纖維封層技術(shù)在我國的應(yīng)用

潘虹 蔡墉

（江蘇省交通技師學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212006)

1 纖維封層技術(shù)

1.1 定義

纖維封層技術(shù)是指采用纖維封層核心設(shè)備同時灑(撒)布瀝青結(jié)合料和玻璃纖維，然后在上面灑布碎石經(jīng)碾壓后形成新的磨耗層或應(yīng)力吸收中間層的一種新型道路建設(shè)施工和養(yǎng)護技術(shù)。

1.2 技術(shù)特點

1.2.1 良好的應(yīng)力吸收和分散能力

纖維封層具有獨特的網(wǎng)絡(luò)纏繞結(jié)構(gòu)，纖維本身具有高抗拉伸強度和高彈性模量值，可以有效地提高封層的抗拉、抗剪、抗壓和抗沖擊強度。利用纖維封層進行應(yīng)力吸收中間層施工，不僅能夠吸收攤鋪層中的應(yīng)力或車輛荷載產(chǎn)生的局部集中應(yīng)力，使覆層所承受的張力通過纖維封層大面積地分散減少，有效抑制裂縫的產(chǎn)生；而且可以吸收和分散舊瀝青路面原有裂縫或路基的反射應(yīng)力，使舊瀝青路面裂縫尖端產(chǎn)生的應(yīng)力集中得以消除，有效地抑制反射裂縫出現(xiàn)，阻止了重載交通造成的路面破壞，極大地延長了道路的使用壽命。

1.2.2 高防水性

纖維封層用作瀝青路面磨耗層，因其具有高彈性的模量值和較強的延伸力，抗拉強度遠遠大于溫度變化帶來的收縮拉應(yīng)力或拉應(yīng)變，降低了面層的低溫脆裂性，能夠有效抑制瀝青路面低溫收縮裂縫的產(chǎn)生，避免了水對面層的破壞。

1.2.3 高耐磨性

灑(撤)布乳化瀝青、纖維和碎石后，集料進入由纖維與瀝青結(jié)合料形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，壓實成型后被結(jié)合料網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)緊緊裹覆，形成了一個復(fù)合的力學(xué)嵌鎖體系，類似微觀領(lǐng)域中的分子結(jié)構(gòu)物理模型。纖維、瀝青和集料緊密相連，有效抑制了集料的滑移、脫落。因此，采用纖維封層作為磨耗層，能夠極大地提高路面的耐磨性，有效延長瀝青道路的使用壽命。

1.2.4 高穩(wěn)定性

結(jié)合纖維封層形成的機理可知，其結(jié)構(gòu)為1層瀝青+1層纖維+l層瀝青+l層碎石形成的致密網(wǎng)絡(luò)纏繞結(jié)構(gòu)。第2層瀝青的連續(xù)灑布，更加提高了封層的密閉性。加之結(jié)構(gòu)中起到加筋和橋接作用的纖維對上下兩層瀝青結(jié)合料產(chǎn)生極強的吸附作用，能非常容易地吸附瀝青中的油分，增加其粘度和粘附力，能有效阻止瀝青的流動。在原有路面上形成一層致密的保護膜，對瀝青起到高溫穩(wěn)定、增韌阻裂的作用，從而避免了高溫泛油造成的路面破壞，防止了路基因水滲透出現(xiàn)早期破壞，延長了瀝青道路的壽命。

1.2.5 施工快捷性

纖維封層是一種連續(xù)施工的工藝，其獨特的施工特點極大地縮短了瀝青路面養(yǎng)護的時間。纖維碎石封層作為耐磨層施工時，改性乳化瀝青破乳后20min即可開放交通；作為中間應(yīng)力吸收層時則可更快開放交通。

2 材料要求

2.1 瀝青結(jié)合料

纖維封層中應(yīng)采用性能良好的改性乳化瀝青，并宜優(yōu)先選SBS/SBR聚合物膠乳改性乳化瀝青，SBS/SBR改性劑劑量不宜小于3%。

路面狀況、施工工藝類別、環(huán)境等因素是決定纖維封層改性乳化瀝青類型和用量的關(guān)鍵因素。舊路面粗糙度越大，改性乳化瀝青的用量就越大；耐磨層及面層養(yǎng)護時用量要比中間應(yīng)力吸收層施工大一些；相對來說在高溫季節(jié)施工改性乳化瀝青用量要比低溫季節(jié)施工用量小一些。

2.2 碎石

纖維封層中的碎石應(yīng)采用玄武巖、花崗巖、石灰?guī)r等碎石集料，選用時應(yīng)綜合考慮纖維封層的使用目的、乳化瀝青的類型及與乳化瀝青的相容性，力求碎石集料與乳化瀝青有較高的早期粘結(jié)強度，并能保持長期穩(wěn)定的粘結(jié)性能。

碎石集料盡量選用立方體形狀、具有一定破碎面的粗集料，保證碎石在瀝青結(jié)合料中達到合適的嵌入深度，形成穩(wěn)定的嵌擠結(jié)構(gòu)。碎石集料應(yīng)潔凈、無塵土及有機雜質(zhì)，并且表面保持潮濕狀態(tài)。

2.3 纖維

纖維封層中的纖維具有吸附瀝青、加筋穩(wěn)定、增韌阻裂的作用，應(yīng)具有良好的切割性、較高的斷裂強度和較好的吸油率。應(yīng)采用噴射無捻粗紗型的玻璃纖維制品，并優(yōu)先選用對環(huán)境污染小、對身體健康無害的無硼、無氟改進型玻璃纖維。纖維的長度一般為30～120mm之間，通常采用60mm。通常當(dāng)路面龜裂嚴重時，纖維用量大一些，做應(yīng)力吸收層時用量大一些。

3 施工工藝

3.1 先期處理

首先組織有關(guān)專家及技術(shù)人員到施工路段現(xiàn)場勘察路面狀況，根據(jù)工程性質(zhì)及路面龜裂、網(wǎng)裂情況、交通量大小來確定結(jié)構(gòu)類型及施工方案。外業(yè)勘察后，進行纖維封層配合比設(shè)計，確定各種材料種類及其用量。在施工路段內(nèi)必須設(shè)置施工安全警示標志，確定纖維封層設(shè)備的狀態(tài)、設(shè)定等都正確及改性乳化瀝青、集料配備設(shè)備都已經(jīng)準備就緒。

3.2 施工

在保證原路面干燥的條件下進行纖維封層施工。加纖同步碎石封層車同時進行2層瀝青噴灑、l層纖維、1層碎石撒布施工，行駛速度為3～4.5km/h(一般為3.6km/h)。加纖同步碎石封層車應(yīng)保證噴灑瀝青均勻，形成等厚度的瀝青薄膜，必須保持乳化瀝青(改性)溫度在60℃左右，且噴灑高度適宜。碎石撒布應(yīng)均勻一致,局部采用人工輔助方法。施工過程中要保持車速穩(wěn)定，走線順直。在施工的起點和終點要鋪設(shè)油氈以保證起點和終點整齊美觀，避免污染施工區(qū)外的路面。兩幅搭接處10～15cm寬的瀝青上不撒布集料，等下一幅施工時沿預(yù)留瀝青邊緣撒布碎石。

3.3 碾壓

在全段撒(灑)布未完成前采用膠輪壓路機進行碾壓，碾壓時壓路機以6km/h速度碾壓3～4次,一般使用1～2臺膠輪壓路機，但數(shù)量和型號取決于需要碾壓區(qū)域的寬度和集料的粒徑。輪胎壓路機的噸位應(yīng)以沒有集料被壓碎的情況下達到最適宜的材料嵌入深度為標準。

3.4 初期養(yǎng)護及開發(fā)交通

一般待乳化瀝青完全破乳后清掃路面的多余碎石，禁止緊跟壓路機立即清掃，清掃應(yīng)該從路面中間開始，向邊緣進行，每個車道充分清掃3次。

待養(yǎng)生成型后，即可開放交通，但是車速應(yīng)限制在40km/h以下，防止快速行車造成碎石松動移位、飛濺剝離，影響最終成型質(zhì)量。

3.5 注意事項

施工過程中應(yīng)盡量減少橫接縫、縱接縫，合理對接接縫；膠輪壓路機應(yīng)在乳化瀝青破乳前及時碾壓；施工前應(yīng)確保路面干燥，雨天或雨后路面潮濕時不得進行施工；灑布過程中應(yīng)防止因瀝青溫度過低，導(dǎo)致粘度過高造成噴嘴堵塞；維持良好的施工秩序，施工車輛不得隨意駛?cè)胱鳂I(yè)區(qū)。

4 工程實例

4.1 2007年6月底，在法國賽格瑪公司相關(guān)技術(shù)人員的協(xié)助下，營口公路處首次于遼寧營口岫水線進行的纖維封層試驗路施工面積約為15000m2，效果良好。

4.2 2008年大連市在G201國道K1547+800～K1552+800(鶴大線)上做了5km試驗段，取得了比較好的應(yīng)用效果。實施纖維封層后，原路面的網(wǎng)裂在一年內(nèi)反射到新路面上的面積不超過原路面網(wǎng)裂面積的5%，其構(gòu)造深度(TD值)要大于0.55mm(通車后行車道內(nèi)的最小值)。

4.3 2008年錦州市開始探索實施纖維封層技術(shù)，首次在102線黑山段胡家至半拉門25km中修段做了應(yīng)力吸收層，取得非常好的效果。通過兩年的使用，與傳統(tǒng)碎石封層對比，纖維封層沒有出現(xiàn)“脫皮”和“滑移”現(xiàn)象，路面的反射裂縫也沒有出現(xiàn)。

4.4 2009年在沈蘇線上應(yīng)用了纖維封層技術(shù)，經(jīng)過幾個月的觀察，纖維封層技術(shù)在沈蘇線上的應(yīng)用取得了很好的效果。

4.5 2010年4月中旬，上海市浦東新區(qū)惠南鎮(zhèn)首次在上海使用纖維封層技術(shù)，全長22.33km，合計使用300000m2。上海同濟工程建設(shè)質(zhì)量檢測站對該路段進行了性能檢測：滲水系數(shù)0ml/min；防滑系數(shù)平均值6O(BPN)；構(gòu)造深度TD平均為0.70mm，說明技術(shù)指標很好。

結(jié)語

纖維封層技術(shù)雖然在發(fā)達國家被廣泛采用，但是這項技術(shù)在我國尚處于起步研究階段，由諸多路線上的實際應(yīng)用所反映出的效果，該技術(shù)對瀝青混凝土路面所發(fā)生的網(wǎng)裂有很好的治愈和預(yù)防作用，因此采用纖維封層可以有效地延長瀝青路面的使用壽命，提高路面使用性能，減少路面病害處治費用。

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