橡胶沥青碎石封层的应用技术热[ 作者：杨芸波，宋世海 | 转贴自：本站原创 | 点击数：251 | 更新时间：2001 | 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—012 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）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年代的美国程师Charle s McDonald最先使用这种工艺。

美国ASTM（97）中定义橡胶沥青为：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、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坏，因 此路面结构的防水极为重要。

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。

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Klamath and Lake Counties的三个橡胶沥青碎石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：橡胶沥青碎石封层表佳的 使用效果。

美国的Maghsoud Tahmoressi等评价18个橡胶沥青碎石封层路段及比路段（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，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，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为美国加尼亚州橡胶粉沥青混 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，最早的碎石封层设计方法是Han 于1934 年提出的，目前许多的碎石封层设计方法都是基于该法发展而来。

目前，的碎石封层设 计方法是基于实践的经验法，而非理论法。

他们都包括：路况调查合料的选择与用量， 碎石粒径及撒铺量的确定等一系列过程。

其沥青的洒布量与的撒铺率受以下因素影响：2.1.1 路面的表面状况，老化程度严重或构造深度较大时会吸收更多沥青，应较大青洒 布量。

2．1.2 交通量，在交通量大的道路为减少由于松动碎石带来的危险，宜采用粒径碎石 ，对于交通量小的道路，沥青洒布量可以适当增加。

2.1.3 气候环境，在寒冷地区，可以采用较高沥青洒布量。

2.1.4 碎石粒径，采用大的粒径碎石，应相应增加沥青洒布量，以保证碾压后碎石入沥 青深度达50%～70%。

2.1.5 碎石级配，单一粒径碎石比有级配碎石要求的沥青洒布量要大。

如澳大利亚橡胶沥青碎石设计方法中，根据使用场合的不同规定了相应的结合料洒量与碎 石粒径。

表中数据表明：随撒铺碎石粒径增加，沥青洒布剂量增加；针对不同的下层粗糙度沥青洒 布量不同，粗糙时剂量大。

另外，澳大利亚还规定，使用10mm、14mm、16m 种粒径碎石应 进行沥青预拌，而用于桥面防水上的小粒径碎石则不需要。

由于我国目前道路交通重载、超载的现实情况，为避免日后的泛油，橡胶沥青碎石层的结 合料的洒布量不宜太大，而碎石的粒径、撒铺量则不宜太小。

近年来，国内个工程的橡胶 洒布量在2.0～2.8kg/m2之间。

2.2 材料要求2.2.1 对橡胶沥青的要求〔7〕。

橡胶沥青由基质沥青、胶粉及添加剂组成。

各部 材料的品质 与比例，严重影响着橡胶沥青的品质。

橡胶沥青的选择受老路表面状况碎石尺寸与级配、 与石料的相容性及气候条件影响。

绝大多数国家对洒布用与混合用橡胶沥青的指标要求不 加区分，个别国家仅是在两者的配方上给出不同的要求。

如：南非对于混合料用橡胶沥青， 其基质沥青为B12、B8（针入度分别为60/70、80/100）两种，用于洒布时，采用80/100，15 0/200两种针入度级沥青。

而澳大利亚，对于洒布采用C170，用于热拌混合料采用C170、C23 0。

这两个国家的共同点是用于洒布时的基质沥青相对于混合料的偏软。

同时，澳大利亚 还将胶粉分为洒布用胶粉与混合料用橡胶粉两种，与后者相比前者要粗。

根据国外情况，洒布用与混合料用橡胶沥青有以下差别：①洒布用橡胶沥青使用较橡胶粉(2.0mm)；②为进一步提高结合料的粘性和粘弹性，洒布用橡胶沥青可使用高的橡胶 粉掺 量（＞20%）。

因此，我国加工橡胶沥青的基质沥青宜采用70#沥青，橡胶粉的目 数宜为30～40目，掺量一般为20%～25%（外掺）。

2.2.2 对碎石的要求：主要有碎石的粒径、洁净度及粒形等。

碎石粒径的 选择主虑交通量与设计速度。

美国对于低交通量（＜5 000辆/天）与低速（＜75km/h） 上，采用9.5mm与12.5mm碎石；在大交通量与高速交通道路上，通常采用公称粒径9.5mm 碎石；另外，9.5mm也经常用于应力吸收中间层SAMI（见表4）。

南非的橡胶沥青碎石封层设计方法的理论基础是Hanson的空隙填充理论。

单层封层用碎石 粒径有26.5mm、19.0mm、13.2mm、9.5mm四种；双层封层的碎石粒径为19.加9.5mm，（见表5）。

对小于9.5mm的碎石，由于空隙较小、结合料的洒布量高，致泛油而很少采 用。

国外的橡胶沥青碎石封层所用的碎石以单一粒径碎石为主，同时控制其中的小碎石粉料含 量。

对于我国，当应用于基层时，石料的粒径宜为16～19mm，当用于上面面时，石料粒 径宜为上面层厚度的1/3～1/2，碎石的撒布量一般为满铺的60%～7当用于表面时，碎石 粒径宜为13.2mm或9.5，碎石的撒布量为满铺。

3 施工工艺橡胶沥青碎石封层不论是用于应力吸收层，还是用于防水粘结层，其在路面中的功作用是 一样或类似的。

它基本施工流程分为三步：橡胶沥青的洒布、规格石料的以及胶轮碾压 成型。

碎石封层施工的关键是：设备、原材料的准备，沥青洒布与撒铺，搭接的处理， 底面的处理等。

下面结合工程经验，总结出橡胶沥青的施工工艺要求如下：3.1 原材料的准备，包括橡胶沥青和碎石的准备为了保证橡胶沥青品质的稳定，一般当天加工，当天洒布，橡胶沥青从加工到洒布不超过 24h。

石料应干燥、清洁，必要时可经过拌和机筛分、除尘、加热。

当施工温低于20℃时 ，碎石应该预热。

为消除碎石的灰尘，也可采用预拌碎石，其温度控制121～162℃。

3.2 施工机械的准备应具备可加热、保温、搅拌的沥青洒布车，洒布剂量通过计算机控制，确保洒铺的匀性。

碎石撒布应采用专用的碎石撒布车，当大规模施工时，一台沥青洒布车应配两台碎石撒布 车。

同时应配备1～2台重型的胶轮压路机，并要求压路机每个轮至少2t。

3.3 施工现场的准备在橡胶沥青碎石封层施工前，应对下承层进行严格认真的清扫，达到干净、干燥、浮沉、 无松动的要求。

图2中试洒工艺相当于一般沥青路面施工的试验路段。

通过试洒确定一些关键的施工数， 为正式施工做好必要的准备。

如：每平米碎石撒布的方量或公斤数，施工机械有效组合、 橡胶沥青的洒布温度，洒布设备的机械参数等。

3.4 施工中应注意的问题为了保证橡胶沥青碎石封层的施工质量，除严格按照以上要求进行施工外，还应注以下问 题：3.4.1 在整个施工过程中，时刻监控橡胶沥青的粘度变化，保证橡胶沥青的质量稳定。

3.4.2 橡胶沥青洒布时，应控制适宜的洒布宽度，一般不超过4m。

并注意接缝位置控制 ，避免重叠更多而造成泛油，一般纵向搭接宽度不大于10cm。

3.4.3 橡胶沥青的洒布温度一般为180℃，由于粘度提高，根据工程情况，其洒布温可 适当提高。

3.4.4 撒布的碎石应均匀，不能重叠或漏撒，必要时需要人工进行整理。

3.4.5 沥青洒铺后，为了保证碎石与沥青的有效粘结，应及时撒布碎石。