橡膠瀝青應力吸收層技術建議書終稿

1、緩路面反射裂縫解決方案技術建議書橡膠瀝青應力吸收層瀝青面區(qū)«KS5S(smii)舊路面（水筠基層）江蘇同安道路工程有限公司版本V14. 4橡膠瀝青應力吸收層技術建議書第1頁1背景1.1 半剛性基層瀝青路面反射裂縫病害由于受設計理念的束縛以及設計周期的影響，全國各地的高等級公路幾乎 是千篇一律的采用半剛性基層瀝青路面這種單一化的結構形式。雖然半剛 性基層具有較高的強度與承載力，但也存在易開裂、損壞后無法愈合且難 以修補等缺陷，在使用過程中也暴露出了一些共性問題，即以反射裂縫(Reflection Crack)為主的早期損壞。圖17高速公路反射裂縫圖1-2橫縱向裂縫圖1-3干線公路反射裂

2、縫圖1-4市政道路反射裂縫1.2 設置應力吸收層很有必要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，容易 導致基層產(chǎn)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(chǎn)生拉應力，當此應力超過其抗拉強度時則發(fā)生 斷裂，并向上發(fā)展形成反射裂縫。反射裂縫是半剛性基層瀝青路面裂縫的主要形式，它破壞了路面結構整體 性和連續(xù)橡膠瀝青應力吸收層技術建議書第2頁性，并在一定程度上導致結構強度的削弱(如裂縫處彎沉增大，回彈模量降低等)。瀝青路面再出現(xiàn)早期病害之后，若不及時處理，將迅速引發(fā)其他病害，加 速瀝青路面的損壞。而且隨著雨水侵入基層，造成基層破壞，導致提高路 面

3、維修難度和成本，嚴重影響道路的使用質量和壽命?，F(xiàn)行公路瀝青路面設計規(guī)范(JTG D50-2006)明確指出: 對于半剛性基層瀝青路面，宜采取在半剛性基層上設置改性瀝青應力吸收 膜、應力吸收層或鋪設經(jīng)實踐證明有效的土工合成材料等措施減少收縮開 裂和反射裂縫。在水泥穩(wěn)定碎石與下面層之間設置一個應力吸收層，可使裂縫處相對位移 產(chǎn)生的應力傳到面層時大為減少，達到延緩反射裂縫產(chǎn)生的目的。圖1-5橡膠瀝青應力吸收層作用機理2路面反射裂縫防治措施技術現(xiàn)狀目前國內外對減少半剛性路面裂縫的主要思路是：（1）在瀝青面層和半剛性基層之間設置一層彈性模量低，韌性好的材料作為應力吸收層以吸收半剛性基層裂縫；（2）使用防

4、裂效果更好的面層或基層材料；（3）通過增加瀝青面層厚度以防止基層反射裂縫；（4）從結構本身入手防止和減少半剛性瀝青路面基層的反射裂縫。目前第一種方法是國內外工程實踐中用得較多的一項工程措施。橡膠瀝青應力吸收層0技術建議書第3頁2. 1傳統(tǒng)反射裂縫防治措施及不足2.1.1 增加瀝青面層的厚度通過增加瀝青面層厚度以防止基層反射裂縫，國際上通用的結論是需要將 瀝青面層增加至15-25cm, 一方面可以減少舊面層的溫度變化，并降低加 鋪層的拉應力，另一方面可以增加路面結構的彎曲剛度，降低接縫處的彎 沉差，減少加鋪層的剪切應力。缺點：通過較厚的瀝青面層來防止和減少反射裂縫，易受路面標高的限制， 高溫時易

5、因蠕變產(chǎn)生車轍，削弱強基薄面的優(yōu)勢，而且在經(jīng)濟上不合算。2.1.2 半剛性材料的合理組成設計通過進行半剛性基層材料的合理設計，如：調整結合料用量與比例，增加 粗骨料含量并嚴格設計級配，以盡可能的減小其溫縮和干縮系數(shù)，增加半 剛性基層材料的抗裂性能。缺點：不能從根本上消除半剛性材料的開裂而導致的路面反射裂縫。2.1.3 在面層與基層之間增加級配碎石層在面層與基層之間增設一層由特粗式開級配瀝青碎石混合料所組成的級 配碎石層，由于該結構層具有20%-35%的空隙率，能夠把交通荷載與環(huán)境 溫度作用下所引起的原路面或者水穩(wěn)基層產(chǎn)生的運動消散掉，從而能夠防 止和減少半剛性基層反射裂縫。缺點：造價高，經(jīng)濟性

6、較差。2.1.4 加鋪土工織物或格柵在半剛性基層頂或瀝青面層之間設置土工合成材料，由于該材料模量較高, 一方面可對加鋪層起少量加筋作用，提高瀝青混合料的抗拉強度與抗變形 能力；另一方面對瀝青面層底的箍固作用大大增強了瀝青面層的抗裂強度。 缺點：各種材料具有不同的剛度，作用效果大不相同。對于垂直差動位移 和水平位移較大（溫縮嚴重）的情況效果不大，此外，防裂效果較短暫。2.1.5 基層預切縫基層預切縫方法的防裂原理主要是在鋪瀝青面層前將半剛性基層按一定 間距設置預切縫，改善基層約束條件，從而在一定程度上釋放應力來達到防裂目的，從而延緩或橡膠瀝青應力吸收層0技術建議書第4頁消除了面層反射裂縫的產(chǎn)生。

7、缺點：基層預切縫將半剛性基層切割后分成了許多板塊，破壞了半剛性基 層的整體性，有損于其整體性能。2. 2對傳統(tǒng)瀝青路面反射裂縫防治技術的改進傳統(tǒng)瀝青路面反射裂縫防治技術通常存在防裂效果差、造價高和有損整體 性能的缺點，針對以上不足，我們推出性能更優(yōu)越的橡膠瀝青應力吸收層 技術防治半剛性基層反射裂縫病害。橡膠瀝青應力吸收層相對其他應力吸收層具有明顯的優(yōu)勢，具體優(yōu)缺點對 比分析如下表2-1所示：常見反射裂縫處治措施對比分析表2-1項目瀝青碎石柔性基 層聚酯土工布橡膠瀝青應力吸收 層玻纖格柵厚度12cm1cm施工 方案滿鋪滿鋪滿鋪裂縫處設置優(yōu)點全方位預防基層 反射裂縫無需調整縱斷 面，全方位預防 基

8、層反射裂縫無需調整縱斷面， 全方位預防基層反 射裂縫、工藝成熟， 機械化施工，質量有 保證。無需調整，造 價略低，施工 簡便缺點造價高，施工要 求高、需要調整 路面標高。在基層和面層之 間人為設置了一 個夾層，施工不 到位容易造成路 面整體損壞。對施工要求高。不能有效覆 蓋所有工作 面， 效果差。3橡膠瀝青應力吸收層2.1 什么是橡膠瀝青應力吸收層橡膠瀝青應力吸收層(Stress Absorbing Membrane Inter-layer,簡稱 SAMI) 是采用碎石封層形式，將單一粒徑的石料均勻的滿鋪在橡膠瀝青層上用膠 輪壓路機進行嵌擠碾壓，橡膠瀝青被擠壓到石料高度的3/44/5處，石 料

9、嵌鎖形成后將構成結構性支撐，所形成的碎石封層即為橡膠瀝青應力吸 收層。橡膠瀝青應力吸收層木枝梓石技術建議書圖3-1 SAMI結構示意圖圖3-2 SAMI超強粘結效果3. 2性能優(yōu)勢作為一種新型反射裂縫防治技術，橡膠瀝青應力吸收層相對于傳統(tǒng)應力吸 收層，具有以下優(yōu)勢：3.1.1 吸收應力、延緩反射裂縫SAMI采用橡膠瀝青做膠結料，表面撒布單級配的碎石，整個結構是一種柔 性體系，能有效封閉原路面表面的微裂縫和空隙，同時，對半剛性基層以 及水泥混凝土路面的集中應力有顯著的緩沖和吸收作用，能有效緩解應力 向鋪裝層的反射，減少和緩沖鋪裝層底拉應力，這也是采用SAMI結構能 減少表面鋪裝層厚度的主要原因。

10、圖3-3橡膠瀝青路面和普通瀝青路面使用8年后對比3. 2. 2抗水損壞橡膠瀝青應力吸收層采用高瀝青用量,能形成23mm左右厚度的瀝青膜，能有效防止水分浸入基層和路基，另外，橡膠瀝青二次融化，填充瀝青面 層底部縫隙，避免層間存水，起到保護路基和基層的作用。橡膠瀝青應力吸收層有助于?？p/水穩(wěn)基層一 舊水泥路面罩面層應力吸收層f技術建議書圖3-4加罩5年后取芯現(xiàn)場3.2.3層間粘結性強第6頁圖3-5 SAMI防水原理圖橡膠瀝青應力吸收層具有優(yōu)良的粘結作用，與下面層和上鋪裝層的粘結力 一般均在1. OMPa以上（稀漿封層的粘結力為0. 2-0. 4MPa,普通粘層油的 粘結力為O.IMpa左右），橡膠

11、瀝青上浮融入瀝青面層，提高層間抗拉、抗 剪強度，基層和面層之間加鋪一層1cm橡膠瀝青應力吸收層能有效將路面 鋪裝層與基層粘結成一個整體，有利于結構整理受力，提高路面的使用壽 命。圖3-6垂直拉拔試驗：面層破損、應力吸收層完好3. 2. 4抗老化和耐久性強SAMI采用橡膠瀝青作為膠結料，橡膠瀝青具有優(yōu)良的抗老化和耐久性能, 故SAMI也具有優(yōu)良的抗老化和耐久性能。3.2.5機械化施工、施工便捷SAMI采用一臺橡膠瀝青灑步車與一臺碎石撒布車或者一臺同步碎石撒布 車即可，施工速度快，機械控制膠結料和碎石的撒布.量，質量有保證。 橡膠瀝青應力吸收層0技術建議書第7頁3.2.6環(huán)保經(jīng)濟實踐己證明，將廢輪

12、胎制成膠粉加入瀝青中，拌制成橡膠瀝青對于提高瀝 青的高溫穩(wěn)定性，低溫抗裂性，抗老化性以及粘附性等都有很好的效果， 可以取代昂貴的進口 SBS改性瀝青，延長使用壽命、降低建設投資成本。 同時，橡膠瀝青大量消耗廢舊的輪胎，膠鞋，以及膠管、膠帶等橡膠制品， 已成為廢膠粉利用的一個關鍵突破口，消除了環(huán)境污染，解決社會的環(huán)保 問題。3. 3施工機械與設備橡膠瀝青應力吸收層施工主要施工機械包括：（1）橡膠瀝青生產(chǎn)設備1套；（2）橡膠瀝青灑布車1臺；（3）碎石撒布機2臺；（4）灑水車；（5）森林滅火鼓風機2臺；（6）壓路機：25噸輪胎壓路機2臺。為加強現(xiàn)場質量控制，橡膠應力吸收層推薦優(yōu)先采用同步碎石封層車進

13、行 一體化施工。圖3-7橡膠瀝青同步碎石封層車圖3-8橡膠瀝青生產(chǎn)設橡膠瀝青同步碎石封層車可將瀝青結合料的噴灑和骨料的撒布 .同時進行, 使瀝青結合料與骨料之間有最充分的接觸，以達到它們之間最大限度的粘 結度，并保證粘結劑和石屑之間穩(wěn)定的比例關系。橡膠瀝青應力吸收層技術建議書第8頁3.4橡膠瀝青應力吸收層施工工藝先均勻噴灑190c200c的橡膠瀝青，并立即進行碎石撤鋪，橡膠瀝青灑布車、碎石撒相車和輪式壓路機的相隨距離不超過5m,并隨時檢測碎石、 瀝青灑鋪量。碎石撒布車需灑少量水，避免粘輪，并需在橡膠瀝青降溫前完成碾壓工序。橡膠瀝青應力吸收層初次碾壓的溫度不得低于100C。圖3-9抽取橡膠瀝青并

14、加熱至190C左右圖3-10基層清掃圖371灑布橡膠瀝青圖37 2撒布碎石圖3-13碾壓橡膠瀝青應力吸收層圖374清掃浮石第9頁3.5技術建議書適用范圍橡膠瀝青應力吸收層能夠有效地防止或延緩反射裂縫病害發(fā)展，被廣泛地應用到道路、橋面和隧道鋪裝層中。圖3-15高速公路及干線公路水穩(wěn)基層之上圖3-16橋面防水粘結層圖377水泥路面"白改黑”圖378舊瀝青路面改造圖379市政道路水穩(wěn)基層之上圖3-20隧道水泥板與瀝青面層之間 下圖為國內一些高等級路面在水穩(wěn)之上設置橡膠瀝青應力吸收層，來延緩 半剛性基層反射裂縫病害的案例:橡膠瀝青應力吸收層技術建議書第10頁圖3-21橡膠瀝青應力吸收層延緩基

15、層反射裂縫案例4結論與建議通過不同應力吸收層技術的性能、經(jīng)濟分析表明：橡膠瀝青應力吸收層技 術具有優(yōu)良的抗水損壞、防治反射裂縫功能，優(yōu)異的層間粘結性能，施工 工藝簡便及良好的社會經(jīng)濟效益等特點，是一種先進的半剛性基層瀝青路 面反射裂縫防治技術，在提高路面路用性能，延長使用壽命的基礎上，有 其獨特的優(yōu)勢，是今后一段時期內具有推廣意義的瀝青路面反射裂縫防治 技術。寧常高速寧杭高速二期常州S340省道泰高公路附件：橡膠瀝青應力吸收層施工圖說明橡膠瀝青應力吸收層施施匚圖說橡膠瀝青應力吸收層 明第1頁根據(jù)交通部相關施工技術規(guī)范，結合橡膠瀝青應力吸收層的研究成果和工程應用經(jīng)驗，提出橡膠瀝青應力吸收 層的施

16、工技術指南。橡膠瀝青應力吸收層結構示意圖如下：1材料技術要求橡膠瀝青應力吸收層使用的原材料包括集料、水泥、道路石油70號瀝青、橡膠瀝青，其檢測技術要求如下。1. 1基質瀝青橡膠瀝青所用的基質瀝青采用70#道路石油瀝青，其技術要求見表l-lo70#道路石油瀝青技術要求表1-1技術要求針入度(25, 100g, 5S) (0. 1mm)6080 延度(5cm/inim, 15) (cm)不小丁，100 延度(5cm/mim, 10'C) (cm)不小于20軟化點(環(huán)球法)()不小于46溶解度(三氯乙烯)(%)不小于99.5針入度指數(shù)PI-1.3-+1.0薄膜加熱試驗 163C, 5h 質量

17、損失(%) 不大于0.6針入度比(%) 不小于65延度(15) (cm)不小于20瀝青混合料面層水穩(wěn)基層或舊路面基層裂縫應力吸收層橡膠瀝青應力吸收層0施工圖說明第2頁延度(10) (cm) 不小于6閃點(COC)()不小于260含蠟量(蒸鏘法)(%)不大于2.2密度(15)(g/cm3)不小于1.01動力粘度(絕對粘度，60) (Pa. s) 不小于 180 PG 等級 PG64-221.2橡膠粉橡膠粉顆粒規(guī)格應符合表1-2要求。橡膠粉篩分應采用水篩法進行試驗。橡膠粉密度應為篩孔尺寸通過率%2. 00 mm1001. 18 mm 65100600 加 20100300 加 04575加051.

18、15? 0.05 g/cm3,應無其它雜質，纖維比例應不超過0.5樂 要求含有橡膠粉重量鴨的碳酸鈣，以防止膠粉顆粒相互粘結。橡膠粉篩分規(guī)格表1-21.3 集料檢驗項目單位技術要求石料壓碎值洛杉磯 磨耗損失視密度%W26%W28t/ms22.6應力吸收層應采用石質堅硬、清潔、不含風化顆粒、近立方體顆粒的碎石， 應選用反擊式破碎機軋制的碎石。并采用0.20.5% （按照集料重量計） 的瀝青進行預裹附（裹附溫度在120以上），預裹附的集料堆放時間不宜 超過兩周。集料技術要求見表l-3oSAMI應力吸收層用粗集料質量技術要求表1-3橡膠瀝青應力吸收層第3頁吸水率%W2.0對橡膠瀝青的粘附性25級堅固性

19、%W12針片狀顆粒含量%W10水洗法0.075 mm顆粒含量% W1軟石含量% W3上面層石料磨光值BPN方篩孔尺寸（mm）A級配B級配13.2100 1009.5100 0154. 750-15 /2. 3605 050. 0750-0.50-0.5421.4 集料級配橡膠瀝青應力吸收層集料級配范圍如表1-4, 一般情況可選用B級配。應力吸收層集料規(guī)格表1-42施工流程2.1制備橡膠瀝青SAMI所用橡膠瀝青為高粘橡膠瀝青（Wet Process-High Viscosity）,需要采用 較高的橡膠粉用量，一般在15%以上，且采用粒徑較大的膠粉（如20目 膠粉）。但是由于膠粉粒徑較大，存儲過程

20、中容易離析，通常需要現(xiàn)場加工使用?；|瀝青輸送至高速剪切攪拌器，與橡膠粉在190C溫度下高速剪切。剪切完成后，輸送至反應罐進行至少45分鐘的反應，并升溫到200C,完成橡膠瀝青生產(chǎn)過程。過程如下圖所示：橡膠瀝青應力吸收層第4頁圖2-1橡膠瀝青生產(chǎn)工藝將橡膠粉加入瀝青的溫度范圍在177204c之間，拌和1小時后進行試驗, 滿足以下指標要求。根據(jù)試驗結果選取合適的橡膠粉摻量，橡膠瀝青應滿 足以下技術要求，其抽檢項目、抽檢頻率符合表2T的要求。橡膠瀝青技術要求表2T項目技術要求試驗方法粘度，1779 , Pa s1. 54.0T0625-2000針入度，25, 100g, 5 s, 0. 1mm,2

21、5T0604-2000最小軟化點，,最小57 T0606-2000彈性恢復，25, lh,最小75 T0662-20002. 2確定灑布量灑布量的大小主要根據(jù)橡膠瀝青的粘度，石料的粒徑、用量等因素確定， 應做到無積油、不流淌。一般情況下推薦橡膠瀝青灑布量采用2. 0 2.6kg/m：,可視試驗路效果定。按照初步設計的灑布量，在起步和終止位置應鋪工程紙，以準確進行橫向 銜接，灑布車經(jīng)過后及時取走工程紙，計算實際灑布量，以調整灑布設備。 橡膠瀝青應力吸收層0施工圖說明第5頁2. 3清掃路面路面病害處理完成后，在SAMI施工前應進行下承層的清掃、吹塵和清洗。 先采用滑移車清掃，人工用竹掃帚將原路面進

22、行全面清掃，再用23臺 森林滅火鼓風機沿縱向排成斜線將浮灰吹凈，清除舊路(基層)表面浮灰 和泥漿。清掃完畢后，將此路段開放交通，利用車輪有吸附作用清潔路面。 后進行同步碎石施工。2. 4封閉交通設置交通標志及安全作業(yè)區(qū)。為保證施工人員的安全以及避免車輛和行人 對施工造成影響，施工前需與交警、路政部門或者其他相關單位聯(lián)系，共 同制定施工期間交通管制措施，并遵循公路養(yǎng)護安全作業(yè)規(guī)程(JTGH30) 的相關規(guī)定碼放錐桶、警示牌、限速標志等。施工區(qū)域需進行封閉，禁止 人員和車輛進入。2. 5噴灑過程根據(jù)待施工路面寬度，設定噴灑寬度，并選擇施工行進方向，調整噴灑設 備位置。根據(jù)設計要求，確定材料噴灑量、

23、作業(yè)速度、灑布管的離地高度、 噴灑壓力、噴灑角度和噴灑速度。2.5.1橡膠瀝青灑布（1）推薦橡膠瀝青灑布量采用2. 02. 6kg/m：,可視試驗路效果定；（2）起步和終止位置應鋪工程紙，以準確進行橫向銜接，灑布車經(jīng)過后應及時取走工程紙；（3）縱向銜接應與已灑布部分重疊10cm左右；（4）撒鋪碎石前禁止任何車輛、行人通過橡膠瀝青層。2. 5. 2撒鋪碎石噴灑橡膠瀝青后應立即撤鋪碎石，碎石撤鋪量采用16±2kg/m：,根據(jù)試鋪 情況確定，以滿鋪、不散失為度，對于局部碎石撒鋪量不足的地方，應人 工補足。2. 5. 3碾壓采用25T以上的膠輪壓路機進行壓實。碎石撒鋪后應立即進行碾壓作業(yè),緊跟碎石橡膠瀝青應力吸收層0施工圖說明第6頁撒鋪車。碾壓遍數(shù)為3遍，從灑布橡 膠瀝青到碾壓完成應在表2-2規(guī)定時間內完成。施工時間要求表2-2下承層溫度 完成碾壓40工以上20 18-C至40之間10分鐘2. 6養(yǎng)護、開放交通橡膠瀝青應力吸收層施工應與上面層瀝青混合料緊湊進行，中間不開放交通，若期間必須開放交通，須待SAMI施工完成3小時后方可開放交通，但車速不宜超過25km/h。在上面層瀝青混合料施工前須加灑粘層油，粘層油灑布量控制在0. 25酒/皿。2.7施工注意問題（1）施工時，注意保護環(huán)境，避免對環(huán)境