孟飛虎，朱自立

(湖南省農(nóng)林工業(yè)勘察設(shè)計(jì)研究總院，湖南 長(zhǎng)沙 410007)

0 前言

在20世紀(jì)80年代，纖維碎石封層技術(shù)在法國(guó)最先被使用，十多年之后，歐美等國(guó)相繼大規(guī)模使用。我國(guó)在本世紀(jì)初開始引進(jìn)這項(xiàng)技術(shù)和相關(guān)設(shè)備，2006年，我省在邵懷高速工程中應(yīng)用了此項(xiàng)技術(shù)，并取得了很好的防水、抗裂效果。本文結(jié)合G106 炎陵段改造這一工程實(shí)例，對(duì)纖維碎石封層技術(shù)進(jìn)行了介紹和分析。

1 纖維碎石封層技術(shù)的概念、技術(shù)特點(diǎn)及適用條件

1.1 纖維碎石封層技術(shù)的概念

纖維碎石封層技術(shù)指的是采用專業(yè)設(shè)備(纖維碎石同步封層車)同步將兩層乳化瀝青(下層和上層)和一層纖維(中間層)噴灑到路面上，然后撒布一層碎石集料(見圖1)。接著使用膠輪壓路機(jī)對(duì)其進(jìn)行初期碾壓，完成后便可開放交通。

圖1 同步纖維碎石封層車

1.2 纖維碎石封層技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)

1.2.1 抗裂性能好

因?yàn)槔w維具有較高的抗拉伸以及彈性強(qiáng)度，所以中間層的這種網(wǎng)絡(luò)纖維纏繞結(jié)構(gòu)可以將路面局部的集中應(yīng)力進(jìn)行吸收和擴(kuò)散，大大減小了路面中的結(jié)構(gòu)應(yīng)力，進(jìn)而有效阻止了路面中裂縫的產(chǎn)生［1］。

1.2.2 具有良好的耐磨性

碎石集料經(jīng)過(guò)碾壓后會(huì)嵌入到纖維和瀝青組成的網(wǎng)絡(luò)纏繞結(jié)構(gòu)中去，隨著時(shí)間的推移，它們?nèi)邥?huì)緊密的聯(lián)系在一起，形成穩(wěn)定的力學(xué)嵌鎖體系，大大降低了碎石集料滑移脫落的可能性，提高了道路的耐磨性能。

1.2.3 具有良好的防水性

由于中間的纖維層對(duì)上下兩層的乳化瀝青有很強(qiáng)的吸附作用，試驗(yàn)證明是普通粘結(jié)層的2～5 倍，這就會(huì)使封層的密閉性更強(qiáng)，有效阻止了瀝青的流動(dòng)，使得路面有良好的防水性能。

1.2.4 封層的穩(wěn)定性較高

由于網(wǎng)絡(luò)纖維纏繞結(jié)構(gòu)的存在，在較高溫度的條件下也可以穩(wěn)定瀝青結(jié)合料，大大減少路面高溫泛油的病害，而且由于纖維碎石封層具有高彈性模量及延伸率這種綜合力學(xué)性能，也可有效阻止路面低溫收縮裂縫產(chǎn)生，提高了封層的穩(wěn)定性。

1.2.5 施工速度快

由于專業(yè)的纖維碎石同步封層車的研制成功并投入使用，乳化瀝青和纖維的撒布工作可同時(shí)完成，施工速度快，而且往往會(huì)在乳化瀝青中加入專門的速凝劑，也會(huì)大大縮短施工對(duì)交通的影響時(shí)間。

1.3 纖維碎石封層技術(shù)的適用條件

1.3.1 纖維碎石封層技術(shù)適用的道路類型

纖維碎石封層技術(shù)可以應(yīng)用到普通瀝青路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)或表面耗損層的中修，以及一般等級(jí)公路的新建、大修，水泥路面加鋪纖維層等工程。此外，在混凝土橋面鋪裝這種有較好滲透作用的乳化瀝青結(jié)合料，可形成一層具有很高防水性能的保護(hù)膜，有利于延長(zhǎng)橋梁壽命;也可作為低等級(jí)公路的表面層，經(jīng)濟(jì)實(shí)用［2］。

1.3.2 纖維碎石封層技術(shù)適宜的車流量以及運(yùn)行速度

纖維碎石封層技術(shù)適用于交通量不超過(guò)1 500輛/(d·車道)的低、中等級(jí)道路;在較高交通量的道路中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況慎重采用;在特低和特高等級(jí)的公路中則不應(yīng)該使用此方法。

結(jié)合車輛輪胎引起的碎石脫落以及交通安全等因素，在應(yīng)用了纖維碎石封層技術(shù)的道路中，車輛行駛速度不應(yīng)超過(guò)60 km/h。

1.3.3 纖維碎石封層技術(shù)適宜的路面狀況

應(yīng)用纖維碎石封層技術(shù)的前提條件是要求原路面要有足夠的承載能力，整體穩(wěn)定性較好，具體的技術(shù)狀況指標(biāo)見表1［3］。

表1 纖維碎石封層技術(shù)適宜的路面技術(shù)狀況指標(biāo)

2 工程應(yīng)用

2.1 工程實(shí)例

G106 炎陵段位于湖南省炎陵縣境內(nèi)，是連接炎陵縣和桂東縣的重要通道，早期道路經(jīng)過(guò)多年使用，技術(shù)狀況已不能滿足現(xiàn)在的通車需要。在2009年，炎陵縣交通局經(jīng)過(guò)研討后開始對(duì)這段道路進(jìn)行改造。這段道路全長(zhǎng)約67.35 km，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為二級(jí)公路，設(shè)計(jì)車速為40 km/h，路面結(jié)構(gòu)從下至上依次為:20 cm 底基層，20 cm 上基層，6 cm 下面層和 4 cm 上面層。為改善路面的各項(xiàng)性能，要在上基層和下面層中間加一層纖維封層。

2.2 施工技術(shù)與工序

2.2.1 材料準(zhǔn)備

纖維碎石封層技術(shù)一般要求使用具有良好性能的乳化瀝青，應(yīng)優(yōu)先選用快凝、陽(yáng)離子以及SBS 聚合物的乳化瀝青，表2是對(duì)瀝青質(zhì)量的一些具體要求。

纖維碎石封層技術(shù)一般使用的集料材質(zhì)為花崗巖、石灰?guī)r或玄武巖，在選擇時(shí)應(yīng)綜合道路的實(shí)際交通量、乳化瀝青類型以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益等因素。表3和表4是對(duì)碎石集料的一些具體要求。

此外，使用的纖維應(yīng)具有較好的切割性和吸油率，優(yōu)先選用那些環(huán)保、對(duì)人體無(wú)害的玻璃纖維制品。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，纖維長(zhǎng)度范圍一般選取30～120 mm，選取60 mm 的情況較多。如果路面的龜裂、網(wǎng)裂病害較為嚴(yán)重，應(yīng)加大纖維的用量，表5是對(duì)纖維用量的一些規(guī)定。

表2 改性乳化瀝青質(zhì)量要求

表3 碎石集料質(zhì)量指標(biāo)要求

2.2.2 上料和鋪攤

在鋪料之前應(yīng)先對(duì)路面進(jìn)行徹底的清掃，防止雜質(zhì)影響膠結(jié)料的效果。在加料時(shí)應(yīng)把握好尺度，防止因加料過(guò)多導(dǎo)致集料溢出鋪灑槽;同步車的速度一般控制在5～7 km/h，乳化瀝青的撒布量為20 kg/m2，石料撒布量為10 kg/m2左右。在施工時(shí)還需要注意幾點(diǎn):①施工時(shí)的氣溫不得低于15 ℃，遇到大風(fēng)或雷雨天氣時(shí)應(yīng)立即停止作業(yè);②在作業(yè)時(shí)應(yīng)時(shí)刻注意瀝青、纖維以及料石的比率是否合適;③應(yīng)有專業(yè)的修補(bǔ)人員跟在同步車的后面進(jìn)行修補(bǔ)作業(yè)，尤其是一些接縫處，還要及時(shí)刮除聚集在一起的瀝青，防止以后出現(xiàn)剝離、泛油等病害。

表4 石料的用量范圍要求

表5 纖維碎石封層技術(shù)對(duì)玻璃纖維的用量規(guī)定

2.2.3 碾壓作業(yè)

纖維碎石封層技術(shù)和普通的瀝青混凝土施工不同，它必須要等到封層溫度降到100 ℃以下才可進(jìn)行碾壓作業(yè)，一般采用膠輪壓路機(jī)碾壓一遍即可，壓路機(jī)的速度控制在4～7 km/h。

2.2.4 養(yǎng)生和恢復(fù)交通

一般情況下，在碾壓作業(yè)完成以后就可恢復(fù)交通，但為了防止行車車速過(guò)高對(duì)新形成的封層造成破壞，需要在施工結(jié)束3 h 內(nèi)設(shè)置警告牌來(lái)告誡行車將速度控制在30 km/h 以下，超過(guò)3 h 后便可徹底開放交通［4］。

3 結(jié)束語(yǔ)

纖維碎石封層技術(shù)在我國(guó)已經(jīng)慢慢走向成熟，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，交通運(yùn)輸必將會(huì)迎來(lái)發(fā)展高潮，這項(xiàng)先進(jìn)的技術(shù)憑借它具有的很多優(yōu)點(diǎn)肯定會(huì)有良好的發(fā)展前景。

［1］謝祥根.同步碎石封層技術(shù)和SBS 改性瀝青防水層的應(yīng)用研究［J］.湖南交通科技，2007，33(1):10 －14.

［2］趙艷新，張 利.改性乳化瀝青纖維碎石封層在路面面層施工中的應(yīng)用［J］.遼寧省交通高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2007，12(4):24－25.

［3］李 坤，李玉華.纖維碎石封層層間粘結(jié)強(qiáng)度形成機(jī)理［J］.公路交通技術(shù)，2009，10(5):36 －38.

［4］尹全賢，呂 良，聞家強(qiáng).瀝青纖維同步封層施工技術(shù)的應(yīng)用研究［J］.北方交通，2008，12(8):56 －58.