淺析玄武巖纖維在瀝青路面車轍處理中的應(yīng)用及關(guān)鍵施工技術(shù)

潘文貴

（安徽省蕪湖市公路管理局直屬分局，安徽 蕪湖 241011）

車轍的產(chǎn)生降低了路面平整度，加劇了路面早期破壞，導(dǎo)致行車舒適性下降，危及行車安全，當(dāng)車轍達(dá)到一定深度，槽內(nèi)積水積冰，極易造成車輛漂滑，導(dǎo)致交通事故的發(fā)生，同時，大規(guī)模的車轍將產(chǎn)生廣泛的不良社會影響。而常規(guī)手段無法徹底處理車轍病害，故本文提出在瀝青混合料中加入玄武巖纖維處理車轍病害并淺析關(guān)鍵施工技術(shù)。

1 項目應(yīng)用情況

G205 蕪南路是蕪湖市的一條重要交通主干線，是蕪湖通往皖南及黃山、九華山風(fēng)景區(qū)的重要通道。G205 蕪南路K1377+700～K1390+200 段，全長12.5km，主路面寬度為24m，瀝青混凝土路面，使用狀況總體良好，主要病害為嚴(yán)重車轍、裂縫、坑槽等。路段信號燈交叉口9 處,交叉口處進(jìn)口道路面均重度車轍，出口道和交叉口處路面有輕度車轍，影響車輛安全通行，為改善道路通行狀況，2018年蕪湖市公路局對該段道路進(jìn)行局部中修處理。

1） 車轍產(chǎn)生原因：夏季高溫天氣，路表達(dá)到一定溫度時，瀝青路面變軟，路面強(qiáng)度和穩(wěn)定性下降。在平交路口、公交車站、收費(fèi)站進(jìn)出路口等車輛經(jīng)常剎車和啟動的部位，重載車輛剎車和啟動過程中會對路面產(chǎn)生較大的水平推移力，在連續(xù)高溫和重荷載的共同反復(fù)作用下，導(dǎo)致瀝青路面產(chǎn)生車轍病害。

2） 車轍處理對策：對車轍病害詳細(xì)調(diào)查，根據(jù)車轍的輕重程度及分布位置選擇代表性的車轍路面結(jié)構(gòu)層進(jìn)行鉆芯取樣，從取芯結(jié)果來看，水泥穩(wěn)定碎石基層、瀝青下面層基本完整，無明顯破壞，為此，決定采取銑刨加鋪上面層處理方式：將老路面上面層4cm 進(jìn)行銑刨，加鋪4cm 細(xì)粒式AC-13CSBS 改性瀝青混凝土。為提高瀝青路面抗車轍能力，決定在火龍崗等主要交叉口段(兩側(cè)各200m) 進(jìn)行短切玄武巖纖維新材料應(yīng)用試驗，在不改變集料級配和瀝青用量情況下，在細(xì)粒式SBS 改性瀝青AC-13C 中摻0.3% 短切玄武巖纖維進(jìn)行病害處理。

2 玄武巖纖維特性

玄武巖纖維既具有很高耐熱性能，又具有較高斷裂延伸率，將纖維摻入瀝青混合料中，從微觀上改變了瀝青結(jié)合料的性質(zhì)，提高了瀝青混合料高溫性能，且纖維具有很大的比表面積，對瀝青具有較強(qiáng)的吸附作用，可以有效改善瀝青路面的泛油狀況，玄武巖纖維具有以下的優(yōu)點：

1） 工作溫度范圍大：具有良好的耐高溫和耐低溫性能（-269～750℃），與瀝青高溫拌和時，材料性能不會熱退化，更不會與瀝青發(fā)生化學(xué)或溶解反應(yīng)，且可有效改變?yōu)r青低溫硬化、高溫軟化的狀況，能夠適應(yīng)各種高低溫的路面環(huán)境；2） 高溫穩(wěn)定性：具有很好的抗永久變形能力，能明顯改善瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性；3） 力學(xué)性能優(yōu)異：具有很高的拉伸強(qiáng)度和模量，能有效提高瀝青混合料的低溫抗裂性；4）加筋作用：數(shù)量眾多的纖維在瀝青混合料中呈三維隨機(jī)分布，且形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，瀝青混合料承受的荷載可通過纖維瀝青界面?zhèn)鬟f給纖維，由于纖維的高模量、高抗拉特點，在瀝青混合料中起到類似鋼筋的加強(qiáng)作用，改善混合料使用性能；5） 穩(wěn)定作用：短纖維截面纖細(xì)，每克6mm 長纖維有數(shù)十萬根單絲，在較小的纖維摻量的情況下，均勻分散后可形成縱橫交織的空間網(wǎng)絡(luò)，增大了結(jié)構(gòu)瀝青的比例，減薄了自由瀝青膜，可防止或阻止瀝青在施工或運(yùn)營過程中產(chǎn)生遷移，提高瀝青混合料的穩(wěn)定性；6） 抗老化性能：不老化，不變質(zhì)退化；7） 綠色環(huán)保，可再生利用;8） 施工工藝簡單：拌和時直接加入拌和樓中即可，只需適當(dāng)延長拌和時間和提高施工溫度。

3 施工工藝與質(zhì)量控制

摻入玄武巖纖維瀝青混合料施工工藝與《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》JTG F40-2004 中改性瀝青混合料施工及養(yǎng)護(hù)工藝基本相同，但在施工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)需要嚴(yán)格控制好指標(biāo)，以便充分發(fā)揮抗車轍劑外摻劑效果，其與一般瀝青混合料相比，在以下三方面有所差別：

1） 纖維投放：根據(jù)每次攪拌瀝青混凝土的方量，按照實際配合比要求或建議摻量，正確計算每次加入的纖維重量，并預(yù)先將纖維包裝成固定重量的塑料小包。在集料干拌開始，瀝青還未加入及濕拌未開始時，將稱量好的小包纖維投入到拌和樓中，以保證纖維隨集料充分?jǐn)嚢?、分散，在瀝青混合料中添加玄武巖纖維，可采用人工投放的方式，利用攪拌樓側(cè)面的觀察窗，由人工直接將預(yù)定重量的纖維投入拌和樓，由于玄武巖纖維比較扎手，人工接觸纖維最好帶上塑料手套，也可以采用自動設(shè)備投放。

2） 拌和：①與一般瀝青混合料相比，摻加玄武巖纖維后，增加了混合料拌和均勻的難度，為保證玄武巖纖維在瀝青混合料中分散均勻，需將拌和時間適當(dāng)延長，一般需要增加干拌時間5～10S，濕拌時間延長5～15S。②拌和時的礦料、瀝青加熱溫度與攪拌溫度可參照改性瀝青，瀝青加熱溫度為150～160℃，礦料加熱溫度為170～180℃,氣溫低于10℃時,不應(yīng)施工。③注意目測檢查混合料的均勻性，及時分析異?，F(xiàn)象。拌和后的混合料應(yīng)均勻，無離析、花白、纖維結(jié)團(tuán)塊現(xiàn)象，拌和完成后應(yīng)隨機(jī)取樣，如纖維均勻分散成單絲狀，則瀝青混合料可投入使用，如仍有成團(tuán)、束狀纖維，則再延長拌和時間15～30S，即可使用。

3） 攤鋪、碾壓：纖維瀝青混合料應(yīng)在攤鋪后立即壓實,不應(yīng)等候。由于纖維具有一定的彈性，摻加玄武巖纖維后通常會增加瀝青混合料的壓實難度，為保證混合料的攤鋪、碾壓效果，應(yīng)確保出料溫度和碾壓溫度，宜采用中強(qiáng)夯等級的攤鋪機(jī)，保證路面初始壓實度不小于85%，壓實時適當(dāng)增加壓實功率，宜采用大噸位壓路機(jī)。緊跟慢壓、高頻低幅、增加3～4 遍即可。

4 施工注意事項

1） 老路面銑刨處理：銑刨前調(diào)查路面預(yù)埋管線，通知權(quán)屬單位；做好雨污水井口、強(qiáng)弱電井口等部位的安全保護(hù)；銑刨過程中由專人嚴(yán)格控制銑刨厚度，避免出現(xiàn)夾層或超銑現(xiàn)象，保證銑刨面的平整度；銑刨周邊接茬處切割整齊。

2） 長度與摻量：玄武巖纖維最佳使用長度為6mm，這是由于隨著纖維長度的增加，纖維在瀝青混合料中的分散性降低。短切玄武巖纖維在瀝青混合料中的最佳摻量建議為0.2～0.4%。

3） 攤鋪：瀝青攤鋪速度應(yīng)與供料、壓實速度相平衡，保證連續(xù)不斷的均衡攤鋪，中間不停頓。攤鋪過程中仔細(xì)查看纖維有無結(jié)團(tuán)現(xiàn)象，如果出現(xiàn)結(jié)團(tuán)應(yīng)適當(dāng)調(diào)整拌和時間。

4） 接縫施工：纖維瀝青路面的接縫施工必須緊密、連接平順，上面層與下面層的應(yīng)錯開150mm (熱接縫) 或300～400mm（冷接縫） 以上，相鄰兩幅及上下層的橫向接縫均應(yīng)錯位1m 以上。

5） 開放交通：瀝青混合料路面應(yīng)待攤鋪層完全自然冷卻，混合料表面溫度低于50 度后，方可開放交通。需提前開放交通時，可灑水冷卻降低混合料溫度。

5 結(jié)語

近年來，盡管我們在瀝青路面中采取了一些技術(shù)措施，提高了瀝青路面的高溫穩(wěn)定性，但是，隨著交通量日益增長、超限車輛增多、渠化交通運(yùn)行、高溫天氣持續(xù)時間長，公路車轍日趨嚴(yán)重，玄武巖纖維作為一種新型路用纖維材料，能極大的提高瀝青混合料高溫穩(wěn)定性，實踐表明，瀝青路面摻加玄武巖纖維后抗車轍、抗裂縫能力明顯提高，對抗水損和抗凍融劈裂能力也有所改善，避免路面早期損壞，從而延長路面使用壽命，降低養(yǎng)護(hù)成本，提高了社會效益，為今后新建道路和公路養(yǎng)護(hù)提供了一種新技術(shù)，具有良好的推廣價值和應(yīng)用前景。