第２期（总第１７２期） ２０１４年４月 中圄彳菹ｚ裆 ＣＨＩＮＡ ＭＵＮＩＣＩＰＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｎｏ．２（Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ．１ ７２） Ａｐｒ．２０１４ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００４－４６５５．２０１４．０２．０３４ 旧水泥混凝土路面沥青层加铺工程中 反射裂缝防治措施 席晓波 （武汉市政工程设计研究院有限责任公司，湖北武汉４３００２３） 摘要：针对旧水泥混凝土路面沥青层加铺工程中容易产生反射裂缝的问题，介绍３种常用的防治措施。对不同处 理措施的结构设计参数及施工控制关键技术作全面分析，结合经济性提出３种处理措施在城市道路中的适用性。 关键词：旧水泥混凝土路面；沥青层加铺；反射裂缝；防治措施 中图分类号：Ｕ４１ ８．６ 文献标志码：Ａ 文章编号：１ ００４—４６５５（２０１ ４）０２—００９８—０３ 水泥混凝土路面具有材料广泛、强度高、稳定 初期备受青睐。随着城市化进程的加快，初期修建 的水泥路面面临维修问题。目前，在旧水泥混凝土 ４）裂缝缓解层，包括８～１２ ｃｍ厚大粒径开 性好、耐久性强、养护费用低等优点，在城市发展 级配沥青碎石、ｌ０～１５ ｃｍ厚级配碎石。其作用 为削弱拉应力、拉应变的传递能力，并且能消散、 吸收由交通荷载及温度变化产生的荷载应力和温度 路面上加铺沥青是最直接、最普遍的改造方式，即 应力。“白加黑”［１－２］。然而，由于沥青加铺层与旧水泥混 ５）打碎旧水泥路面板，以减少应力集中，碾 凝土路面材料差异性较大，且旧水泥混凝土面板存 在裂缝和接缝，伴有脱空和错台等病害，都使沥青 缝是加铺改造成功的关键。 １防治措施 压固定，再铺筑半刚性基层以防止反射裂缝。 单从防裂效果来看，方案４、方案５最好，具 大；特别是方案５对现状管线影响很大。基于城市 道路两侧高程因素，以及地下管线复杂，所以 加铺层出现反射裂缝，所以如何延缓和防止反射裂 备一定补强作用，但是提高现状路面高程，投资较 防止和控制反射裂缝是沥青加铺层重点，主要 城市道路对方案４、方案５很少采用。 有以下几个方案。 相关研究表明ｐ 】，方案２、方案３防裂效果好， １）土工织物夹层及防水卷材，包括聚酯织物、 青应力吸收夹层相同。 对现状路面高程及现状管线影响较小，且在国内多 方案３的关键技术，为城市道路旧路改造提供实践 聚酯无纺织物、防水卷材等。其作用原理与黏胶沥 处地方有成功的实施经验，本文着重介绍方案２、 ２）聚酯玻纤布，系玻璃纤维和聚酯纤维组成 指导。 的复合防裂材料。对温度和荷载反射裂缝均有一定 ２施工关键技术 抑制作用。 度为１—３ ｃｍ。其作用为降低旧混凝土面层与沥 射裂缝。 收稿日期：２０１３—１１—２６ ２．１聚酯玻纤布 ３）应力吸收层，包含ＳＡＭＩ、ＳＴＲＡＴＡ等，厚 ２．１．１技术指标 聚酯玻纤布是继土工布、土工格栅、聚合物卷 具有如下特点：延伸率低、没有长期蠕变性；与沥 青相容性和高温稳定性好；化学稳定性好；与热沥 青加铺层之间的粘附阻力，减少温度下降引起的反 材之后发展起来的一种新型复合土工合成材料。它 作者简介：席晓波（１９７５一），男，高级工程师，硕士，主 青黏层油形成防水层；可以粉碎和再生使用等。 聚酯玻纤布的技术指标见表ｌ。 要从事道路交通设计。 ９８ 中圄彳放工农 席晓波：旧水泥混凝土路面沥青层加铺工程中反射裂缝防治措施 ２０１ ４年第２期 表１聚酯玻纤布材料技术要求 性质 数值 测试方法 抗拉强度／ｋＮ纵向 ＞８ ＪＴＧ Ｅ５（卜一２００６ ・ｍ 横向 ＞８ ＪＴＧ Ｅ５ 一２００６ 断裂延伸率／％ 纵向 ＜５ ＿ｒｒＧ Ｅ５【卜一２００６ 横向 ＜５ ＪＴＧ Ｅ５０＿一２００６ 梯形撕裂强力，Ｎ 纵向 ＞３５ ＪＴＧ Ｅ５（卜一２００６ 横向 ＞３５ ＪＴＧ Ｅ５ 一２００６ ＣＢＲ顶破强力，Ｎ ＞５５０ ＪＴＧ Ｅ５ 一２００６ 熔点／℃ ＞２３０ ＡＳＴＭ Ｄ２７６ 沥青吸收量／ｋｇ・ｍ ＞１．０ ＡＳＴＭ Ｄ６１４０ 单位面积质量／ｇ・ｍ ＞１２５ ＪＴＧ Ｅ５ 一２００６ 厚度（２ ｋＰａ）／ｍｍ ＜１．２ ＪＴＧ Ｅ５ 一２００６ ２．１．２施工工艺及方法 施工工序：底层表面清扫一测量拉线一喷 洒黏结料（ＳＢＳ改性热沥青）一铺设聚酯玻纤布 一整平推压— 保养维护一铺筑沥青加铺层。在 实施过程中需要注意以下问题。 １）黏结料采用ＳＢＳ改性热沥青，技术指标应 满足ＪＴＧ Ｆ４０－－２００４《公路沥青路面施工技术规范》 表４．６．２要求，用量为０．８～１．２ ｋｇ／ｍ 。 ２）为了保证喷洒均匀，一定要保证施工温度 在１７０ ｏＣ以上。对于洒布过量处，可在沥青混合料 摊铺前在其上均匀地撒上石屑，以免沥青混合料摊 铺压实后表面泛油；对于洒布量太少或局部未喷洒 到位处可刷乳化沥青，边角处可裁剪掉，以免粘结 不牢而导致各种不良现象出现。 ３）热沥青喷洒完成后应立即进行聚酯玻纤布 的铺设。聚酯玻纤布铺设队伍要紧跟热沥青喷洒队 伍，以确保在热沥青具有尽可能高的温度下进行贴 布，使聚酯玻纤布与沥青良好地粘结，并压实到位， 不得漏压。 ４）聚酯玻纤布分为２种，一种为全断面铺设； 一种仅铺设裂缝处。横缝铺设宽度为２．０ ＩＴＩ，纵缝 铺设宽度为１．５ ｍ『６］。铺设聚酯玻纤布时，搭接方 向应为摊铺沥青混合料方向，将后一端压在前一端 之下，这样可以有效地避免打折、起卷现象的发生。 ２．２ ＳＡＭＩ应力吸收层 ２．２．１技术指标 ＳＡＭＩ应力吸收层作为一种高弹性低劲度的夹 层，通过单一粒径的石料嵌入橡胶沥青形成一种结 构性支撑，降低基层与加铺层之间的黏附阻力，使 两者易于蠕动、滑移，从而减少温度下降引起的反 射裂缝，降低加铺层底面的荷载，提高路面对疲劳 裂缝、反射裂缝等的抵抗能力 。 ＳＡＭＩ应力吸收层集料为单一粒径，推荐使用 的级配范围见表２，橡胶沥青技术要求见表３。 表２ ＳＡＭｌ应力吸收层级配要求 筛孔尺寸／ １３－２ ９．５ ２３６ ０．０７５ 通过率／％ １００ Ｏ～１５ Ｏ～５ Ｏ～０．５ 表３橡胶沥青技术要求 ｌ检测项目 １８０℃旋转 软化点（环 针人度（２５＂１２，１００ ｇ， 弹性恢复 黏度／Ｐａ・ｓ 球法）／＂１２ ５ ｓ）／０．１ｍｍ （２５ ｏＣ）／％ Ｉ技术指标 １．５～４．Ｏ ５２～７４ ２５～７０ ＞６Ｏ ２．２．２施工工艺及方法 施工工序为：底层表面清扫一喷洒橡胶沥青 — 撒铺碎石— 碾压— 清扫— 铺筑沥青加铺层。 在实施过程中需要注意以下问题。 １）橡胶沥青洒布量为２～３ ｋｇ／ｍ ，洒布均匀， 喷洒最大偏差量不应超过规定的±０．２ ｋｇ／ｍ 。碎 石采用９～１２ ｍｍ粒径，撒铺量为ｌ５～２２ ｋｇ／ｍ ， 根据试铺情况确定，以满铺、不散失为宜；针对局 部碎石撒铺量不足的地方，应人工补足。碎石最好 采用油石比０３％～０．６％的普通沥青预裹，无粉尘。 ２）起步和终止位置应铺工程纸，以准确进行 横向衔接；洒布车经过后应及时取走工程纸。纵向 衔接应与已洒布部分重叠１０ ｃｍ左右。撒铺碎石前 应禁止任何车辆、行人通过橡胶沥青层。 ３）应采用胶轮压路机进行压实。碎石撒铺后 应立即进行碾压工作，采用２台胶轮压路机紧跟同 步碎石车后面，同时碾压３遍，从撒铺沥青到碾压 完成应在１Ｏ～２０ ｍｉｎ内完成。 ４）在封层完成后，应对橡胶沥青应力吸收层 进行清扫，以清除多余的和没有粘结的松散碎石， 减少飞石的可能性，防止行车时碎石飞起对行人和 行车造成危害。 ２．３ ＳＴＲＡＴＡ应力吸收层 ２．３．１技术指标 ＳＴＲＡＴＡ系统是美国科氏公司专为减少水泥混 凝土路面加铺沥青罩面的反射裂缝而设计开发。其 核心是一种高弹性、不渗透的聚合物改性沥青混合 料层。 ＳＴＲＡＴＡ应力吸收层，对混合料弹性恢复能力、 防渗及抗疲劳等性能要求高。结合料采用ＳＴＲＡ— ＴＡ专用聚合物改性沥青，其主要技术指标见表４。 ＳＴＲＡＴＡ沥青混合料的细集料多，生产配合比的变 动小，矿料级配范围见表５。ＳＴＲＡＴＡ沥青混合料 ９９ 中圄 后支 席晓波：旧水泥混凝土路面沥青层加铺工程中反射裂缝防治措施 ２０１ ４年第２期 的性能指标见表６。 表４ ＳＴＲＡＴＡ应力吸收层结合料的技术指标 检测项目 ｆ １３５℃、／黏度 （２５℃，针入度 １００ ｇ， 软化点 弹性恢复 ／℃ （２５℃） 延度 Ｐａ・Ｓ ５ ｓ）／０．１ｍｍ ，％ ｒ５℃１／ｃｍ 技术指标 ＜３．Ｏ ８５～１００ ＞６５ ＞８０ ＞５０ 表５ ＳＴＲＡＴＡ矿料级配范围 筛孔尺 ９寸／ａｒｍ ．５ ４．７５ ２．３６ １．１８ ０．６０ Ｏ３０ ０．１５ ０．０７５ 通过率 ｌ／％ ０ＨＤ ８０～ ６０～１００ ８５ ４０～７０ ２５～ ５５ １５～ ８３５ ～２Ｏ ６～１４ 表６ ＳＴＲＡＴＡ混合料指标范围 试验项目 沥青含量 空隙率／％ 矿料间隙率 ＨＶＥＥＭ稳定度 ／％ ／％ （Ｔ２４６，６０℃） 指标 ＞７．０ Ｏ．５～２．５ ＞１６ ＞１８．０ ２．３．２施工工艺及方法 施工工序：底层表面清扫一喷洒黏层油一 摊铺ＳＴＲＡＴＡ应力吸收层 碾压 铺筑沥青加 铺层。在实施过程中需要注意以下问题。 １）施工前必须洒布ＳＢＳ改性乳化沥青黏层， 改性乳化沥青不得稀释，采用洒布车机械洒布，洒 布量为０．２—０．３ ｋｇ／ｍ 。当气温＜１０ ｏＣ时，不得 洒布黏层油。 ２）ＳＴＲＡＴＡ应力吸收层混合料细集料较多， 故拌和时间较一般沥青混合料长１Ｏ～１５ ｓ。 ３）ＳＴＲＡＴＡ结构层厚度仅２．５ ｃｍ，热量散失 很快，因此施工速度要快，摊铺速度宜为４ ｍ／ｍｉｎ。 ４）ＳＴＲＡＴＡ结构层施＿Ｔ温度高，压实后密实， 空隙率小。ＳＴＲＡＴＡ应力吸收层混合料碾压后，路 基上水分蒸发形成水汽后不易释放，可能会形成气 泡，因此碾压过程中要检查是否出现气泡，发现气 泡立即刺破，放出水蒸气，也可用压路机碾压去除。 ５）ＳＴＲＡＴＡ含油量较高，铺层又薄，只有 １０～１６ ｔ钢轮压路机用于压实混合料。在碾压时 宜采用静压法紧跟摊铺机碾压，不宜用胶轮压路 机，以免路面泛油或振坏。 ３经济效益分析 拟定道路长度为１ ｋｍ，双向４车道，车行道 宽１５ ｍ。在道路上分别采用以上３种反射裂缝防 治措施，通过成本核算来评价不同处理措施的经济 效益，其经济效益见表７。 １００ 表７ ３种反射裂缝防治措施经济效益分析 处理措施 贴聚酯玻纤布 ＳＴＲＡＴＡ应力吸 缝 满铺 ＳＡＭＩ应力吸收层 收层 橡胶沥青撒铺量按 材料参数 热沥青撇铺量按 ２．６ ｋｇ／ｍ 计， ２．５ ｃｍ厚，沥青 １．０ ｋｇ／ｍ 计 碎石撒铺量按 用量为９％ １８ ｋｇ／ｍ 计 材料单价／ １２．５ ｆ ２８．４ ３０．２ ５７．５ 兀・ｍ 从表７可以看出，每平方米的造价ＳＴＲＡＴＡ 应力吸收层＞Ｓａ．ＭＩ应力吸收层＞聚酯玻纤布（满 铺）＞聚酯玻纤布（贴缝）。 ４结语 针对旧水泥混凝土路面沥青层加铺工程中容易 产生反射裂缝的问题，介绍市场上效果较好的３种 防治措施，从施工工艺及经济性２个方面进行对比， 可以得出以下几点。 １）ＳＴＲＡＴＡ应力吸收层为一种沥青混合料， 需进行配合比设计，施工较难，造价较高，较少在 城市道路中应用，可考虑在快速路或交通量大的道 路中使用。 ２）ＳＡＭＩ应力吸收层与聚酯玻纤布（满铺）防 裂效果较好，且单价相差不大，适用在道路等级主 干路及以上的城市道路，根据施工水平、交通量、 工程投入等因素合理选用防治措施。 ３）聚酯玻纤布（贴缝）施工难度小，且造价低， 适合用在次干路及以下道路等级的城市道路。 参考文献： ［１］廖卫东，刘洪海，张昌波，等．ＳＴＲＡＴＡ应力吸收层的级配特征 与施工控制技术ｌＪ１＿公路，２００５（５）：１３—１７． ［２］战琦琦，唐伯明，朱洪州，等．成渝高速公路白改黑Ｔ程反射 裂缝防治效果的凋研与分析ｌＪＪ＿公路，２００９（１２）：１７２—１７５ 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