纖維瀝青碎石封層施工關(guān)鍵技術(shù)研究

劉曉麗 王玉平

摘 要： 在交通荷載不斷增加的今天，路面早期病害愈加嚴(yán)重，纖維瀝青碎石封層技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)路面表面功能的快速恢復(fù)，且能夠有效提升路面使用性能，增加道路使用年限，此類預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)得到了大量應(yīng)用及推廣。為此，本文在充分掌握纖維瀝青碎石封層概述的基礎(chǔ)上，結(jié)合具體工程案例，對(duì)纖維瀝青碎石封層施工要點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了分析，并進(jìn)行了施工質(zhì)量檢測(cè)及評(píng)價(jià)，以期為我國(guó)公路養(yǎng)護(hù)事業(yè)發(fā)展提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞： 纖維瀝青碎石封層；概述；關(guān)鍵技術(shù)

伴隨交通運(yùn)輸行業(yè)的快速發(fā)展，重型化、大型化運(yùn)輸車輛越來越多，同時(shí)因交通量的不斷增長(zhǎng)及超載重載問題的日益加重，對(duì)現(xiàn)有公路使用性能造成了嚴(yán)重的影響，導(dǎo)致瀝青路面病害問題愈加嚴(yán)重，如裂縫、麻面、滲水等，這些病害的長(zhǎng)期存在，對(duì)路面平整性、抗滑性影響巨大。對(duì)于此類早期病害，如能選用切實(shí)可行的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施在病害初期進(jìn)行有效處治，不僅能夠避免病害進(jìn)一步發(fā)展，還能加快恢復(fù)路面使用性能，延緩路面大中修時(shí)間，有效增加路面使用年限，因此，合理選擇養(yǎng)護(hù)措施極為關(guān)鍵。作為一種新型、有效的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)，纖維瀝青碎石封層技術(shù)的應(yīng)用，可充分節(jié)約能源，降低環(huán)境污染，同時(shí)可提高封層的耐磨性，大大減少養(yǎng)護(hù)時(shí)間，因此在公路養(yǎng)護(hù)施工中得到了廣泛的應(yīng)用及推廣。

一、纖維瀝青碎石封層的概述

纖維瀝青碎石封層技術(shù)是指選取專用纖維瀝青碎石封層核心設(shè)備，進(jìn)行改性乳化瀝青、纖維的同時(shí)撒布，隨后在進(jìn)行碎石撒布，通過碾壓施工，可構(gòu)成新的磨耗層。作為一種新型路面養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)，根據(jù)層位功能，可將纖維瀝青碎石封層劃分為2層，即上、下封層。如圖1所示。

表1 纖維瀝青碎石封層結(jié)構(gòu)圖

改性乳化瀝青是纖維瀝青碎石封層的結(jié)合料，此類材料的應(yīng)用，可有效節(jié)約能源，降低環(huán)境污染。同時(shí)因摻加纖維，拉伸能力強(qiáng)，且具備良好彈性模量，從而可達(dá)到封層抗拉、抗剪、抗壓能力提升的目的。網(wǎng)狀纖維結(jié)構(gòu)可重新分散、分布應(yīng)力，對(duì)裂縫尖端應(yīng)力集中問題進(jìn)行有效解決，保證其應(yīng)力吸收及分散能力俱佳，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)公路工程使用壽命有效延長(zhǎng)的目的。

二、工程概況

某公路工程自通車運(yùn)營(yíng)后，因交通量過大，導(dǎo)致路面損壞嚴(yán)重，已于2012年做過路面大修施工。但隨著通車時(shí)間的不斷增加，路面又呈現(xiàn)出不同病害問題，為此決定對(duì)該路段交通量進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，表1為K102+000段交通量情況。由此可見，因該路段交通量大，重載問題嚴(yán)重，導(dǎo)致路面損壞嚴(yán)重，但路表面構(gòu)造深度不大，且具有較差抗滑性能，同時(shí)產(chǎn)生大量病害問題，如裂縫、坑槽及唧泥等。為有效處治上述病害，保證路面行車舒適性，決定選取K95+500～K97+000段作為試驗(yàn)段，此路段路面路面破損狀況PCI值已超過82，輕微裂縫為路面主要病害類型，未見路面結(jié)構(gòu)性病害，擬選用纖維瀝青碎石封層進(jìn)行養(yǎng)護(hù)施工。

表1 K102+000段日交通量調(diào)查表

三、纖維瀝青碎石封層施工要點(diǎn)

同步施工是纖維瀝青碎石封層施工的特點(diǎn)之一，各個(gè)施工環(huán)節(jié)應(yīng)具備連續(xù)性。為更好提升工程質(zhì)量，減少路面病害，應(yīng)重視以下幾點(diǎn)：

1、施工對(duì)自然環(huán)境的要求。通過施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)查情況，應(yīng)保證選用的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)具有合理性。對(duì)纖維瀝青碎石封層而言，自然環(huán)境影響較大，為此在施工前，必須分析自然環(huán)境的各項(xiàng)影響因素，只有這樣才能有效提升纖維瀝青碎石封層的耐久性。

改性乳化瀝青作為纖維瀝青碎石封層的結(jié)合料，其為液體狀態(tài)，施工無需選擇干燥環(huán)境，也可用于潮濕環(huán)境，但雨天施工，于纖維瀝青碎石封層而言，雨水沖刷問題嚴(yán)重，極易造成改性乳化瀝青流失，進(jìn)而導(dǎo)致局部損壞現(xiàn)象產(chǎn)生。同時(shí)如在雨天施工，對(duì)改性乳化瀝青破乳影響較大，將延長(zhǎng)強(qiáng)度形成時(shí)間，進(jìn)而導(dǎo)致養(yǎng)護(hù)周期增加。為此，在條件允許的情況下，需盡可能不在雨天施工。

于纖維瀝青碎石封層施工來講，對(duì)其影響較大的因素還包含溫度，如溫度較低，極易影響纖維瀝青碎石封層強(qiáng)度，據(jù)相關(guān)研究表明，施工溫度在10℃以上，宜于纖維瀝青碎石封層施工。

2、施工工藝對(duì)路用性能的影響。纖維瀝青碎石封層施工要求機(jī)械設(shè)備同時(shí)撒布2層改性乳化瀝青與1層纖維，隨后進(jìn)行碎石撒布，經(jīng)碾壓成型，每道工序都具有極強(qiáng)的連續(xù)性，因此施工工藝直接決定纖維瀝青碎石封層的使用性能。

四、纖維瀝青碎石封層施工關(guān)鍵技術(shù)分析

1、施工準(zhǔn)備

施工前，必須清理干凈原路面，如雜草、泥土等。且選取小型銑刨機(jī)械將不需要的交通標(biāo)線及油漆標(biāo)志清除。同時(shí)，還應(yīng)檢測(cè)原材料質(zhì)量，保證其與相關(guān)施工要求相符。并確保碎石潔凈，對(duì)改性乳化瀝青溫度進(jìn)行詳細(xì)檢查，一般可在50～70℃之間控制改性瀝青撒布溫度，保證其與噴灑施工規(guī)定相符。

2、連接處施工

根據(jù)施工要求，合理確定施工機(jī)械設(shè)備之間的距離，將牛毛氈鋪設(shè)到施工段開始位置，防止污染原路面，且進(jìn)行初步預(yù)噴灑施工。

3、撒布纖維瀝青

纖維瀝青封層施工機(jī)械可同步撒布2層瀝青與1層纖維材料，撒布過程中，應(yīng)保證設(shè)備性能良好，可均勻撒布，同時(shí)需合理控制撒布量，避免撒布量不足或太多。橫向搭接位置則需進(jìn)行寬度調(diào)整，防止搭接位置撒布量太多，或出現(xiàn)漏撒問題。待瀝青撒布寬度確定之后，可按照既定速度行駛，嚴(yán)禁急剎車、急轉(zhuǎn)彎，防止出現(xiàn)撒布不均問題，一般可在每小時(shí)3～4.5km控制撒布速度，本工程以3.6k m/h為準(zhǔn)。

4、撒布碎石

根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，確定碎石撒布車和纖維瀝青撒布車之間的安全距離，緊隨纖維瀝青撒布車，碎石撒布車撒布碎石，要求隨時(shí)對(duì)撒布情況進(jìn)行檢查，如存有較大粒徑碎石，需及時(shí)清理出去。并及時(shí)處理撒布不到位的部位，保證均勻撒布，選取人工方式進(jìn)行厚薄不均位置找平，以上施工盡可能在短時(shí)間結(jié)束。

5、碾壓施工

碎石撒布之后，可選用膠輪壓路機(jī)進(jìn)行碾壓施工，遍數(shù)可控制在2～3遍，要求碾壓速度必須滿足纖維瀝青、碎石撒布速度需求，碾壓初期必須合理控制速度，需控制在2km/h以內(nèi)，隨后可根據(jù)實(shí)際情況適量增速。穩(wěn)壓后，碎石顆粒需向?yàn)r青擠入一定深度，一般為粒徑的75%左右。

6、養(yǎng)護(hù)

完成上述施工之后，必須做好交通管制工作，隨后進(jìn)行纖維瀝青碎石封層施工養(yǎng)護(hù)，一般改性乳化瀝青完全破乳至強(qiáng)度形成所需時(shí)間為3～5h。完成養(yǎng)護(hù)施工后，交通開放初期，應(yīng)做好車輛限速工作，要求在20～30km/h范圍內(nèi)控制車速，并進(jìn)行相關(guān)標(biāo)識(shí)設(shè)置，嚴(yán)禁車輛急剎車。如路邊有骨料散落，需做好清理工作，防止對(duì)行車安全造成嚴(yán)重影響。

五、纖維瀝青碎石封層施工質(zhì)量檢測(cè)及評(píng)價(jià)

完成纖維瀝青碎石封層施工后，在行車荷載作用下強(qiáng)度形成，此時(shí)檢測(cè)路面外觀質(zhì)量，可選取有效措施處理產(chǎn)生的問題，纖維瀝青碎石封層的應(yīng)用，能夠有效提升路面抗滑、防水能力，為保證施工質(zhì)量，應(yīng)做好質(zhì)量檢測(cè)工作。

1、外觀質(zhì)量檢測(cè)

待完成養(yǎng)護(hù)施工后，路面強(qiáng)度逐步形成，在行車荷載作用下慢慢趨于穩(wěn)定。交通開放之后，因強(qiáng)度并沒有到達(dá)最佳水平，此時(shí)需對(duì)車速加以限制，但如大量出現(xiàn)急剎車問題，也會(huì)大大增加層間剪切力，導(dǎo)致表面封層搓起，針對(duì)該現(xiàn)象需及時(shí)進(jìn)行處治。在檢測(cè)封層外觀質(zhì)量時(shí)，還需對(duì)封層外觀連續(xù)、表面平整、均勻等現(xiàn)象進(jìn)行詳細(xì)觀察。

2、構(gòu)造深度質(zhì)量檢測(cè)

選取鋪砂法檢測(cè)纖維瀝青碎石封層構(gòu)造深度，其測(cè)定結(jié)果可根據(jù)下式計(jì)算。

其中，路面表面構(gòu)造深度可由TD表示；

砂體積可由V表示；

攤平砂的平均直徑可由D表示。

據(jù)相關(guān)研究表明，纖維瀝青碎石封層表面構(gòu)造深度如滿足0.55mm規(guī)定值，則可達(dá)到良好抗滑性能需求。

3、滲水系數(shù)質(zhì)量檢測(cè)

根據(jù)施工要求，可選用瀝青路面滲水試驗(yàn)法用于纖維瀝青碎石封層現(xiàn)場(chǎng)滲水系數(shù)試驗(yàn)。即以水面由100mL降至500mL所需時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn)，如具有較長(zhǎng)滲水時(shí)間，則計(jì)算時(shí)應(yīng)選取3min通過水量，公式如下：

其中，路面滲水系數(shù)可由Cw表示；

第一次讀數(shù)時(shí)的水量可由V1表示；

第二次讀數(shù)時(shí)的水量可由V2表示；

第一次讀數(shù)時(shí)的時(shí)間可由t1表示；

第二次讀數(shù)時(shí)的時(shí)間可由t2表示。

通過檢測(cè)可見，該養(yǎng)護(hù)方式的應(yīng)用，可有效改善原路面防水能力，且滲水系數(shù)在0.21mL/s以內(nèi)。

4、施工質(zhì)量評(píng)價(jià)

完成施工之后，可選用抽樣調(diào)查的方式檢測(cè)整個(gè)路段的路用性能，具體檢測(cè)結(jié)果如表2所示。

表1 纖維瀝青碎石封層完工后實(shí)測(cè)指標(biāo)值

由此可見，完成纖維瀝青碎石封層施工后，外觀檢測(cè)連續(xù)，沒有劃痕等問題，且路面滲水系數(shù)、表面構(gòu)造深度等均與施工要求相符。

六、結(jié)束語

綜上所述，自改革開放以后，我國(guó)市場(chǎng)體系不斷健全，國(guó)民經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，同時(shí)對(duì)公路建設(shè)需求越來越大，為滿足人們?nèi)粘３鲂幸?，我?guó)公路里程逐步增多。瀝青混凝土路面是高等級(jí)公路最常見的路面形式，但在多種因素的作用下，路面病害問題愈加嚴(yán)重，纖維瀝青碎石封層的應(yīng)用，可有效提高路面抗裂性能，保證路面平整性，因此在公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)施工中得到了廣泛應(yīng)用?！?/p>

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