張 欣
(河北省高速公路京秦管理處,河北 秦皇島 066001)
纖維封層技術(shù)是指采用纖維封層核心設(shè)備同時(shí)撒布瀝青黏結(jié)料和纖維,并在上面撒布適量的碎石,然后對(duì)其進(jìn)行碾壓密實(shí)從而形成新的磨耗層或者應(yīng)力吸收中間層的一種新型公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)。
纖維封層黏結(jié)層的張力和彈力性能十分明顯,同時(shí)具有相對(duì)獨(dú)特的結(jié)構(gòu),纖維封層鋪設(shè)在舊瀝青面層和新瀝青面層之間,或者鋪設(shè)在新建路基和新建瀝青面層之間,可以有效地對(duì)外界的應(yīng)力進(jìn)行吸收和擴(kuò)散,因此可以將纖維封層作為應(yīng)力吸收中間層,具有很好的吸收應(yīng)力作用。
當(dāng)纖維封層施工完成后,纖維與瀝青混合料之間會(huì)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),在上面均勻地撒布一層碎石集料,碎石集料即可很好地進(jìn)入到網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中。在對(duì)其進(jìn)行碾壓密實(shí)后,碎石集料會(huì)被混合料網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)緊密的包裹起來(lái),這樣就形成了一種復(fù)合的力學(xué)嵌鎖體系。因此采用纖維封層技術(shù)對(duì)公路路面進(jìn)行養(yǎng)護(hù),可以有效地提高路面的耐磨性,從而大大地提高路面的使用壽命。
通常在路面中采用纖維封層技術(shù),其具體的路面結(jié)構(gòu)為由一層瀝青+一層纖維+一層瀝青+一層碎石構(gòu)成的纖維封層結(jié)構(gòu)。通過(guò)連續(xù)的施工可以使路面形成一層網(wǎng)格纏繞結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)內(nèi)部之間的物料具有致密的聯(lián)系。同時(shí)兩層瀝青的連續(xù)灑布也提高了纖維封層的密閉性。在兩側(cè)瀝青混凝土中纖維封層能夠起到很好的吸附作用,從而減少瀝青的流動(dòng),增強(qiáng)黏度和黏附力,因此采用纖維封層技術(shù)對(duì)公路路面進(jìn)行養(yǎng)護(hù),可以有效地提高路面的防水性。
纖維封層具有高彈性的模量值,能夠很好地抵消溫度變化所帶來(lái)的收縮或拉伸作用,因此采用纖維封層技術(shù)對(duì)公路路面進(jìn)行養(yǎng)護(hù),在溫度較低的情況下可以有效地防止低溫出現(xiàn)的路面裂縫。
采用纖維封層機(jī)進(jìn)行施工,即可同時(shí)完成兩層瀝青的灑布、一層纖維撒布、一層碎石撒布,這樣即可迅速地完成纖維封層的施工。同時(shí)這種施工工藝可以大大減少瀝青道路的養(yǎng)護(hù)時(shí)間,使得交通能夠較早的開(kāi)放,通常情況下纖維封層施工完成之后,乳化瀝青完全破乳15min內(nèi)即可對(duì)交通進(jìn)行開(kāi)放。
某公路為某市一級(jí)公路,道路全長(zhǎng)為88.6km。至修建以來(lái),已經(jīng)運(yùn)營(yíng)多年,雖然其中進(jìn)行了一次大修,但是隨著公路荷載的不斷增大,車輛的不斷增多,以及氣候等多種因素的影響,道路全線內(nèi)出現(xiàn)了多種路面病害問(wèn)題,如縱橫向裂縫、沉陷、龜裂、車轍以及瀝青老化等問(wèn)題。為了改善路面的使用性能,提高行車安全和舒適度,決定對(duì)該公路進(jìn)行路面大修整治。根據(jù)對(duì)路面病害的詳細(xì)調(diào)查研究,本工程決定采用乳化改性瀝青纖維碎石封層技術(shù)對(duì)路面進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。
對(duì)于纖維類型、瀝青的選擇應(yīng)綜合考慮原路面的表面構(gòu)造、深度、平整度等情況,具體的數(shù)值應(yīng)根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)進(jìn)行確定。通過(guò)試驗(yàn)即可確保最佳的乳化瀝青類型、噴灑量以及碎石的撒布量。經(jīng)過(guò)試驗(yàn),本工程確定采用原材料分別為:乳化瀝青采用陽(yáng)離子型聚合物改性乳化瀝青;纖維采用噴射無(wú)捻粗紗型玻璃纖維;集料應(yīng)采用堅(jiān)硬、粗糙、潔凈的碎石。如表1所示為碎石的質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)。
表1 碎石的質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)
(1)當(dāng)原路面的病害修補(bǔ)完成并檢查合格之后才可進(jìn)入下一道施工工序。
(2)根據(jù)施工方案對(duì)路面進(jìn)行放樣,并根據(jù)要求準(zhǔn)備好施工機(jī)械和材料,即可開(kāi)始進(jìn)行施工。
首先,應(yīng)選擇代表性的路段進(jìn)行試驗(yàn),將機(jī)械設(shè)備運(yùn)輸?shù)皆囼?yàn)路段,根據(jù)設(shè)計(jì)配合比對(duì)改性乳化瀝青、纖維和碎石的用量進(jìn)行控制。施工中應(yīng)確保封層保持均勻的厚度,同時(shí)保證顆粒嵌擠密實(shí),并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)各種材料的用量進(jìn)行微調(diào),從而確保最終的正式施工配合比。其次,根據(jù)試驗(yàn)段的施工,確定全線施工方案,并將試驗(yàn)段的試驗(yàn)數(shù)據(jù)提交,接著即可開(kāi)始進(jìn)行正式的施工。最后,當(dāng)施工完成之后,應(yīng)封閉交通1~2h,等到乳化瀝青破乳之后15min,即可開(kāi)放道路交通,同時(shí)在交通開(kāi)放早期,應(yīng)嚴(yán)格限制車輛的荷載。
(3)改性乳化瀝青噴灑與纖維噴灑同步進(jìn)行。在噴灑前應(yīng)采用強(qiáng)力清刷機(jī)對(duì)原路面進(jìn)行清掃,確保表面無(wú)灰塵,具體檢測(cè)采用目測(cè)法。然后即可開(kāi)始進(jìn)行改性乳化瀝青的噴灑施工,采用纖維封層設(shè)備進(jìn)行第一層乳化瀝青的噴灑,同時(shí)進(jìn)行纖維和第二改性乳化瀝青的噴灑施工。噴灑應(yīng)確保均勻,在起點(diǎn)和終點(diǎn)處都應(yīng)采取措施,防止出現(xiàn)噴灑過(guò)大或者過(guò)少的問(wèn)題。在橫向搭接處,應(yīng)確保搭接寬度滿足要求,同時(shí)避免在搭接處出現(xiàn)噴灑過(guò)多或者漏灑的問(wèn)題。通常情況下應(yīng)將前進(jìn)速度控制在3~4.5km/h,本工程最適宜的車速為3.6 km/h。
(4)碎石撒布。在施工中,碎石撒布車應(yīng)緊跟著纖維封層車,纖維封層車施工完成之后,碎石撒布車應(yīng)及時(shí)撒布碎石,其車速應(yīng)與纖維封層車相協(xié)調(diào),車速應(yīng)滿足要求。對(duì)于碎石撒布不到位的區(qū)域,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理,確保全線任何區(qū)域均能夠撒布均勻。應(yīng)將碎石撒布的完成時(shí)間控制在改性乳化瀝青破乳之前。如圖1所示為纖維封層示意圖。
圖1 纖維封層示意圖
碎石撒布完成,即可進(jìn)入碾壓施工工序。采用的機(jī)械設(shè)備為輪胎壓路機(jī),壓路機(jī)的重量不宜過(guò)重,避免對(duì)碎石造成壓縮,或者對(duì)封層表面的抗滑力造成影響。應(yīng)進(jìn)行2~3遍的碾壓施工。當(dāng)進(jìn)行初壓時(shí),應(yīng)將速度控制在2km/h以內(nèi),初壓完成之后即可將碾壓速度控制在2.5km/h。穩(wěn)壓施工完成之后,應(yīng)確保碎石顆粒的浸入深度滿足要求,通常應(yīng)為顆粒粒徑的1/2。如果采用分幅施工的方式,應(yīng)做好兩幅之間的搭接處理。當(dāng)進(jìn)行第一幅施工時(shí),應(yīng)在搭接處預(yù)留5~19cm寬度不撒布骨料,當(dāng)進(jìn)行第二幅施工時(shí),應(yīng)沿著預(yù)留寬度的邊緣進(jìn)行骨料的撒布。
(1)碾壓完成之后,等到改性乳化瀝青破乳15min內(nèi)即可開(kāi)放交通,但必須對(duì)車輛的車速和載重進(jìn)行限制,通常應(yīng)將車速控制在20~30km/h以內(nèi)。路面上的一些骨料或者雜物應(yīng)及時(shí)進(jìn)行清理。
(2)交通開(kāi)放一周后對(duì)路面進(jìn)行一次大清掃。
(3)交通開(kāi)放一周后,為了確保行車安全,即可對(duì)路面進(jìn)行臨時(shí)性冷標(biāo)線的處理,在路面上劃分出超車道和主車道。
(4)根據(jù)要求對(duì)路面進(jìn)行檢測(cè)驗(yàn)收。由于纖維封層技術(shù)在我國(guó)推廣時(shí)間較短,目前仍然沒(méi)有較為成熟的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)技術(shù)。因此建議成立一個(gè)專門(mén)的課題組,在施工中對(duì)纖維封層進(jìn)行全程的跟蹤。
纖維封層具有高耐磨性、高防水性、高穩(wěn)定性等特點(diǎn),同時(shí)施工方便快捷,能夠有效地吸收應(yīng)力,因此在公路工程的養(yǎng)護(hù)中廣泛應(yīng)用。本文系統(tǒng)地闡述纖維封層技術(shù)的概念、性能特點(diǎn),同時(shí)結(jié)合工程應(yīng)用,總結(jié)出該技術(shù)在工程中的具體實(shí)施過(guò)程,可為同行提供參考實(shí)例。
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