(jù)施工時(shí)間、水泥用量、混合料配合比和養(yǎng)護(hù)措施等影響因素合理確定切縫間距。