应力吸收层在水泥溷凝土路面改造工程中的应用

1、应力吸收层在水泥混凝土路面改造工程中的应用严晓生张忠岐吴江龙狄谨（中交第二公路工程局有限公司西安710065）摘要：高速公路水泥混凝土路面改造工程是一项系统工程，包括对原水泥混凝土路面的综合处治，并在其上铺筑路面结构层。在武黄、汉宜高速公路改造工程中，先对原水泥混凝土路面产生的断板、错台、唧浆、缩（胀）缝破碎、弯沉超标等病害进行了综合治理，在其上铺筑了2.5cm厚应力吸收层，和二层共10cm厚沥青混凝土面层，并对应力吸收层的级配、配合比、施工工艺等进行了优化，提高了应力吸收层的性能，有效地延缓了反射裂缝的发生，改善了路面的使用性能，延长了路面的使用寿命，取得了良好的经济效益和社会效益。关键词：

2、水泥混凝土路面改造应力吸收层应用1 前言综合处治；另一方面水泥混凝土路面与沥青2003年我局承建的武黄高速公路全长约70km水泥混凝土路改造工程，至今已通车4年，路面基本未出现大的病害，应力吸收层未损坏；2004和2005年，又承建了汉宜高速公路约130km水泥混凝土路改造工程，已通车两年多，路面完好。我们认为这主要是一方面重视对原水泥混凝土路面的面层间铺筑了应力吸收层并采用了较合理的路面结构组合；施工中优化了混合料的配合比和施工工艺。因此，取得了良好的使用效果。应力吸收层是高粘度聚合物改性沥青（STRATA美国科氏公司产品）与4.75mm以下的细集料，按一定的配合比，在高温条件下拌和，组成均

3、匀的、具有粘弹性高、抗(4cm)中面层（8cm）+SUP12.5（2.5 %纤维）上面层封闭、综合处治、分层铺筑、一次成型、逐疲劳能力强的砂粒式沥青混合料。由于它能缓冲部分水泥碎板传递给沥青层的破坏应力，因此称为应力吸收层。根据原路面的情况采用下列五种结构形式进行整治。（1）应力吸收层（2.5cm）+AC20S中面层（6cm）+SUP12.5上面层（4Cm）（2）应力吸收层（2.5cm）+AC-10I调平层（2.5cm）+AC-20S中面层（6cm）+SUP12.5上面层（4cm）（3） AC-10I调平层（2.5cm）+应力吸收层（2.5cm）+AC-20S中面层（6cm）+SUP12.5上

4、面层（4cm）（4）应力吸收层（2.5cm）+AC-20S中面层（8cm）+SUP12.5上面层（4cm）（5）应力吸收层（2.5cm）+AC-20S2 .原水泥砂路面综合处治2.1 综合处治程序：2.2 综合处治原则（1）不作处理一一单点实测弯沉值Lr司4（2）钻孔压浆处理一一单点实测弯沉值14<LrN0（3）换板（整块破碎，处理基层）一一单点实测弯沉值Lr>40（4）一股性处理一一出现裂缝、边角破损、接缝损坏、轻度错台、沉陷等3 .应力吸收层施工水泥碎路面改造工程是在不影响正常交通的情况下施工的，本工程采用了“分段段推进、滚动作业”的施工方案。因此，施3.1 主要机械设备和试验

5、仪器工前就必须完成所有沥青混合料结构层的(1)主要机械设备见表1行检测3.2原材料质量要求和检测目标配合比设计，并调整好生产配合比，才能保证施工连续性。应力吸收层是沥青面层的核心，它具有粘弹性高、抗疲劳、抗塑性变形能力强、密实、不透水等特点，能有效减少或缓解旧水泥碎板传递给沥青面层的反射裂缝。它直接铺筑在水泥碎路面上形成防水层，能有效的防止路面的水下渗入基层，而是基层顶面软化。应力吸收层的集料由我方提供，结合料采用科氏材料公司生产的高粘度聚合物改性沥青，混合料的目标配合比设计，由我方与科氏公司共同完成，生产配合比的设计与调试由我方完成。科氏公司协助对应力吸收层混合料进行检测，施工中我方中心试验

6、室进行常规指标检测，特殊指标委托外单位进表1主要机械设备表机械设备名称及型号数量产地NP-3000型沥青拌和楼2套日本ABG-525型沥青混凝土摊铺机1台德国ABG-423型沥青混凝土摊铺机1台西安BW202型双钢轮压路机2台德国BW120型双钢轮压路机1台德国DV-10型双钢轮压路机1台德国沥青洒布车1台郴洲解放自卸运输车20辆k春(2)主要试验仪器见表2表2主要试验仪器表1自动马歇尔稳定度试验仪AMS-n1台2马歇尔击实仪LMD-21台3沥青低温延度测定仪LYY-71台4自动数显沥青针入度仪DZR-941台5旋转薄膜烘箱LBH-11台6沥青软化点试验仪LRH1台7沥青混合料拌和机HJBII

7、I1台8恒温水浴GF-B1台9真空密度仪ELE1台10自动连续式平整仪XLPY-F1台11电子天平MP1100B1台12沥青燃烧炉CARBOLITE1台13布氏沥青粘度DV-2pra1台表3高粘度聚合物改性沥青指标表项目实测值指标针入度(25C,100g,5s,0.1mm)9085100软化点（C）89>65延度(5cm/min,5C,cm)78>50溶解度（）99.9>99粘度（135C）2.82.23.2密度(g/cm)1.020闪点（C）300>230表4细集料质量要求表指标单位质里要求实测值视密度(t/m3)>2.52.736棱角性(%)>4042.

8、8砂当量(%)>4588吸水率(%)3V1.4（1）沥青粘结料层的结合料为科氏公司生产的聚合物改性沥青，具有较高的粘度和低温延度，具体指标见表3留物（2）细集料细集料为石灰岩石屑，河沙为洁净的细砂，具体指标见表4指标单位求实测值视密度(t/m3)>2.52. 695含水量(%)V 10. 2粒 度范 围< 0.6mm(%)100100< 0.15mm(%)90 100093. 6<0.075mm(%)75 10078. 1外观无团粒 结块亲水系数V 1弹性恢复（RTAO,25 C）81%>70%离析（48h）3.5 C<6 C旋转 薄膜 烘箱 后残质量

9、损失（）<0.1V 1.0延度 cm/min,5 C,cm)50>30针入度比（25C, %）81>60（3）填料填料采用石灰岩磨制的矿粉，具体指标见表53.3 应力吸收层施工（1）应力吸收层混合料配合比设计应力吸收层矿料级配组成及最佳沥青z 5配咫填遭量要乘表尺寸量的确宁在窗铲制944.75PP工19 ¥匕褥不 配/ 比炉诧转压3-JniTij 卜 3n秒：丁# 5治69K： 2帆棚一千必、LL5对的就I /青用量8 3硼1%96粉 25X： 65M: 1DK： DX%正加守,5,73.疥汉宜Ri 503-Jflfiii D_3rnffli 砂 茸.温羽限34生&

10、quot; 产” 配。 比/威潢工延卷1啾仓】矿粉*29卜 66N： 5上1DBp死472,*5汉宜I /2执仓 1#执仓矿将*35N- 61431QM凡&T3, W5汉宜2#热仓；1#热仓；矿粉+1 hri.iHP 4£H 9 J表6犷料皴百耍a成及霰佳机用量见表6。体积指标和性能指标，最终确定最佳沥青用量。应力吸收层混合料的入模温度175C,旋转压实温度150Co(2)应力吸收层混合料性能检测用最佳沥青用量拌和混合料，进行体积指标和性能指标检测，并确定生产时的质量控制指标。其中HVEEM稳定度和BEAM疲劳两项性能试验由科氏公司检测，结果见表7。表1性能捎苒检需彖。试戴项

11、目4安测值产指林P规定保是口NVEEM稳定度+如>118,DIMQbeam痴帝91115M>1。口MQ的青含量C曲。9.*工W±0.纭空隙率(S)/1.。一二MD.52讣士01W犷料间隙#19.厂19.T/白1队旧±1.的沥青吸收率【冷F1.*P集料菊效密度一2.687(3)应力吸收层施工工艺应力吸收层的厚度为2.5cm,过厚容易出现泛油现象，太薄起不到延缓反射裂缝的作用。采用一台摊铺机半幅全宽摊铺、接由于应力吸收层细集料含量高，油石比大；改性沥青粘度高，变形的自愈性强，相应的改性沥青混合料工作温度也较高，各阶段施工温度是质量控制的关键，正常施工温度控制范围见表

12、8表8施工温度控制范围施工阶段温度控制沥青加热温度165C170C矿料加热温度175C190C混合料拌和温度170c180C混合料出厂温度165C175C到场温度160c175C摊铺温度150c170C初压温度140c165C碾压终了温度不彳H82c混合料的拌制混合料采用NP-3000型间歇式拌合楼拌制。由于应力吸收层混合料中细集料多，沥青用量大，因此，拌和时间比一般沥青混合料长1015s,约6570s。混合料应拌和均匀、色泽一致、无结团、无离析。触式平衡梁等厚铺筑方案混合料采用载重量为20t自卸车运输混合料的运输运输过程中，为防止混合料粘附车箱，应保证车箱底板及四壁清洁、光滑，装料前涂刷隔离

13、剂。（隔离剂不能使用纯柴油。按照公路沥青路面施工技术规范推荐的防粘剂为油石混合液，油：水=1：3每车料卸完后应将车厢清理干净，不应有残留。为了减少混合料离析现象，装料时应按照前、后、中的顺序进行装料，并保持运输车轴线与拌和楼卸料斗轴线一致。为了保证混合料运输过程中的温度损失，每辆运输车上都配有加厚蓬布，进行覆盖保温。由于STRATA应力吸收层混合料油石比大，在车辆行驶过程中，混合料呈油状，在车厢内流动，所以装车过程中应保证混合料不高于车厢后板，车厢板密实无缝，防止集料洒料对路面造成污染。 混合料的摊铺采用ABG-525型沥青摊铺机半幅全宽一次摊铺，接触式平衡梁找平等厚铺筑成型方案。摊铺前，应在

14、摊铺机和工具上喷洒隔离剂，以防止粘结混合料，摊铺温度为160左右；摊铺速度以13m/min为宜。摊铺过程中要及时清理运输车道洒下的混合料，对摊铺机前面路面大于2cm的坑槽应用STRATA混合料进行补平，尽量避免手工作业。 混合料的碾压：根据应力吸收层特性，混合料压实采用双钢轮压路机静压。由于摊铺厚度薄降温快，因此，压路机须紧跟摊铺机进行碾压，初压采用BW202双钢轮压路机静压一遍，初压温度为150左右，速度控制在1.52.0km/h；复压，终压采用BW202双钢轮压路机静压34遍，速度控制在2.53.0km/h。碾压过程中不应大量喷水，以防混合料表面冷却过快，经过45遍碾压即可达到要求压实度，

15、并在8293时完成终压。应力吸收层施工首先要把好材料关，从原材料选择上应做到级配合理，性能优良，严格控制油石比、拌和温度、摊铺温度、碾压温度，制定合理的施工工艺、碾压程序、检测手段；严格过程控制，从每一个施工环节抓起，遵规操作才能保证应力吸收层的施工质量，才能达到或优于设计要求。4.体会1 原水泥砼路面上铺筑沥青面层是一项系统工程，做好原路面的调查和综合处治，是沥青路面铺筑后能否达到预期效果的关键，也是保证复合路面使用性能的重要基础。2 原水泥砼路面综合处治后，应对路面进行彻底清理，保证界面清洁、无污染，施工中必须严格过程控制，只有保证应力吸收层的施工质量，才能发挥应力吸收层使用效果。3 应力吸收层采用了新技术、新材料、新工艺，它既是水泥砼路面与沥青面层的联结层，又是防水层，因此，应力吸收层是一个重要的功能层。4 我们承建的武黄高速公路水泥砼路面改造工程，经