再生应力吸收层施工技术规范与研究现状
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再生应力吸收层施工技术规范与研究现状
(公路标准文库:www.gaosudoc.com)
摘要
随着我国公路建设的快速发展和环保要求的不断提高,再生应力吸收层施工技术作为一种绿色
可持续的路面工程技术,正受到越来越多的关注。本文系统梳理了再生应力吸收层施工相关的
技术规范体系和研究现状,重点分析了国内地方标准、国际标准体系以及相关研究论文的核心
内容。研究发现,目前我国已形成以广西、河北、福建等地地方标准为主体的技术规范体系,
同时中国工程建设标准化协会正在制定相关行业标准。在材料组成设计方面,** 再生沥青混
合料(RAP)** 的最大掺量控制在 20%-50% 范围内,其中精细分离 RAP 细料的最大掺量为
20%。施工工艺控制方面,温度管理是关键环节,橡胶沥青加热温度需控制在 175-185℃,
施工环境温度不得低于 10-15℃。质量检测体系涵盖了材料性能、施工过程和成品验收等多个
环节。研究表明,再生应力吸收层技术在延缓反射裂缝、提高路面耐久性方面具有显著效果,
为我国公路建设的绿色发展提供了重要技术支撑。
引言
反射裂缝是半刚性基层沥青路面和旧水泥混凝土路面加铺沥青层最常见的破坏形式之一。当反
射裂缝拓展至沥青层时,会成为路表自由水的渗透路径,在动水压力作用下常使沥青路面过早
出现开裂、剥落和老化等耐久性病害,进而缩短道路的服役寿命。为有效解决这一技术难题,
应力吸收层技术应运而生。
应力吸收层是指铺筑于半刚性基层与沥青面层之间或者老路面与沥青加铺层之间,为防止反射
裂缝而设计的低模量中间过渡层。采用低模量、高韧性的结构过渡层来吸收面层开裂的应力,
可以起到防止反射裂缝的目的,同时也可以达到封水的目的。目前,工程上常用的应力吸收层
种类有土工合成材料、橡胶沥青 SAMI、大粒径沥青碎石 LSAM 以及高黏弹应力吸收层等。
与此同时,随着我国公路里程的不断增长,每年产生的废旧沥青混合料(RAP)数量巨大。
据统计,中国 550 万公里的既有路面中 90% 的路龄接近或已超设计年限,每年维修养护产生
近 2 亿吨的废旧沥青混合料,且以每年 15% 的速度增长。尽管我国再生技术研究起步较早,
但目前 RAP 利用率不超过 30%,大量废置 RAP 占用土地,引发环境污染。
在这一背景下,再生应力吸收层技术的研究与应用具有重要的现实意义。该技术不仅能够有效
解决反射裂缝问题,提高路面使用寿命,还能大量利用废旧沥青材料,实现资源循环利用,符
合绿色可持续发展的要求。本文旨在系统梳理再生应力吸收层施工的技术规范体系和研究现状,
为该技术的推广应用提供理论支撑和实践指导。
一、技术规范体系现状分析
1.1 国内技术标准体系
我国再生应力吸收层技术规范体系正在逐步完善,目前主要以地方标准为主体,行业标准正在
制定中。
地方标准方面,广西壮族自治区于 2024 年发布实施了《摊铺式橡胶沥青应力吸收层设计施工
技术规范》(DB45/T 2900-2024),这是国内首个专门针对摊铺式橡胶沥青应力吸收层的地
方标准(12)。该标准适用于广西壮族自治区行政区域内各等级公路工程摊铺式橡胶沥青应力吸
收层的设计与施工,明确规定应力吸收层作为功能层不计入沥青面层厚度,压实厚度宜为 20-
30mm(12)。河北省于 2020 年发布了《橡胶沥青类应力吸收层施工技术规范》(DB13/T
5314-2020),适用于高速公路新建、改建、养护工程及桥面铺装的应力吸收层施工(13)。该
标准将应力吸收层分为洒布型和摊铺型两种类型,详细规定了胶粉、纤维、碎石、橡胶沥青等
材料的技术指标。福建省发布了《稳定型橡胶改性沥青应力吸收层施工》地方标准,该标准规
定的稳定型橡胶改性沥青具有高温粘度低、稳定性好的特点,因而具有良好的施工和易性和存
储稳定性(133)。江西省于 2023 年发布了《普通公路改性沥青碎石应力吸收层施工技术规
范》(DB36/T 1837-2023),规定了普通公路改性沥青碎石应力吸收层施工技术的术语和定
义、材料、施工、施工质量控制等技术内容(10)。
行业标准制定方面,中国工程建设标准化协会正在制定多项相关标准。《公路沥青路面土工织
物应力吸收层应用技术规程》(T/CECS G ×××××-2020)已于 2020 年发布实施,适用于各
等级公路新建、改建和路面养护的沥青路面土工织物应力吸收层的设计、施工与检验。《道路
高黏弹应力吸收层技术规程》(T/CECS G:D56-03-2023)正在征求意见阶段,该标准适用于
各等级公路及城市道路采用高黏弹应力吸收层的设计与施工。《骨架密实型应力吸收层技术规
程》(T/CECS G:D31-01-2017)由交通运输部公路科学研究所主编,适用于各等级公路新建、
改建工程,可设置于复合式路面沥青与水泥混凝土板层间、水泥混凝土桥面板与沥青面层间、
半刚性基层与沥青面层间以及旧路面与加铺沥青层之间。
国家标准方面,《高粘高弹道路沥青》国家标准适用于以重交通道路沥青或以石油为原料经常
减压工艺生产的减压渣油为原料,以沥青改性工艺生产的高粘高弹道路沥青,该产品适用于道
路应力吸收层、桥面铺装和排水性路面(7)。
1.2 国际标准体系
国际上,美国和欧洲在应力吸收层技术方面已有较为成熟的标准体系。
美国标准体系中,应力吸收层通常称为应力吸收膜中间层(Stress Absorbing Membrane
Interlayer, SAMI)或应力吸收膜(Stress Absorbing Membrane, SAM)。美国材料与试验协
会(ASTM)制定了相关标准,其中 ASTM D6114 对橡胶沥青的定义为:在沥青中掺加不少
于沥青胶结料总质量 15% 的胶粉,并经胶粉颗粒的溶胀反应加工生产所得的沥青。美国各州
也制定了相应的橡胶改性沥青规范,这些规范涵盖了应力吸收层的材料要求、施工工艺和质量
控制等方面(85)。
欧洲标准体系以 EN 15381 为核心,该标准规定了用于路面和沥青加铺层建设的土工织物和土
工织物相关产品的相关特性及确定这些特性的适当试验方法(27)。EN 15381 定义了沥青中间
层的 3 个功能:应力释放(stress relief)、屏障(barrier)和加固(reinforcement)(26)。英
国标准 BS 9434:2023 对应力吸收膜中间层(SAMI)喷涂沥青系统进行了规范,规定了单一
骨料保护和四重保护系统(铺装织物 / 骨料 / 稀浆封层 / 复合式)等不同类型的保护层(24)。
1.3 再生材料应用标准
在再生材料应用方面,现行标准主要体现在对 RAP 材料的技术要求和掺量控制上。
RAP 材料技术要求方面,根据相关研究,用于应力吸收层的 RAP 材料需要进行严格的质量控
制。RAP 细料(0-3mm)的技术指标要求包括:棱角性 33s,坚固性 8%,砂当量 69%,亚
甲蓝值 1.8g/kg,含泥量 1.9%,表观密度 2.793g/cm³。RAP 中的老化沥青性能指标为:针入
度(25℃)14.1(0.1mm),软化点 66.0℃,延度(5℃)1.3cm,弹性恢复率 0%。
掺量控制标准方面,研究表明 RAP 细料用于应力吸收层沥青混合料的最大掺量为 20%。这一
结论是基于再生沥青性能的可恢复程度与级配可调性综合确定的。当 RAP 细料掺量为 20%
时,再生沥青可以满足相关应力吸收层规范中对制备应力吸收层沥青混合料所用沥青胶结料的
要求。同时,基于级配可调性分析,当 RAP 细料掺量为 32% 时 0.075mm 筛孔通过率达到最
大,此时混合料级配符合级配限制要求,但综合考虑再生沥青可恢复程度,最终确定 RAP 细
料理论最大掺量为 20%。
二、材料组成设计技术研究
2.1 RAP 材料特性与掺量控制
RAP 材料的基本特性直接影响再生应力吸收层的性能。研究表明,RAP 材料经过长期服役后,
其沥青老化严重,表现为针入度降低、软化点升高、延度减小等特征。以江苏某省道 AC-13
上面层的 RAP 为例,其油石比为 4.5%,经 10 年服役后,抽提后旧集料的棱角性为 33s,坚
固性为 8%,砂当量为 69%,这些指标基本满足路用要求。
RAP 掺量的确定需要综合考虑多个因素。根据《应力吸收层热再生混合料力学性能与路用性
能试验研究》,不同 RAP 掺量 AC-10 改性沥青混合料应力吸收层的最佳油石比分别为:0%
掺量时 8.9%,20% 掺量时 7.8%,30% 掺量时 7.1%,40% 掺量时 6.6%,50% 掺量时
6.0%(97)。随着 RAP 掺量的增加,最佳油石比逐渐减小,这主要是因为再生剂的作用使得老
化沥青可起到部分新沥青的作用(97)。
精细分离 RAP 细料的应用是近年来的研究热点。精细分离技术可有效降低 RAP 结团,控制
其变异性,但 RAP 在精细分离后会产生超过 50% 的 RAP 细料。由于沥青含量高及级配限制,
RAP 细料在常规混合料中较难再生利用。研究表明,基于再生沥青性能的可恢复程度与级配
可调性,RAP 细料用于应力吸收层沥青混合料的最大掺量为 20%。随着 RAP 细料掺量的增
加,混合料高温性能会有一定程度的提升,但低温抗裂性能、水稳定性和抗反射裂缝性能会略
微降低。
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