纤维封层技术在公路养护中应用研究

'纤维封层技术在公路养护中应用研究　　摘要：加强纤维封层技术在公路养护中的应用的研究是十分必要的。本文作者结合多年来的工作经验，对纤维封层技术在公路养护中的应用进行了分析，具有重要的参考意义。关键词:纤维封层技术;技术特点;公路养护;中图分类号：X734文献标识码：A文章编号：1.预防性养护美国联邦公路管理局对预防性养护(PavementPreventiveMaintenance，简称PPM)措施的定义是：为了防止路面早期破坏和延迟路面破坏的进程而采取的措施，其目的是延缓路面的破坏，增加路面的使用寿命。应用预防性养护措施的关键是在路况较好而没有结构破坏时进行，一旦开始出现结构破坏，便不再进行预防性养护。纤维封层技术具有提高路面抗滑防裂性能、避免水损害，达到保护路面结构、延长路面使用寿命等特点而广泛应用。2.纤维封层技术纤维封层技术是指采用纤维封层核心设备同时洒(撒)布沥青黏结料和纤维，然后在上面撒布碎石，经碾压后形成新的磨耗层或者应力吸收中间层的一种新型道路建设施工和养护技术。7 施工中，经过专门工艺破碎切割的纤维在上下两层均匀洒布的沥青混合料中呈乱向均匀分布、相互搭接。与沥青混合料形成网络缠绕结构，有效地提高了封层的抗拉、抗剪、抗压和抗冲击强度等综合力学性能。类似在原有路面基础上加铺了一层具有高弹性和高强度的防护网垫。纤维封层技术具如下特点：（1）利用纤维封层进行应力吸收中间层施工铺设于旧沥青面层与新沥青面层或新建路基和新建沥青面层之间的纤维封层黏结层，兼具极高的张力与弹力，加之独特的结构，对外界的应力具有极其有效的吸收和扩散功能，是一种很好的应力吸收中间层。一方面它能够吸收摊铺层中的应力或将车辆荷载产生的局部集中应力进行重新扩散和分布．通过纤维封层大面积扩散，减少覆层所承受的张力并有效地抑制裂缝的产生：另一方面它能够吸收和扩散旧沥青路面原有裂缝或路基的反射应力，消除旧沥青路面裂缝尖端产生的应力集中，能够有效地抑制反射裂缝出现，有效地阻止因车载负荷过重造成的路面破坏。7 （2）高耐磨性。纤维封层设备施工后，紧接其后进行碎石集料撒布，撒布后的集料进入由纤维与沥青混合料形成的网状结构中，压实成型后集料被混合料网状结构紧紧裹缚，形成了一个复合的力学嵌锁体系，类似微观领域中的分子结构物理模型，纤维、沥青和骨料紧密相连。因此，采用纤维封层耐磨层施工能极大地提高路面的耐磨性，有效延长道路的使用寿命。（3）高防水性纤维封层结构为l层沥青+1层纤维+1层沥青+1层碎石连续施工工艺形成的一层物料相互作用的致密网络缠绕结构。2层沥青的连续洒布，更加提高了纤维封层的密闭性。加之结构中起到加筋和桥接作用的纤维，纤维比表面积大。在前后2层沥青混合料中起到极强的吸附作用，能非常容易地吸附沥青中的油分，增加黏度和黏附力，能明显阻止沥青的流动，在原有路面上形成一层致密的保护膜，故该封层明显地具有更高的防水性能。（4）高稳定性。寒冬季节时，纤维封层因为具有高弹性模量值，延伸力强，抗拉强度远远大于温度变化带来的收缩拉应力或拉应变．降低了面层的低温脆裂性，有效地抑制了沥青道路常规裂缝——低温收缩裂缝的产生．避免了面层的破坏。3.原材料技术要求3.1乳化沥青从纤维封层的原理可知,结合料必须同时保证足够的粘结性能和流动性能。乳化沥青只有具有足够的粘结性能,才能保证骨料与原路面、骨料与骨料之间的粘结;在封层没有成型前,乳化沥青必须有一定的流动性,以确保在胶轮的压实作用下有足够的爬升能力,只有这样才能确保封层的质量。7 3.2纤维纤维的用量根据路面的状况、施工类型、路面龟网裂严重程度进行确定。龟网裂越严重,纤维用量越大。应力吸收中间层比做磨耗层的纤维用量要大。纤维可切割成30mm,60mm或120mm。3.3碎石对碎石种类无特殊要求,可以采用石灰岩、花岗岩、玄武岩等,常用级别为:4mm～6mm,6mm～10mm,10mm～14mm。具体所用级配要根据交通量、施工结构等不同因素选择,骨料要清洁。对磨耗层和应力吸收中间层施工,原则上以上三种碎石级配均可采用,磨耗层养护施工普遍采用6mm～10mm碎石级配通用类型,应力吸收中间层施工采用4mm～6mm碎石级配通用类型。3.4抗剥落剂抗剥落剂的具体用量须根据路面的具体状况和试验来确定。以经验来说,抗剥落剂添加量一般为沥青重量的30%,计算公式如下:抗剥落剂用量=沥青重量×0.3。4.原路面的先期处理1)旧沥青路面如果存在壅包,要先进行铣刨,保证路面平整;2)对于强度不足的路段要进行补强;3)坑槽要进行修补;4)对大于5mm的裂缝要进行灌缝,大缝要填充灌缝料,小于5mm的裂缝通过压缩空气吹扫后用乳化沥青灌缝;5)施工单位应做好配套工作,如配套设备的组织协调工作,原材料供给,交通的封闭、开放及车辆限速工作;7 6)在施工前要对路面进行彻底清扫,确保路面无尘土、杂物。5.施工过程5.1试验段先在一段路面上进行一次试验路施工作业,并根据效果对施工各参数进行调整(包括纤维封层设备沥青喷洒、纤维撤布试作业,碎石撒布车碎石撒布量的修正),直到达到预期效果后,再进行连续长距离的施工。在施工过程中,随时根据情况做出相应的响应,确保施工按设计要求进行。5.2同步洒布沥青和纤维法国赛格玛(SECMAIR)纤维封层设备同1台设备同时进行2层沥青喷洒,1层纤维撤布施工。根据全幅宽度调整沥青洒布宽度,使施工幅数为整数,减少作业时间,洒布1层沥青,同时仪器将纤维破碎成规定尺寸,同时洒布第2层沥青,沥青温度不得低于80℃,车速控制在3km/h～4.5km/h,最佳车速为3.6km/h。5.3撒布碎石碎石撤布车续接跟进纤维封层设备进行碎石撒布,碎石撒布车撒布宽度调整到与沥青幅宽相同,可在0.26m～3.75m之间调整,车速与纤维封层设备相匹配。5.4局部处理7 每车料起点、终点纵向裂缝处视具体情况进行人工处理,过厚或过薄地区进行人工找平,所有这些工作应尽量在最短时间内完成。石料撒布应在沥青破乳前施工完毕。5.5碾压撒布一段碎石,应立即用6t～8t胶轮压路机跟进碾压作业,碾压2遍～3遍,碾压初始速度不宜超过2km/h,以后可适当增加。经稳压后的碎石侵入深度为粒径的1/2为宜。6.质量评价和验收封层的质量验收指标包括外观质量、厚度、平整度、宽度、石料剥落、构造深度、摩擦系数摆值、渗水系数等。一般情况下,可按如表2所示的标准进行检查及验收。7..经济性分析对热拌沥青混凝土、稀浆封层/微表处、纤维封层等路面养护技术的每平方米沥青用量进行研究和对比,从比较结果可明显看出:纤维封层的每平方米沥青用量比稀浆封层/微表处成本少0.7kg～1.5kg,为热拌沥青混凝土的1/2左右。8..几点结论介绍了纤维封层的技术原理和材料技术要求,分析了纤维封层的施工工艺,给出纤维封层质量评定和验收标准,并进行了抗滑性和经济性分析,得出纤维封层技术值得推广应用的结论：1)纤维封层是一种环保节能、性价比高的新型养护技术,值得进一步推广使用。7 2)构造深度作为测定抗滑性能指标具有深远的意义。在实践中应逐步发展和完善该评价办法,以便于质量的评定和验收。3)到目前为止,在施工中纤维封层各材料用量还基于经验。因此纤维封层配合比设计是下一步重点研究的问题。参考文献[1]傅香如.[D].西安:长安大学,2006,6.[2]徐培华.高等级公路路基路面养护技术2003[3]中国公路学会道路工程学会.乳化沥青稀浆封层技术译文集.1996.7'