纖維改性稀漿封層在路面養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用

張 君

(山西省公路局晉中分局，山西 晉中 030600)

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纖維改性稀漿封層在路面養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用

張 君

(山西省公路局晉中分局，山西 晉中 030600)

介紹了纖維稀漿封層的機(jī)理，從施工準(zhǔn)備、混合料拌合、攤鋪、施工接縫等方面，闡述了纖維改性稀漿封層在路面養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用，指出纖維改性稀漿封層技術(shù)提高了封層的整體性與抗裂性，延長(zhǎng)了道路的使用壽命。

公路，稀漿封層技術(shù)，質(zhì)量控制，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)

預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)和理念是未來(lái)公路養(yǎng)護(hù)業(yè)發(fā)展的方向，纖維改性稀漿封層技術(shù)為新型的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)之一。使用纖維改性稀漿封層技術(shù)進(jìn)行路面養(yǎng)護(hù)，可有效降低公路養(yǎng)護(hù)成本，提高路面使用效益。

纖維改性稀漿封層是在國(guó)際上具有領(lǐng)先水平的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，良好的應(yīng)力吸收和分散能力，超強(qiáng)的防水功能，能有效抑制反射裂縫，提高路面耐磨性，高溫穩(wěn)定性好。在我國(guó)進(jìn)行該技術(shù)的推廣和應(yīng)用，將使公路養(yǎng)護(hù)模式由傳統(tǒng)的被動(dòng)應(yīng)急養(yǎng)護(hù)方式向預(yù)防性、周期性的養(yǎng)護(hù)方式進(jìn)行轉(zhuǎn)變，極大的改善路面路況，延緩路面損壞速率，有效降低公路養(yǎng)護(hù)成本，顯著提高社會(huì)效益。

1 概述

稀漿封層技術(shù)是以乳化瀝青為結(jié)合料，將同級(jí)配礦料、填料、水和添加劑等按一定比例拌合形成的稀漿混合料，并及時(shí)均勻攤鋪到路面上。在其中加入一定量的纖維，形成的纖維改性稀漿封層料可有效改善稀漿封層的整體性能。

纖維改性稀漿封層是在原有的稀漿封層技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)設(shè)備進(jìn)行改裝，吸收纖維封層和纖維瀝青混凝土的理念形成的一種新的材料組合。

纖維改性稀漿封層技術(shù)就是用專用的設(shè)備，在稀漿混合料中摻加一定量的纖維，大大提高鋪筑的稀漿封層路用性能。在稀漿混合料中加入纖維相當(dāng)于混合料的“加筋”，使得混合料成為復(fù)合材料，可有效擴(kuò)大稀漿封層的應(yīng)用范圍，發(fā)揮更大的作用，為市政工程路面養(yǎng)護(hù)增添一種科學(xué)的工藝和手段。

纖維改性稀漿封層技術(shù)是于2007年3月由遼寧省公路管理局立項(xiàng)，由沈陽(yáng)五洲公路養(yǎng)護(hù)有限公司進(jìn)行全面的系統(tǒng)研究應(yīng)用的新型養(yǎng)護(hù)技術(shù)，于2008年在遼寧省多條公路上進(jìn)行應(yīng)用，取得了巨大成果。

纖維改性稀漿封層具有良好的應(yīng)用吸收分散能力，防水性能優(yōu)越，能有效防止反射裂縫。適用于作為路面的下封層、面層層間應(yīng)力吸收層，還可用于舊瀝青路面鋪設(shè)磨耗層。在我國(guó)，主要將其應(yīng)用于市政路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，可有效恢復(fù)路面使用性能，延長(zhǎng)路面使用壽命。

2 纖維稀漿封層的機(jī)理

在纖維改性稀漿封層結(jié)構(gòu)中，纖維分散在瀝青膠結(jié)料中，形成了一種以纖維為基質(zhì)，瀝青膠結(jié)料為基體的復(fù)合材料。

在該結(jié)構(gòu)中，纖維的直徑一般小于20 μm，每克纖維的表面積達(dá)數(shù)平方米以上，具有很大的比表面積。將數(shù)量很大的纖維分散到瀝青中，巨大的表面積成為瀝青浸潤(rùn)的界面。在此界面上，瀝青呈單分子狀態(tài)排列在纖維表面，形成一定厚度的界面層。瀝青中的酸性樹(shù)脂組分與纖維表面產(chǎn)生吸附、浸潤(rùn)和化學(xué)鍵作用，形成了結(jié)合力牢固的“結(jié)構(gòu)瀝青”。

在該結(jié)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)瀝青比界面層外自由瀝青的粘度大，溫度敏感性好。在集料表面，纖維及結(jié)構(gòu)瀝青形成良好的裹覆(如圖1所示)，使得集料表面瀝青膜厚度增大(如圖2所示)，將水對(duì)瀝青膠漿的侵蝕明顯降低，提升混合料抵抗自然環(huán)境破壞的能力。在混合料中，纖維的加入使得瀝青用量增加，瀝青膜厚度較常規(guī)密級(jí)配混合料增加了65%～113%，瀝青飽和度顯著增加，有效減緩瀝青老化速率，較長(zhǎng)時(shí)間的維持其粘彈性，改善混合料高低溫性能。

在該結(jié)構(gòu)中，直徑很小的纖維在瀝青中隨機(jī)分布，起到“加筋”的效果，形成縱橫交錯(cuò)的纖維空間網(wǎng)絡(luò)，使得混合料內(nèi)結(jié)構(gòu)瀝青的比例大大增加，自由瀝青數(shù)量有效減少，顯著改善稀漿封層的整體結(jié)構(gòu)。研究表明，通過(guò)使用該技術(shù)，可降低25%～40%的路面全壽命周期使用成本。

在某工程中應(yīng)用纖維改性稀漿封層進(jìn)行路面養(yǎng)護(hù)后的數(shù)據(jù)表明，與普通稀漿封層相比，纖維改性稀漿封層的抗車轍性能提高60%以上，抗剪切性能提高35%，粘結(jié)性能及抗水損害性能提高33%。可以看出，各路用性能指標(biāo)明顯提高。

3 施工中的質(zhì)量控制

纖維改性稀漿封層施工工藝與普通稀漿封層施工基本相同，從裝料、配比、拌合、攤鋪始終在常溫條件下進(jìn)行，乳化瀝青和砂石料都不需加熱，可顯著降低有害物質(zhì)排放。區(qū)別在于在攤鋪機(jī)上添加纖維機(jī)具，應(yīng)確保纖維按設(shè)計(jì)的長(zhǎng)度和用量均勻的加入混合料中拌合，在混合料中能均勻分散。

1)施工準(zhǔn)備。主要進(jìn)行以下措施：封閉交通，設(shè)置好安全導(dǎo)帽、指示牌、限速牌等交通標(biāo)志。

處理原路面病害，清除原路面上的泥塊、塵土及松散粒料等雜物，可使用高壓清水進(jìn)行清理，但不得有積水。

當(dāng)氣溫和地面溫度較高時(shí)，應(yīng)預(yù)先在原路上灑水，路面濕潤(rùn)后應(yīng)立即施工，以延緩混合料破乳時(shí)間。

對(duì)原材料各性能指標(biāo)復(fù)核，檢驗(yàn)合格后，方可使用。存儲(chǔ)中應(yīng)分批備料和堆放，不得混雜堆放，以保證混合料的合理級(jí)配。

2)混合料拌合。施工時(shí)，采用封層車(見(jiàn)圖3)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拌合。封層車應(yīng)具有自動(dòng)計(jì)量功能，以確保乳化瀝青、水、礦料、纖維(見(jiàn)圖4)等按設(shè)計(jì)比例進(jìn)行混合，定期對(duì)稀漿封層攤鋪機(jī)進(jìn)行計(jì)量標(biāo)定。

在混合料設(shè)計(jì)中，合理確定纖維用量是關(guān)鍵。應(yīng)綜合考慮纖維與瀝青的經(jīng)濟(jì)用量所起到的效果和路用性能，并考慮施工和易性，應(yīng)采用濕輪磨耗與負(fù)荷車輪法綜合確定。當(dāng)纖維用量過(guò)高時(shí)，和易性會(huì)減弱，施工不方便。當(dāng)過(guò)低時(shí)，磨耗值增大，應(yīng)合理確定最終纖維用量。一般將纖維用量控制在2%～3%，瀝青用量控制在10%～13%。

在拌合中，做好混合料和易性控制。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)氣溫、乳化瀝青固含量及礦料含水量等的變化，應(yīng)及時(shí)調(diào)整混合料配合。稀漿混合料破乳快，必須控制好拌合中的混合料稠度，以確保混合料拌合均勻與施工和易性。

施工期內(nèi)的日平均氣溫應(yīng)大于10 ℃，嚴(yán)禁在雨天施工。保證稀漿混合料的和易性，并進(jìn)行施工。

3)混合料攤鋪。根據(jù)路面寬度和攤鋪寬度確定攤鋪幅數(shù)，并按行車方向開(kāi)始攤鋪(如圖5所示)。開(kāi)始攤鋪時(shí)，混合料淌入攤鋪槽，當(dāng)攤鋪槽內(nèi)有1/3的混合料時(shí)，鋪攤機(jī)啟動(dòng)。

施工前，打開(kāi)封層車的導(dǎo)向標(biāo)尺，以便引導(dǎo)封層車的前進(jìn)方向，保證封層線形勻稱、順直。封層車應(yīng)勻速行駛，速度控制在20 m/min左右。行駛線形要順直、勻稱，以確保攤鋪厚度一致(如圖6所示)。對(duì)出現(xiàn)的薄厚不均的現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整處理。

鋪攤過(guò)程中，禁止無(wú)故停車。當(dāng)拌合箱、攤鋪槽內(nèi)混合料全部攤完后，即停止前進(jìn)，及時(shí)清理攤鋪槽，以確保攤鋪槽清潔。

設(shè)置專人查找和處理存在的質(zhì)量問(wèn)題，對(duì)存在的問(wèn)題應(yīng)立即進(jìn)行修復(fù)、處理。對(duì)發(fā)現(xiàn)的光面，應(yīng)使用笤帚或耙子人工處理，以提高封層表面的粗糙度。

4)施工接縫。采用對(duì)接法進(jìn)行兩幅的接縫處理，使攤鋪槽的槽角全部壓在另一幅的邊上，應(yīng)確保沒(méi)有任何重疊和空隙，保證接縫及線形順直。對(duì)出現(xiàn)的重疊，應(yīng)對(duì)重疊部分進(jìn)行清除、刮平。

對(duì)橫向接縫也采用對(duì)接法，保證對(duì)接處同一高度，防止跳車現(xiàn)象發(fā)生。

接縫處的稀漿應(yīng)在破乳時(shí)迅速使用笤帚清掃，以防止產(chǎn)生連續(xù)油膜帶。

對(duì)接縫不良部位要進(jìn)行人工處理，對(duì)出現(xiàn)的局部劃痕應(yīng)人工順路斜拉消除。

5)養(yǎng)護(hù)后開(kāi)放交通。鋪攤后進(jìn)行初期養(yǎng)護(hù)，應(yīng)禁止一切車輛和行人通行。待車輛在上面行駛無(wú)明顯輪跡時(shí)，即可開(kāi)放交通。

開(kāi)放交通后的1 h～2 h內(nèi)，嚴(yán)禁重載車輛駛?cè)耄ㄐ熊囕v應(yīng)勻速緩慢行駛，嚴(yán)禁急剎車。

4 結(jié)語(yǔ)

纖維改性稀漿封層技術(shù)是原有稀漿封層技術(shù)的發(fā)展。在加入一定比例的纖維后，在確保原有稀漿封層各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，顯著改善封層質(zhì)量，有效提高封層的整體性、抗裂性，延長(zhǎng)使用壽命，且施工工藝簡(jiǎn)單，不增加過(guò)多施工環(huán)節(jié)。

將纖維改性稀漿封層應(yīng)用于市政路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，為大量使用稀漿封層工藝注入新的活力。在我國(guó)路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)中進(jìn)行推廣和應(yīng)用，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

[1] 祖熙宇.纖維改性稀漿封層技術(shù)在公路養(yǎng)護(hù)上的應(yīng)用研究[J].北方交通，2008(3)：45-46.

[2] 王桂峰.纖維稀漿封層在養(yǎng)護(hù)工程中的應(yīng)用[J].交通科技，2012(S1)：81-83.

[3] 殷 友.市政工程中纖維改性稀漿封層技術(shù)的運(yùn)用[J].科學(xué)與財(cái)富，2012(8)：152-154.

The application of fiber modified slurry seal in pavement maintenance

Zhang Jun

(Jinzhong Branch, Shanxi Highway Bureau, Jinzhong 030600, China)

This paper introduced the mechanism of fiber slurry seal, from the construction preparation, mixture mixing, paving, construction joint and other aspects, elaborated the application of fiber modified slurry seal in pavement maintenance, pointed out that the fiber modified slurry seal technology improved the integrity and crack resistance of seal, extended the road service life.

highway, slurry seal technology, quality control, prevention maintenance

1009-6825(2016)34-0141-02

2016-09-24

張 君(1973- )，女，工程師

U418

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