橡胶沥青碎石封层的应用

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1、橡胶沥青碎石封层的应用技术热[作者：杨芸波，宋世海 

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4、 更新时间：2009-7-1 

5、 文章录入：imste   2008年 第 20 期](1.陕西省公路勘察设计院，陕西西安710068；2.内蒙古交通设计研究院有限责任公司，内蒙古呼和浩特010010)摘要：结合国内外应用的研究成果，对橡胶沥青碎石封层以其优良的使用性能而广泛用于道路表面性能恢复、应力吸收层、路面及桥面防水等工程的技术进行了介绍。关键词：橡胶沥青；碎石封层；应力吸收层；应力吸收中间层中图分类号：U416.218 文献标识码：A 文章编号：1007—6921(2008)20—0

6、121—03碎石封层是一种在喷洒沥青类结合料后，立即撒铺一定粒径的粗集料，经碾压而形成的薄层封层。撒铺的碎石即提供对沥青的保护，也给行驶车辆提供必要的粗糙度，以保证安全行驶。碎石封层的主要作用是封闭表面细小裂缝，阻止水侵入路面，损坏基层与路基。该技术产生于上个世纪20年代，起初主要作为小交通量道路的表面层，目前已被广泛用于各种交通量道路的预防性养护。橡胶沥青碎石封层于上个世纪60年代中期开始使用，也被称为应力吸收层（SAM）和应力吸收中间层（SAMI）。其重要组成部分橡胶沥青起源于上个世纪60年代的美国，工程师CharlesMcDonald最先使用这种工艺。美国ASTM（97）中定义橡胶沥

7、青为：由沥青、回收轮胎橡胶及一定的添加剂组成的混合料，其中胶粉的含量不少于总重的15%，且要求橡胶颗粒在热沥青中充分反应并膨胀。由此看出，橡胶沥青的胶粉掺量要达到一定的量，且要有一定的反应时间，并达到相应的技术标准。1国外使用性能评价与其他碎石封层相比，橡胶沥青碎石封层具有：防水性能好、抗反射裂缝能力强、耐久性好等优点。以上这些特性是通过以下三个方面来实现：1.1橡胶沥青有着优良粘弹性性能图1为普通沥青与橡胶沥青的荷载～变形曲线，曲线下的面积代表了破坏前蓄积的能量，由对比可以看出：橡胶沥青破坏前蓄积的能量大于普通沥青30%～50%。1.2橡胶沥青封层洒布量高于其他封层由于橡胶沥青

8、温度敏感性降低，其洒布量并不是一个关键的指标，从最佳性能出发，橡胶沥青封层洒布量高于其他封层，以公称12.5mm的碎石封层为例，当采用乳化沥青时，洒布量为1.4～1.8kg/m2，采用聚合物改性沥青(SBS、SBR、EVA等)时，洒布量为1.6～2.0kg/m2，而橡胶沥青的洒布量为2.0～3.0kg/m2。1.3橡胶沥青突出的抗老化性能橡胶粉作为轮胎的产品，包含一些添加剂，这些添加剂使得橡胶沥青比普通沥青及其他改性沥青有着突出的抗老化性能，并保持长期的粘弹性性能，进而进一步提高耐久性及减少维修。南非的路面结构广泛采用非稳定粒料基层的薄面层形式，该种路面结构更敏感于水破坏，因此路面结

9、构的防水极为重要。橡胶沥青碎石封层因其有着优良的防水与延缓反射裂缝作用，而广泛用于路面结构表面及路面结构层中。南非的应用表明：橡胶沥青碎石封层较普通沥青及聚合物改性沥青碎石封层均表现好，也更经济，更适于重交通。在南非，传统的碎石封层寿命为5～8年，而橡胶沥青碎石封层为15～20年。南非最早的橡胶沥青碎石封层建于1986年，目前仍使用状况良好。美国亚利桑那州的应用表明：橡胶沥青碎石封层作为应力吸收层，可以延缓反射裂缝达15年以上。美国的Oregon，Beecroft等人对KlamathandLakeCounties的三个橡胶沥青碎石封层工程和三个桥面工程进行3年后的跟踪观测，对比结果表明：橡胶

10、沥青碎石封层表现极佳的使用效果。美国的MaghsoudTahmoressi等评价18个橡胶沥青碎石封层路段及对比路段（聚合物改性沥青、改性乳化沥青及普通沥青碎石封层），这些工程有低交通量的农村道路、城市道路及重交通的洲际公路。基于这个研究得到以下结论：橡胶沥青封层有着优秀的抗反射裂缝能力；由于橡胶沥青的高弹性性能及高洒布剂量，橡胶沥青碎石封层有极佳的碎石粘结力。美国加利福尼亚州与南非的研究还表明，橡胶沥青碎石封层用于老路改建工程时，对减少路面的反射裂缝，提高路面的整体承载能力都十分有利，在相同的使用效果前提下，适当使用橡胶沥青碎石封层可减薄沥青混凝土面层的厚度。表1、2为美国加利福尼亚州橡胶

11、粉沥青混凝土技术指南中分别从承载能力和减少反射裂缝角度，提出的橡胶粉沥青混凝土与一般沥青混凝土厚度的对比表。从表中数据可以看出，无论是按承载能力标准还是减少反射裂缝标准，使用橡胶沥青碎石封层可以减薄路面厚度15～30mm。 注：DGAC为连续级配密实型沥青混凝土；ARHM-GG为断级配橡胶粉沥青混合料。2设计方法与材料要求2.1设计方法碎石封层的设计方法分为经验法与理论法两大类，最早的碎石