沥青碎石应力吸收层及其施工方法

摘要

本发明涉及沥青路面工程领域，特别是一种沥青碎石应力吸收层及其施工方法。该应力吸收层可以有效的吸收和消减半刚性基层沥青路面或复合式路面层间应力，减弱半刚性基层或水泥混凝土路面的收缩裂缝及反射裂缝向沥青面层传递。该应力吸收层从上向下依次由碎石层、应力吸收粘结层和连接层组成。施工过程是：在基层上顺序洒布连接层材料、应力吸收粘结层材料和碎石，其中应力吸收粘结层的材料为：聚合物改性乳化沥青、高粘度乳化沥青、SBS热改性沥青或橡胶改性沥青中的一种；连接层的材料为：煤油稀释沥青、高渗乳化沥青、混凝土界面粘结剂、聚合物改性乳化沥青或热改性沥青中的一种。

说明书

技术领域

本发明涉及沥青路面工程领域，特别是一种沥青碎石应力吸收层结构及其施工方法。适用于吸收和消减半刚性基层沥青面层或复合式路面的层间应力，同时起到防水、粘结和保护下承层等作用。

背景技术

目前，我国90％以上的高等级公路沥青路面基层和底基层采用半刚性水硬性材料，如以水泥、石灰、粉煤灰等稳定碎石、砂跞等半刚性基层，已经成为我国高等级公路沥青路面的主要结构类型，并得到了广泛的推广应用。

随着交通需求的不断发展，在大量工程实践中发现半刚性基层也存在着一些不足。由于半刚性材料对温度和湿度变化比较敏感，胀缩系数大，在其强度形成过程中以及营运期间，很容易产生干缩裂缝和低温收缩裂缝。在路面交通荷载应力和变温应力反复作用下，半刚性基层与沥青层间的拉应力、剪应力呈现出各种复杂的变化发展情况，促使半刚性基层的这种干缩裂缝和收缩裂缝将继续扩展，进而反射到沥青面层形成反射裂缝。不仅影响路面美观，而且破坏了路面结构的整体性和连续性，并在一定程度上导致结构强度的削弱(如裂缝处弯沉增大，回弹模量降低等)；同时，随着雨水或雪水的浸入，使得半刚性基层变软，产生内部冲刷和路面唧泥现象，从而加剧路面的破坏，缩短路面的使用寿命。

与半刚性基层沥青路面相比，水泥混凝土路面属典型的刚性路面结构，由于混凝土路面需设许多接缝，这些接缝不但影响了行车舒适性，而且造成较大的噪声，同时接缝又是路面结构的薄弱点，若处理不当，在车辆荷载和气候的影响下，出现断板、开裂、唧泥、不均匀沉陷、麻面、坑槽等多种病害，从而大大降低了路面的使用性能。为改善水泥混凝土路面这一缺陷，近年来一种新型路面结构——复合式路面(即在水泥混凝土路面上加铺沥青层)得到广泛应用。但水泥混凝土路面加铺沥青层后，由于水泥混凝土板在接缝处附近的位移引起接缝上方沥青加铺层内出现应力集中现象，加之水泥混凝土板刚性材料自身对温度和湿度变化敏感性强，其收缩或膨胀时带动沥青加铺层出现相应的收缩变形，这种层间应力反射到沥青铺装层后致使路面开裂，在汽车荷载和温度的反复作用下，水进入裂缝后进而加剧路面破坏，严重影响路面结构的使用性能和使用寿命。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种沥青碎石应力吸收层及其施工方法，该应力吸收层设置在半刚性基层沥青路面层间结合处或者复合式路面层间结合处，能够吸收和消减层间应力，减弱半刚性基层或水泥混凝土的收缩裂缝(包括温缩裂缝和干缩裂缝)及反射裂缝向沥青面层传递。

解决上述问题的技术方案是：所提供的沥青碎石应力吸收层设置在半刚性基层与其上方铺筑的沥青层或者复合式路面的水泥混凝土路面与其上方加铺的沥青层之间，所说的沥青碎石应力吸收层从上向下依次由碎石层、应力吸收粘结层和连接层组成，其中应力吸收粘结层的材料为：聚合物改性乳化沥青(如SBR改性乳化沥青或EVA改性乳化沥青等)、高粘度乳化沥青、SBS热改性沥青或橡胶改性沥青中的一种；连接层的材料为：煤油稀释沥青、高渗乳化沥青、混凝土界面粘结剂、聚合物改性乳化沥青或热改性沥青中的一种。

对于半刚性基层，所说的连接层也称为透层，其材料可采用煤油稀释沥青或高渗乳化沥青中的一种。

上述煤油稀释沥青中沥青所占的重量比可以是50～70％。

对于复合式路面的水泥混凝土路面，连接层也称为界面粘层，其材料可采用混凝土界面粘结剂、聚合物改性乳化沥青或热改性沥青中的一种。

上述的碎石粒径为：5～10mm、10～15mm或10～20mm的坚硬、粗糙、耐磨和洁净的一种或两种。

本发明的沥青碎石应力吸收层的施工方法步骤如下：

(1)对半刚性基层或水泥混凝土路面表面进行拉毛、净化处理；

(2)洒布连接层材料，所说的连接层材料是：煤油稀释沥青、高渗乳化沥青、混凝土界面粘结剂、聚合物改性乳化沥青(如SBR或EVA改性乳化沥青等)或热改性沥青中的一种；

(3)洒布应力吸收粘结层材料，所说的应力吸收粘结层材料是聚合物改性乳化沥青、高粘度乳化沥青、SBS热改性沥青或橡胶改性沥青中的一种；

(4)撒布碎石；

(5)胶轮碾压；

(6)养生后即可对施工车辆开放交通，实施沥青面层的铺设。

上述步骤(3)和步骤(4)最好同步进行，即洒布应力吸收粘结材料后几秒钟内立即撒布碎石材料。一般情况下步骤(3)和步骤(4)的间隔时间控制在3～6秒。

本发明的优点是：本发明的应力吸收层有效的吸收和消减了半刚性基层沥青路面或复合式路面层间应力，减弱半刚性基层或水泥混凝土路面的收缩裂缝及反射裂缝向沥青面层传递。同时可以使半刚性基层或复合式路面的水泥混凝土路面与其上方铺筑的沥青面层牢固粘结成为一个整体，使防水与粘结层合二为一，不但起到防水作用，而且对下承层起到一定的保护作用。有效提高路面使用性能，延长路面使用寿命，降低后期公路养护成本。本发明便于机械化作业，施工工艺简便，施工进度快，综合成本低。

本发明也可用于高等级公路水泥混凝土桥梁桥面防水工程。

附图说明

图1是本发明应力吸收层的一种结构示意图。

图2是本发明应力吸收层的第二种结构示意图。

具体实施方式

实施例1

以下结合图1对本实施例的施工步骤加以说明。

(1)半刚性基层1为石灰粉煤稳定碎石。在半刚性基层碾压后养生前或养生三天后，及时采用清刷机(车)将基层表面打毛并将浮灰吹净，使表层集料颗粒部分外露，对基层表面仍有“镜面”现象的部位，采用小型铣刨机进行局部铣刨打毛和清扫处理；

(2)采用全自动沥青洒布车洒布连接层(透层)材料2：煤油稀释沥青(沥青∶煤油＝60∶40)，洒布量0.5～0.8kg/m²，洒布温度不高于70℃；

(3)待透层表面微干，采用全自动沥青洒布车洒布SBR改性乳化沥青应力吸收粘结料3，洒布量0.3～0.8kg/m²，洒布温度150～170℃；

(4)采用全自动碎石撒布车撒布碎石4，碎石规格5～10mm，覆盖率70～80％；

(5)胶轮碾压，使碎石与沥青粘结良好。碾压速度要慢，宜采用1.5～2.0km/h；

(6)施工完成后封闭养生3天，即可开放交通或进行其上沥青面层5的施工。

实施例2

施工步骤与实施例1基本相同，不同的是：采用同步碎石封层车同时洒布应力吸收粘结材料和撒布碎石，其时间间隔为3～6秒；半刚性基层为水泥稳定碎石；透层材料为高渗乳化沥青，洒布量0.4～0.8kg/m²，洒布温度150～170℃；应力吸收粘结料为高粘度乳化沥青，洒布量0.4～1.0kg/m²，洒布温度160～180℃；

实施例3

复合式路面的基层为水泥混凝土路面。

(1)采用铣刨机对混凝土路面进行铣刨拉毛，使混凝土路面形成粗糙、凹凸的表面纹理结构，并将表面浮尘清扫、吹净；

(2)涂抹或洒布连接层(界面粘层)材料：混凝土界面粘结料；

(3)采用全自动沥青洒布车洒布应力吸收粘结料：SBS热改性沥青，洒布量0.8～2.0kg/m²，洒布温度170～180℃；

(4)采取全自动碎石封层车撒布碎石，碎石规格10～20mm，覆盖率70～80％；

(5)胶轮碾压，使碎石与沥青粘结良好。

(6)养生。

实施例4

复合式路面基层为水泥混凝土路面。施工步骤与实施例3基本相同，不同的是：采用同步碎石封层车同时洒布应力吸收粘结料和撒布碎石，其时间间隔为3～6秒；连接层(界面粘层)材料：高粘度乳化沥青，洒布量0.4～1.0kg/m²，洒布温度160～180℃；应力吸收粘结料：橡胶改性沥青，洒布量1.0～2.5kg/m²，洒布温度180～190℃。

实施例5

参见图2：复合式路面基层为水泥混凝土路面1，界面粘层材料2为高粘度乳化沥青，施工步骤与实施例3基本相同，不同的是：步骤(3)的洒布应力吸收粘结料3与步骤(4)的撒布碎石4各进行两遍施工，即第一遍步骤(3)与步骤(4)施工结束后立即重复步骤(3)与步骤(4)进行第二遍施工，其中第二遍(4)的碎石为5～10mm或10～15mm(规格小于第一遍的10～20mm)，覆盖率70～80％。

实施例6

复合式路面基层为水泥混凝土路面。施工步骤与实施例5基本相同，不同的是：采用同步碎石封层车同时洒布应力吸收粘结材料3和撒布碎石4，其时间间隔为3～6秒。

经试验和检测，上述实施例的应力吸收层性能如下：

  项目  实例1  实例2  实例3  实例4  实例5  试验方法 抗剪强度MPa(60℃)  0.43  0.48  0.42  0.44  0.42  抗剪强度仪 渗水量(ml/min)  0  0.5  0  1.5  2.0  T0971 刹车试验 (有无表面破裂、推移 或层间脱落)  无  无  无  无  无  7天后用BZZ-60标准  汽车以50km/h急刹

从上可知，本发明的应力吸收层抗剪强度较高，层间结合较好，防渗效果明显。