凌征富

（貴州路橋集團(tuán)有限公司,貴州 貴陽 550001）

0 引言

橡膠瀝青及單粒徑碎石應(yīng)力吸收層施工技術(shù)能有效抑制反射裂縫的形成，提高路面結(jié)構(gòu)抗水毀能力，同時增強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)層間附著力。依托某典型高速公路路面工程實(shí)例，分析單粒徑橡膠瀝青+碎石（AR-SAMI）吸收層施工技術(shù)要點(diǎn)。施工所用的橡膠瀝青是由瀝青基料中添加20%的橡膠粉加工而成[1-3]。橡膠粉可從廢輪胎中回收，起到減少垃圾污染、保護(hù)環(huán)境的效果。橡膠瀝青及單粒徑碎石應(yīng)力吸收層可用作半剛性瀝青路面基層的上表面、復(fù)合瀝青路面的中間層、板坯防水連接層和原有路面基層頂面的特殊功能層[4-6]。

1 工程概況

某高速公路路面工程，標(biāo)段總長度30 km，該次施工線路長15 km，施工起止日期為2019年11月至2020年1月，單幅寬245.6 m，上面層為SBS橡膠復(fù)合改性瀝青混凝土，厚度4 cm，中面層為厚6 cm的AC-20改性瀝青混凝土，底面層為厚8 cm的AC-25常規(guī)瀝青混凝土，密封層為應(yīng)力吸收橡膠瀝青層，大小26.9萬m2；路面基層為水穩(wěn)碎石基層，規(guī)格2×18 cm。

2 橡膠瀝青應(yīng)力吸收層技術(shù)的特點(diǎn)

（1）橡膠瀝青黏度較大，能牢固附著在基層和混凝土表面。在溫度不變的情況下，其自有抗拉強(qiáng)度高于SBS改性瀝青，可以有效支撐基層，減少反射型裂縫的生成，密封抗?jié)B性能極佳，特別適合在我國氣候溫暖潮濕的南部區(qū)域應(yīng)用。

（2）該施工技術(shù)的綜合成本低于常規(guī)單粒徑SBS瀝青封閉層施工技術(shù)，尤其對路面反射裂縫具有很好的抑制作用，實(shí)際應(yīng)用效果良好。

（3）同步進(jìn)行橡膠瀝青、碎石的灑布作業(yè)。二者緊密結(jié)合使得施工效率大大提高，施工質(zhì)量得以保證。

3 施工材料及設(shè)備的準(zhǔn)備

（1）橡膠瀝青制備：1）滿足國家要求技術(shù)規(guī)范。2）用于噴涂的橡膠瀝青應(yīng)為30～40目的廢輪胎粗橡膠粉。3）橡膠瀝青從處理到噴涂應(yīng)在24 h內(nèi)完成。4）橡膠瀝青可使用90#或70#瀝青作為主要瀝青，其中廢舊橡膠輪胎粉用量控制在18%～25%之間。

（2）碎石準(zhǔn)備：在路面基層頂面灑布碎石時，需確保碎石粒度在16～19 mm之間，在中面層表面灑布碎石時，應(yīng)確保碎石粒度在10～14 mm之間。

（3）施工設(shè)備準(zhǔn)備：主要的施工機(jī)械設(shè)備包括瀝青、碎石同步灑布車，應(yīng)具有加熱、存儲、拌制瀝青的功能，利用信息化系統(tǒng)控制瀝青灑布量，確保瀝青灑布均勻。灑布需用到的關(guān)鍵施工設(shè)備如表1所示，施工現(xiàn)場需用到的主要試驗(yàn)儀器如表2所示。

表1 瀝青灑布需用到的關(guān)鍵施工設(shè)備匯總

表2 施工現(xiàn)場需用到的主要試驗(yàn)儀器匯總

4 橡膠瀝青和單粒徑碎石應(yīng)力吸收層施工技術(shù)

該技術(shù)基本原理是通過瀝青路面結(jié)構(gòu)中的不同層之間增加特殊功能層（如半剛性基層和瀝青面層之間），達(dá)到吸收應(yīng)力、增強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)層間黏聚力、提高路面結(jié)構(gòu)抗?jié)B性能的目的[7]。

4.1 橡膠瀝青+單粒徑碎石應(yīng)力吸收層的工藝流程

改性橡膠瀝青+單粒徑碎石應(yīng)力吸收層施工工藝主要有清理下承層、試驗(yàn)灑布、正式灑布三步。具體施工過程包括瀝青路面灑布、碎石路面灑布、膠輪壓實(shí)三個階段。施工工藝流程如圖1 所示，其中試驗(yàn)灑布工序的作用類似于路面試驗(yàn)路段施工，通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定各項(xiàng)施工技術(shù)參數(shù)的合理值，為后續(xù)的大范圍施工提供必要的技術(shù)參考。

圖1 橡膠瀝青和單粒徑碎石應(yīng)力吸收層施工工藝流程圖

4.2 下承層的清理及施工準(zhǔn)備

清理下承層時應(yīng)將混凝土路面表層銑刨鑿毛，用容量至少為6 m3的空壓機(jī)對地面進(jìn)行清潔除塵，以確保瀝青附著力。如用于半剛性基層，應(yīng)待瀝青養(yǎng)生完成后用空氣壓縮機(jī)清潔除塵[8]。

瀝青灑布需用專門的灑布設(shè)備，以有效控制灑布量，同時可對瀝青進(jìn)行加熱、存儲、攪拌等操作。施工前應(yīng)徹底清洗灑布設(shè)備，清除設(shè)備油箱內(nèi)的殘油。在實(shí)際施工之前必須進(jìn)行試灑，徹底清潔施工車輛的車輪，以免污染施工現(xiàn)場。

4.3 橡膠瀝青的灑布

4.3.1 橡膠瀝青的灑布量

灑布量控制在2.0～2.4 kg/m2之間，黏度應(yīng)在1.5～4 Pa·s之間，灑布溫度范圍為180～190 ℃。

4.3.2 橡膠瀝青的灑布施工

進(jìn)行瀝青灑布作業(yè)時應(yīng)特別注意接縫部位的處理，如橫向接縫和縱向接縫處的瀝青灑布。對于水平接縫處，施工時要和上一道工序無縫銜接，但不能與上一道工序重合，同一截面的瀝青灑布量不能太大。在灑布水平接縫部位時應(yīng)沿著施工縫的末端用油布或鐵板覆蓋處理過的表面，再進(jìn)行灑布操作，以保證接縫部位的瀝青灑布均勻。

在灑布縱向垂直接縫部位時，首先需全面掌握灑布操作的基本流程。灑布時設(shè)備噴嘴呈扇形噴射，相鄰兩個噴嘴噴射的瀝青重疊，重疊噴射的瀝青量為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)量。圖2為橡膠瀝青灑布原理。

圖2 橡膠瀝青噴灑示意圖

4.4 碎石撒布

4.4.1 碎石準(zhǔn)備

遵循施工設(shè)計(jì)要求準(zhǔn)備單粒徑碎石，施工前需做篩分，確保碎石粒徑統(tǒng)一，不一致的超粒徑碎石占比控制在10%以內(nèi)。

確保灑布的碎石清潔干燥。如碎石粉塵含量較高，先用水清洗晾干，然后堆放于硬化場地，覆蓋防水防塵布，防止碎石受到二次污染。

4.4.2 碎石的試灑

試灑的目的是明確碎石灑布車輛的料斗傾角、行車速度以及撒布量。在常規(guī)施工設(shè)計(jì)中依據(jù)施工面積標(biāo)準(zhǔn)確定灑布量，如滿鋪55%，為方便根據(jù)工程量計(jì)算單位面積的碎石撒布量可先通過試驗(yàn)灑布確定，經(jīng)業(yè)主、監(jiān)理方審核通過后作為工程計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。

如使用石灰?guī)r碎石，粒徑在14.3～17 mm時，碎石撒布量應(yīng)控制在8～10 kg/m2之間，如粒徑為15.4～18 mm，碎石撒布量應(yīng)控制在10～12 kg/m2之間。

4.4.3 碎石撒布施工

灑布橡膠瀝青時應(yīng)同步灑布碎石，確保瀝青能有效地附著在碎石表面。該高速公路路面施工規(guī)模較大需配備同步瀝青碎石灑布設(shè)備。灑布碎石時，除工程機(jī)械操作人員外，還應(yīng)配備一到兩名清潔人員，負(fù)責(zé)清理灑布后散落于瀝青外的碎石[9]。

灑布碎石時為確保碎石灑布均勻，需注意灑布車輛的啟動階段以及縱橫接縫位置，避免同一個部位灑布重復(fù)或漏灑。如發(fā)現(xiàn)部分區(qū)域?yàn)⒉贾丿B必須在壓實(shí)前及時手動清理多余碎石。

4.5 應(yīng)力吸收層的成型

灑布碎石后需盡快用大型膠輪壓路設(shè)備跟隨碎石灑布車輛跟蹤壓實(shí)，來回碾壓2遍。

待碎石壓實(shí)后及時攤鋪瀝青混合料，兩道工序間隔不應(yīng)超出24 h，施工期間應(yīng)封閉道路交通，防止車輛行駛污染應(yīng)力吸收層。

5 施工質(zhì)量安全控制及環(huán)保措施

5.1 現(xiàn)場質(zhì)量檢測指標(biāo)

以2 000 m2為單位實(shí)地檢測應(yīng)力吸收層瀝青灑布量，確保用量誤差小于±0.2 kg/m2，碎石灑布量誤差小于±2 kg/m2。

5.2 施工質(zhì)量控制

嚴(yán)格按照國家規(guī)定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)施工，保證應(yīng)力吸收層的施工質(zhì)量，需要注意以下關(guān)鍵工藝。

（1）橡膠瀝青需當(dāng)天制備完成，待溶脹完全后才能正式使用，施工全過程都應(yīng)密切關(guān)注橡膠瀝青黏度，確保其質(zhì)量合格。

（2）灑布瀝青時需控制到接縫位置的灑布量，防止同一個區(qū)域多次灑布造成灑布不均勻，從而避免形成油包等質(zhì)量病害。

（3）碎石灑布應(yīng)均勻，禁止重復(fù)灑布或漏灑，如有需要可安排專人進(jìn)行監(jiān)測清理。

（4）開始施工前確定天氣狀態(tài)，確保施工在天氣晴朗無大雨大霧時進(jìn)行。

（5）施工過程中要保證下承層干燥；施工區(qū)域大小應(yīng)與施工進(jìn)度匹配，灑布作業(yè)后需馬上封閉交通，并在48 h內(nèi)進(jìn)行下一道工序施工。

5.3 安全措施

（1）施工現(xiàn)場配備有責(zé)任心的專業(yè)安全員，提高安全監(jiān)督水平，掌握施工現(xiàn)場的具體情況，消除可能存在的安全隱患。

（2）建立安全管控小組，實(shí)施三級安全教育機(jī)制?，F(xiàn)階段，很多項(xiàng)目建設(shè)在安全教育建設(shè)方面存在疏漏，缺乏針對性，存在形式化問題。為提高安全教育的效果，應(yīng)加強(qiáng)對三級安全教育的重視，成立專門的安全教育小組，并有針對性地展開對不同工種、工序的安全教育學(xué)習(xí)。

（3）做好安全培訓(xùn)工作。目前，許多項(xiàng)目建設(shè)管理人員的專業(yè)素養(yǎng)還有待加強(qiáng)，安全知識儲備欠缺，許多專職的安全管理人員也存在著工作經(jīng)驗(yàn)不足的問題，在實(shí)際施工過程中難以辨別風(fēng)險(xiǎn)源，無法對風(fēng)險(xiǎn)情況進(jìn)行動態(tài)管理。因此，應(yīng)加強(qiáng)對專職安全人員的培訓(xùn)，提升專業(yè)人員的專業(yè)技術(shù)能力。

5.4 環(huán)保措施

施工時需疏散施工現(xiàn)場附近閑雜人員，盡量避免人流密集時段施工。及時收集堆放施工產(chǎn)生的垃圾，用專用車輛運(yùn)輸?shù)街付▓鏊M(jìn)行處理。

對施工中機(jī)械設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的廢機(jī)油及報(bào)廢配件，需收集運(yùn)至回收站統(tǒng)一處理。施工人員必須佩戴防毒面具進(jìn)行瀝青灑布施工。

6 效益分析

該技術(shù)主要是在路基結(jié)構(gòu)不同層間設(shè)置特殊功能層，可以實(shí)現(xiàn)封水抗?jié)B目的，同時控制來自基層的反射裂縫，確保路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足要求。該施工技術(shù)效率高、操作簡便，且施工成本較低，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。

（1）直接經(jīng)濟(jì)效益:該高速公路工程使用的橡膠瀝青灑布量為2.4 kg/m2，每1 m2節(jié)約0.82元，每10 km可節(jié)省成本92 700元左右，直接經(jīng)濟(jì)效益顯著。

（2）節(jié)能環(huán)保效益:橡膠瀝青是由基質(zhì)瀝青添加20%的橡膠粉制成，橡膠粉可從廢舊輪胎中回收，從而實(shí)現(xiàn)廢舊輪胎的回收利用，有效減少橡膠垃圾污染，變廢為寶，真正起到了節(jié)能環(huán)保的作用。根據(jù)表3可知，相較于SBS改性瀝青碎石封層，橡膠瀝青應(yīng)力吸收層施工技術(shù)每10 000 m2可少用瀝青2.4 t，同時可回收利用廢舊輪胎4.4 t。

表3 SBS改性瀝青碎石封層與橡膠瀝青應(yīng)力吸收層對比

7 結(jié)論

綜上所述，該高速公路路面施工采用橡膠瀝青及單粒徑碎石應(yīng)力吸收層施工技術(shù)，取得了良好的施工效果，有效提高了高速公路路面施工效率。經(jīng)壓實(shí)處理后，應(yīng)力吸收層與路面基層、面層緊密結(jié)合，對防止基層結(jié)構(gòu)水損起到重要作用。通過在瀝青層、基層間設(shè)置應(yīng)力吸收層，可有效抑制反射裂縫的形成和發(fā)展，增強(qiáng)層間結(jié)合力，提高基層結(jié)構(gòu)抗水損能力等。