摘 要：
由于目前的相关规范中还没有关于热拌式橡胶沥青应力吸收层的具体规定，造成了其推广使用受到制约。参照国内外研究成果，结合某水泥路面“白加黑”改造工程实施的成功经验，提出热拌式橡胶沥青应力吸收层配合比设计方法，为同行在施工现场的生产配合比设计提供参考。
关键词：热拌式应力吸收层; 橡胶沥青; 配合比设计
1 引言
热拌式橡胶沥青应力吸收层是主要由橡胶沥青、集料和矿粉等组成，设置于旧水泥混凝土面板与沥青铺装层之间，成型后结构密实、粘结力强、不渗水，与旧水泥混凝土面板之间结合牢固，能有效地消除或延缓反射裂缝的产生。
2 原材料及相关性能指标
2． 1 橡胶沥青
( 1) 橡胶沥青的性能指标采用美国亚力桑那州的标准( 见表 1) ，在实际工程中，为确保橡胶沥青混合料的工作性能，其粘度( 177 ℃ ) 的上限宜控制在 3． 0 kPa 内。
( 2) 橡胶沥青的原材料
①基质沥青: 采用符合《公路沥青路面施工技术规范》( JTG F40 － 2004 ) 要 求 的 70# 道 路 石 油沥青。
②橡胶粉: 采用废旧轮胎橡胶粉，粒 径 为 40目，密度为 1． 14 g /cm3，无杂质，含有一定分量的碳酸钙，以防止胶粉颗粒相互粘结。
( 3) 橡胶沥青的生产
①生产流程: 基质沥青迅速提高温度后，在橡胶粉和基质沥青在拌和仓内拌和 10 min ～ 15 min后，将拌和好的橡胶沥青混合料在规定的温度和时间在反应仓内进行搅拌，最终将成品放入存储仓进行存储。
②生产参数的确定: 橡胶沥青生产前应进行试验，确定橡胶粉掺量、搅拌反应的时间和温度。经试验，最终确定本工程将采用 18% 的橡胶粉掺量、45 min 的搅拌反应时间、195 ～ 205 ℃的搅拌反应温度作为橡胶沥青的生产参数。
③橡胶沥青的质量: 实际生产的橡胶沥青技术指标( 见表 2) 符合要求。其中试配试拌指标为配合比设计时橡胶沥青的技术指标。
2． 2 矿料
( 1) 集料
橡胶沥青混合料的集料一般采用非酸性( 碱性更佳) 岩石的 5 mm 以下碎石、石屑，砂采用天然细砂。
( 2) 矿粉
采用具有良好的亲油性的碱性石灰岩加工磨细而成。
( 3) 矿料级配
采用 AC － 5 的级配作为橡胶沥青混合料的矿料级配( 见表 3) 。
2． 3 橡胶沥青混合料
橡胶沥青混合料马歇尔体积 － 力学试验技术标准( 见 表 4 ) ，其 中 空 隙 率、矿料间率指标采用STＲATA 应力吸收层的标准，由于采用了较大的沥青用量、较小的空隙率，沥青饱和度指标调高至85% ～ 95% 。
3 橡胶沥青混合料目标配合比设计
3． 1 原材料及其试验
拌和场进场的主要材料有:矿料: 3 ～ 5 碎石、0 ～ 3 石屑、细砂、矿粉，橡胶沥青。
( 2) 材料试验
在进行配合比设计前，对矿料和橡胶沥青等应进行现场取样检测，所有材料经检测应符合《公路沥青路面施工技术规范》( JTG F40 － 2004) 及其他相关要求。
3． 2 矿料级配设计
( 1) 各种材料筛分及相对密度试验
通过试验，与目标配合比设计相关的材料试验检测结果汇总如下表( 见表 5) 。
( 2) 确定集料用量比例
根据各矿料的筛分结果，用试算法或图解法确定各矿料间的比例关系，决定采用 3 ～ 5 碎石∶ 0 ～ 3石屑∶ 细砂∶ 矿粉 = 35∶ 31∶ 28∶ 6 的比例( % ) ，使合成级配曲线尽量接近设计推荐级配范围的中值( 见表 6) 。
3． 3 确定最佳沥青用量
( 1) 马歇尔试验
根据经验，以 9． 5% 橡胶沥青用量为中值，按每0． 5% 为一档，分别制作 5 组不同橡胶沥青用量的马歇尔试件，测定计算不同试件的稳定度、流值、空隙率、饱和度、矿料间隙率、毛体积相对密度、理论相对密度等相关指标( 见表 7) 。
3． 4 路用性能检验
( 1) 高温性能检验
将最佳沥青用量 OAC 拌和的沥青混合料按规定的方法制作车辙试验标准试件，3 个试件的动稳定 度 分 别 为 4 135 次/min、4 231 次/min、4 184次/min，均值为 4 183 次/min，符合规范( ≧ 3 000次/min) 的要求。
( 2) 水稳定性检验
将最佳沥青用量 OAC 拌和的沥青混合料按规定的方法制作马歇尔试验标准试件，在 60 ℃ 条件下，稳定度为 11． 0 kN。同时将试件在 60 ℃ 温水中浸水 48 h，测其马歇尔稳定度为 10． 7 kN，则残留稳定 度 MS0 = 10． 7 /11． 0 = 97． 3% ，符 合 规 范( ≧ 85% ) 的要求。
( 3) 渗水系数检验
利用轮碾法成型的试件进行渗水检验，测得渗水系数为 8 ml /min，符合规范( ≦ 120 ml /min) 的要求。
由于本工程地处南方，气温温和，无需进行冻融劈裂车辙试验和低温抗裂性能检验。
3． 5 目标配合比设计结果( 见表 8)
4 生产配合比的设计及验证
4． 1 生产配合比设计
( 1) 矿料级配的组合设计
根据目标配合比的设计比例入料，将矿料利用拌和机的振动筛进行二次筛分，然后在每个热料仓内取样测试材料级配，确定每个热料仓的材料用量比例，尽量使合成级配与设计级配保持一致，供拌和机控制室使用。
①振动筛分级
由于振动筛的筛分效率比试验室低，在筛孔的选择时应较试验室筛孔放大，本工程采用的振动筛筛孔为 11． 0、5． 5、3． 5 mm，分别对应试验室标准筛筛孔 9． 5、4． 75、2． 36 mm。对应的热料仓分别为 3#仓、2#仓、1#仓。
②热料仓的矿料筛分结果( 见表 9)
③级配组合
计算得出各种矿料比例( % ) 及生产级配，3#仓∶ 2#仓∶ 1#仓∶ 矿粉 = 35∶ 29∶ 30∶ 6，通过筛分试验结果显示，合成的生产级配与目标配合比设计级配基本保持一致( 见表 10) 。
( 2) 确定的最佳沥青用量
采用目标配合比确定的最佳沥青用量 OAC、OAC ± 0． 3% 及确定的各热料仓材料合成级配制作试件。测定计算马歇尔体积 － 力 学 指 标 ( 见 表11) 。
按照与目标配合比同样的方法，得出生产配合比的最佳沥青用量为 9． 9% 。
( 3) 确定生产配合比设计指标
采用生产配合比确定的最佳沥青用量 9． 9% 及确定的各热料仓材料合成级配制作试件。测定计算生产配合比设计指标( 见表 12) 。
4． 2 生产配合比验证
( 1) 试拌
拌和机采用生产配合比设计确定的最佳沥青用量及各热料仓材料比例制拌橡胶沥青混合料，拌和时以出料温度 170 ～ 180 ℃ 为控制目标，其中矿料加热温度为 180 ～ 190 ℃，橡胶沥青的加热温度为 180 ～ 200 ℃。试拌时各类矿料先干拌 10 s，再加入橡胶沥青湿拌 55 s，总拌和时间不少于 65 s，但拌和时间也不宜过长，以避免沥青老化; 应通过试拌确定最佳拌和时间，以混合料拌和均匀、色彩一致、无离析为度。
( 2) 试验检测
取样制作试件，检测沥青混合料的马歇尔指标，并现场取样进行抽提沥青用量，检测结果( 见表14) 。
检测结果与生产配合比设计数据基本一致，由此确定按生产配合比设计结果( 表 13) 作为橡胶沥青应力吸收层的生产的标准配合比，其指标( 表12) 作为施工时质量的控制依倨和标准。
( 3) 试铺
铺设试验段，观察摊铺、碾压过程混合料的施工性能和成型混合料表面状况，对施工方案、运输、摊铺、碾压工艺等可行性和设备的匹配情况的综合性验 证，待各项技术指标检验合格后进入规模施工。
试验段通过核子密实度仪检测，橡胶沥青应力吸收层的空隙率为 2． 4% 。
5 相关事项
( 1) 橡胶沥青应力吸收层与旧水泥路面的粘结相关试验表明，在洁净的旧水泥板洒布乳化沥青粘层，不能提高橡胶沥青应力吸收层与旧水泥板界面间的粘结。如果旧水泥路面很干净，不提倡洒布沥青粘层。只有当旧水泥路面无法保持洁净时，才洒布沥青粘层，且应控制在 0． 2 ～ 0． 3 kg /m2。
( 2) 橡胶沥青应力吸收层与沥青铺装层的粘结如果在应力吸收层马上施工下面层，可以不洒布沥青粘层; 如果应力吸收层施工后无法及时铺设下面层，需开放交通，则应洒布沥青粘层。由于应力吸收层沥青含量大、细料多，混合料密实，粘层乳化沥青无法渗透，其喷洒用量不宜过高，应控制在0． 3 ～ 0． 4 kg /m2 范围内。
( 3) 应力吸收层厚度橡胶沥 青 应 力 吸 收 层 的 最 佳 厚 度 为 20 ～30 mm，当厚度太薄时不利于延缓反射裂缝，无法达到消减应力和封水的目的，也难于施工; 如果厚度太厚则不利于应力吸收层的高温稳定性，会引起过早出现疲劳开裂和车辙，影响路面使用寿命。
6 结语
经过了一年多的通车使用，路面运营正常，通过工程实例证明，合理的热拌式应力吸收层橡胶沥青配合比设计能够有效起到防水、粘结、减缓反射裂缝扩展的作用，同时也具有重要的环保效益和社会效益。
参考文献：
［1］ JTG F40 －2004 公路沥青路面施工技术规范［S］． 2005．
［2］ JT/T798 －2011 公路工程废胎胶粉橡胶沥青［S］． 2011．
［3］ JTG E20 － 2011 公路工程沥青及沥青混合料试验规程［S］． 2011．
原创作者：陈 超，福建贝润建设有限公司，福建 龙岩 364000。
