公路工程高性能应力吸收贴综合技术创新及应用推广策略

中图分类号：U416

0 引言

随着我国交通事业的蓬勃发展，公路工程面临着交通荷载加剧、环境因素复杂等挑战，反射裂缝成为影响公路路面质量与使用寿命的关键问题，高性能应力吸收贴作为一种有效应对反射裂缝的材料，在公路工程中得到了广泛应用。尽管高性能应力吸收贴优势明显，但在不同气候与地质条件下应用时，仍需结合当地特点优化技术方案，本研究为公路工程中高性能应力吸收贴的科学应用提供了全面的技术参考与实践指导，助力提升公路工程建设与养护水平。

1 工程案例

临海市农村公路提质工程是在临海市范围内对农村公路进行的一系列质量提升工程，旨在改善农村公路的通行条件，提高道路的使用性能和安全性。小杜线和马宅隧道 ( 白改黑 ) 均是将原有的水泥混凝土路面改造为沥青混凝土路面，章溪线是在其原有的沥青路面进行病害处理后加铺沥青面层。在路面改造过程中，为了减少路面因温度变化、车辆荷载等因素产生的应力对路面的破坏，先在路面上满铺一层应力吸收贴，然后再加铺5cm 沥青面层。应力吸收贴具有良好的弹性和粘结性、同时具备加筋及防水效果，能够更有效吸收和分散路面应力，预防各类反射裂缝，保护路面结构，提升道路稳定性和舒适性。

2 公路工程应用高性能应力吸收贴的重要意义

公路路面在车辆荷载和环境因素作用下，容易产生反射裂缝，高性能应力吸收贴具有良好的弹性和柔韧性，能在路面结构层间形成一道弹性缓冲层，有效吸收和分散应力集中，阻止基层裂缝向上反射，延长路面使用寿命。应力吸收贴与路面基层和面层有很强的粘结力，可将不同结构层紧密连接在一起，形成一个整体的结构体系，有助于提高路面结构的协同工作能力，使路面在承受荷载时能更均匀地分布应力，减少局部应力过大导致的损坏。高性能应力吸收贴具有良好的防水性能，能有效阻止雨水、雪水等渗入路面结构层，防止水分对路面结构的侵蚀，减少因水损害引起的路面病害，从而提高路面的耐久性和使用性能。同时高性能应力吸收贴具有加筋作用，提高路面结构层的抗拉强度，增强路面结构承载力。由于应力吸收贴能有效防治反射裂缝和其他路面病害，使路面保持较好的使用性能，从而延长了路面的养护周期，减少了养护作业的频率和规模，降低了养护成本，同时也减少了因养护作业对交通的干扰。

3 高性能应力吸收贴技术原理

3.1 应力吸收的力学原理

高性能应力吸收贴主要由高弹性聚合物材料构成。当路面因车辆荷载等外力产生应力时，应力吸收贴可凭借自身弹性变形适应应力变化。其作用类似“弹簧”，在拉伸、压缩或剪切变形过程中，将部分应力转化为弹性势能，进而降低传递至路面结构层的应力大小。同时，应力吸收贴中的粘性材料受力时会发生粘性流动，这一过程通过消耗能量使应力在传递中逐步衰减。当路面出现微小位移或变形，应力吸收贴的粘性成分能借助分子间摩擦与内耗，将机械能转化为热能，实现应力的吸收与耗散。此外，铺设于路面结构层间的应力吸收贴形成隔离缓冲层，既能分隔基层与面层、减少层间应力直接传递，又能缓解基层不平整或变形导致的面层应力集中，促进应力均匀分布，降低路面开裂风险。

3.2 与传统防裂措施对比优势

高性能应力吸收贴施工操作简便，无需依赖大型机械设备，通过现场粘贴即可快速完成铺设，对交通通行影响较小，能显著缩短施工周期。其具备优异的弹性与柔韧性，在较大温度区间内性能稳定，可高效吸收和分散路面应力，尤其对微小裂缝扩展有较强抑制作用。反观传统防裂措施，如水泥稳定碎石基层虽具备一定强度与稳定性，但应力吸收能力较弱，易受温度变化、车辆荷载影响产生裂缝，且裂缝一旦出现便快速延展。部分传统防裂手段（如土工布）防水性能欠佳，水分易渗入路面结构，致使基层软化、强度下降。高性能应力吸收贴采用特殊高分子材料，具备出色的抗老化、抗紫外线性能，长期使用不易脆化、开裂。尽管材料成本相对较高，但从全寿命周期考量，其通过延长路面使用寿命、减少维修养护次数，展现出良好的经济性。

在不同路面场景中，应力吸收贴优势显著：于水泥路面加铺沥青面层时，可有效吸收分散水泥路面传递的应力，阻止裂缝反射，提升沥青面层使用寿命，同时增强层间粘结力，减少层间滑移与脱空；在沥青路面，能缓解车辆反复荷载导致的局部应力集中，降低疲劳应力，延缓疲劳裂缝发展；用于隧道路面时，其表面粗糙度可增强抗剪切性能，尤其在潮湿积水环境下，大幅降低水损害风险，延长隧道路面使用年限。

4 高性能应力吸收贴性能指标及测试方法

拉伸性能，包括拉伸强度、断裂伸长率等，拉伸强度反映材料抵抗拉伸破坏的能力，断裂伸长率体现材料在断裂前的变形能力，一般要求拉伸强度不低于一定值，断裂伸长率在一定范围内。按规定尺寸裁取试样，在电子万能材料试验机上以一定的速率进行拉伸试验，记录试样破坏时的最大拉力和对应的伸长量，计算拉伸强度和断裂伸长率。粘结性能，有与基层的粘结强度、与面层的粘结强度等，良好的粘结性能是保证应力吸收贴发挥作用的关键，粘结强度需满足工程要求。可采用拉拔试验或剪切试验。如拉拔试验，将应力吸收贴粘贴在规定的基层和面层材料上，养护一定时间后，用拉拔仪以一定速率拉拔，记录破坏时的拉力，计算粘结强度。耐热性通常用软化点来衡量。软化点是材料在规定条件下，因受热变软而发生一定变形时的温度，一般要求软化点较高，以保证在高温环境下材料性能稳定。

5 高性能应力吸收贴施工工艺

5.1 施工前准备工作

按照施工要求，选择合适规格和型号的高性能应力吸收贴，并确保材料质量符合相关标准，检查材料的外观，应无破损、无褶皱、无老化等缺陷。准备足够数量的材料，根据施工面积和设计要求，精确计算所需应力吸收贴的长度和宽度，适当考虑一定的损耗量，确保施工过程中材料供应充足。扫帚和吹风机用于清理基层表面的杂物和灰尘，压辊用于在粘贴过程中压实应力吸收贴，确保其与基层紧密贴合，若施工面积较大，可准备小型的运输车辆，方便材料在施工现场的转运。要对基层进行彻底的清洁，清除表面的浮土、碎石、油污等杂物，确保基层表面干净整洁，可以先用扫帚进行粗扫，再用吹风机将细小的灰尘和杂物吹净。基层的含水率应控制在一定范围内，一般要求含水率不超过规定值，以保证应力吸收贴与基层的粘结效果。若基层含水率过高，可采用晾晒或通风等方法使其干燥。在施工现场设置明显的警示标志，确保施工安全和交通秩序，根据施工进度和场地条件，合理规划材料堆放区、施工操作区等，保证施工现场布局合理，施工过程有条不紊。同时，要确保施工现场有良好的排水设施，防止雨水积聚影响施工。

5.2 施工流程与技术要点

根据设计要求，在基层上准确测量并标记出应力吸收贴的铺设位置和范围，按照测量放样的尺寸，使用裁纸刀将应力吸收贴裁剪成合适的长度和宽度，尽量减少拼接，如需拼接，搭接长度应符合要求，将应力吸收贴一端对齐基层上的标记线，缓慢展开并粘贴，同时使用压辊从一端向另一端滚压，排除空气，使应力吸收贴与基层紧密贴合。对于相邻的应力吸收贴，应进行搭接处理，搭接宽度一般不小于规定值，搭接处要确保粘贴牢固，避免出现缝隙，施工完成后，对铺设的应力吸收贴进行全面检查，查看是否有气泡、褶皱、翘边等缺陷，如有问题及时进行处理。施工时的环境温度应在规定范围内，一般宜在 5℃- 35℃之间。温度过低会影响材料的粘结性能，过高则可能导致材料变软、流淌。滚压时要施加适当的压力，确保应力吸收贴与基层充分接触，但不能过于用力以免损坏材料。滚压应连续进行，避免遗漏部位。应力吸收贴的边缘应粘贴整齐、牢固，不得有翘起或卷曲现象，对于边角部位，可采用人工按压或小型工具压实。施工速度应均匀，避免过快或过慢，过快可能导致粘贴不牢固，过慢则会影响施工效率，增加施工成本。

5.3 施工质量控制与验收标准

施工前需检查应力吸收贴的产品质量证明文件，核对型号、规格是否符合要求。同时，对进场材料进行外观检查，确保无破损、变形、老化等问题，必要时可进行抽样检测，检验其拉伸强度、粘结性能等指标是否达标。基层应平整、坚实、干净、干燥。施工前需严格按照要求处理基层，控制基层的平整度误差在规定范围内，确保无裂缝、坑洼等缺陷，含水率符合材料施工要求，施工中要保证应力吸收贴的铺设位置准确，裁剪尺寸精确，搭接宽度符合标准，滚压时要确保压力均匀，使应力吸收贴与基层紧密粘结，无气泡、褶皱，同时，控制施工环境温度和湿度，避免在恶劣天气下施工。验收时应当注意，应力吸收贴表面应平整，无明显褶皱、气泡、翘边等缺陷，边缘整齐，与基层粘结牢固，无张口、脱落现象。通过现场拉拔试验或剪切试验，检测应力吸收贴与基层、面层的粘结强度，其结果应不低于设计规定的数值，采用现场淋水或蓄水试验，检查应力吸收贴铺设区域是否有渗漏现象，若在规定时间内无渗漏，则表明防水性能合格。

6 存在问题与改进措施

6.1 应用中存在的问题

在极高温气候条件下，因高性能应力吸收贴主要成份为改性沥青，在沥青面层铺设过程中受高温影响易发生软化现象，建议实行交通管制、封避施工。同时在高湿度环境下，应保持路面干燥后铺设，否则会与下面层粘结不牢，造成材料脱落或位移，影响整体施工效果。同时由于高性能应力吸收贴优异的性能和复杂的生产工艺，高性能应力吸收贴比传统土工材料的生产成本偏高。

6.2 改进建议与发展趋势

针对不同公路等级、交通流量及路况特点，需开展差异化设计：例如针对重载交通路段，可通过增加应力吸收贴厚度或提升材料强度，增强其承载能力；同时借助有限元分析等技术手段，科学优化应力吸收贴的铺设位置与覆盖范围，进一步提升应力吸收和分散效果。在材料研发层面，应聚焦开发高强度、高韧性且耐候性优异的新型材料，以适应复杂多变的公路服役环境和不断增长的交通荷载需求；同时注重材料的绿色属性，积极探索可降解、可再生的环保型应力吸收贴材料。施工技术方面，需引入先进设备与工艺，推动施工过程向自动化、智能化方向升级，提高施工效率与质量；利用物联网技术搭建实时监测系统，实现对施工过程和材料性能的动态监控与及时反馈，确保施工质量精准可控。未来，应力吸收贴的应用场景将不断拓展，除用于常规公路路面裂缝修复和预防性养护外，还将延伸至机场跑道、桥梁结构等交通工程领域，以及工业与民用建筑的地面、屋面防水抗裂工程，充分发挥其应力吸收与防水密封双重功能。

7 结论

综上所述，高性能应力吸收贴作为公路工程领域的创新型材料，在解决路面反射裂缝等病害问题上具有显著优势。随着研究的持续深入，该材料将呈现高性能化、施工智能化和应用多元化的发展趋势。通过与其他公路养护技术的有机融合，高性能应力吸收贴将为公路工程建设与养护事业注入新的活力，推动行业技术创新与高质量发展。

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[6] 江苏璟辰新材料科技发展有限公司 , 超高性能应力吸收贴施工技术指南 ,2024.04

作者简介：姓名：蔡凌坚；性别：男；出生年月：1979 年1 月；籍贯：浙江省台州市；民族：汉；最高学历：本科；研究方向：农村公路养护技术创新。