孫玉梁

（山西路橋第六工程有限公司三分公司，山西 晉中 030600）

0 引言

在長時(shí)間超負(fù)荷承載力作用下，公路路面易出現(xiàn)裂縫等早期病害，降低了公路瀝青路面的抗滑能力與平整度，增加了駕駛?cè)说男旭偛话踩?，若不及時(shí)處理，則易出現(xiàn)公路交通事故，縮短公路的使用壽命，提高公路維修養(yǎng)護(hù)成本[1]。鑒于此，為提高公路瀝青路面的施工質(zhì)量，減少路面早期病害發(fā)生率，延長公路工程的使用壽命，積極使用瀝青纖維碎石封層技術(shù)具有重要意義。

1 瀝青纖維碎石封層施工技術(shù)特點(diǎn)

所謂瀝青纖維碎石封層，就是指利用有關(guān)施工機(jī)械設(shè)備同時(shí)撒布玻璃纖維、瀝青黏結(jié)料，再在其上層撒布一層碎石，然后進(jìn)行碾壓，形成一個(gè)磨耗層[2]。在現(xiàn)階段中，多個(gè)國家均已普及瀝青纖維碎石封層施工技術(shù)，通過大量工程實(shí)踐后可知，在公路路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)施工中，采用瀝青纖維碎石封層技術(shù)可提高路面抗車轍、抗疲勞、抗拉等多種使用性能，進(jìn)一步改善公路路面的質(zhì)量?，F(xiàn)對(duì)瀝青纖維碎石封層施工技術(shù)的主要特點(diǎn)展開分析。

1.1 具有較高的耐磨性

將纖維封層施工好后，立即開始碎石撒布，此時(shí)撒布的碎石能進(jìn)入纖維和瀝青組成的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中，經(jīng)碾壓成型后碎石將被緊密裹覆，得到一個(gè)嵌鎖體系，限制碎石的脫落及滑移?；诖?，通過對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用，能提高路面整體耐磨性，起到延長其使用壽命的重要作用。

1.2 具有較強(qiáng)的防水性與防滑性

瀝青纖維碎石封層結(jié)構(gòu)是由上層瀝青、中間一層纖維、下層瀝青、一層碎石共同組成的；在各種物料互相作用下，可提高瀝青纖維碎石封層結(jié)構(gòu)的致密性[3]。通過連續(xù)灑布上層瀝青與下層瀝青，可提高瀝青纖維碎石封層的密封性，撒布纖維起到加筋、橋接的作用，可在公路路面上形成一層保護(hù)膜，故瀝青纖維碎石封層具有較強(qiáng)的防水性。

在瀝青纖維影響作用下，骨料可直接黏附在公路路面上；車輛在公路路面上行駛時(shí)，車輪直接接觸骨料，可提高公路路面的粗糙度，故瀝青纖維碎石封層具有較強(qiáng)的防滑性。

1.3 具有較好的應(yīng)力吸收能力和分散能力

與傳統(tǒng)碎石同步封層施工技術(shù)比較，瀝青纖維碎石封層為網(wǎng)絡(luò)纏繞結(jié)構(gòu)；因?yàn)r青纖維具有較高的模量彈性與抗拉伸強(qiáng)度[4]，故瀝青纖維碎石封層具有較好的應(yīng)力吸收能力，并可重新分布、擴(kuò)散集中應(yīng)力，降低公路路面應(yīng)力，避免公路路面出現(xiàn)裂縫等病害。

1.4 具有較高的穩(wěn)定性

因纖維材料的比表面積較大，故可吸附瀝青內(nèi)部的油分子與上下兩瀝青層結(jié)合料，提高黏度與黏附力，故瀝青纖維碎石封層具有較高的穩(wěn)定性，可避免公路路面出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。

1.5 施工便捷

在瀝青纖維碎石封層施工中，利用纖維封層車可同步撒布纖維材料與瀝青，然后再撒布碎石，故可連續(xù)進(jìn)行瀝青纖維碎石封層的施工，提高施工效率，降低施工人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，并不需對(duì)施工路段進(jìn)行長時(shí)間封閉[5]。

2 工程案例

某公路工程設(shè)計(jì)車速為40km/h，雙向2 車道，公路總長度為25.4km，路面寬度為24m，為瀝青混凝土路面?？紤]到該公路所在地區(qū)常年下雨，降雨量較大，最終決定選用瀝青纖維碎石封層施工技術(shù)，以提高公路路面的防水能力、抗滑能力?，F(xiàn)以該公路為例，對(duì)瀝青纖維碎石封層施工技術(shù)展開探討。

3 瀝青纖維碎石封層材料設(shè)計(jì)要求

根據(jù)公路工程現(xiàn)場實(shí)際情況，合理確定瀝青、碎石、纖維等材料類型。瀝青纖維碎石封層材料配合比設(shè)計(jì)方案確定后，為驗(yàn)證其是否合理，還應(yīng)做濕輪磨耗、抗滑性能、力學(xué)性能等試驗(yàn)[6]。其中，各種施工材料應(yīng)滿足以下要求。

3.1 瀝青結(jié)合料

在瀝青纖維碎石封層施工技術(shù)中，乳化瀝青膠結(jié)料是一種重要的施工原材料，因乳化瀝青膠結(jié)料具有較強(qiáng)的黏結(jié)性與流動(dòng)性，故可保證瀝青纖維碎石封層結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量，加強(qiáng)不同骨料之間的黏結(jié)程度；在該公路工程中，主要選用陽離子型改性乳化瀝青[7]。

3.2 集料

在此次瀝青纖維碎石封層施工中，主要選用由玄武巖加工而成的碎石，碎石粒徑大小應(yīng)保持在4～8mm 之間。碎石表面應(yīng)保證耐磨、堅(jiān)硬、粗糙、干凈，并根據(jù)單粒標(biāo)準(zhǔn)清洗篩分碎石，可提高瀝青纖維碎石封層的抗滑性與美觀性，并加強(qiáng)路面的排水性能[8]。其中，碎石骨料的主要技術(shù)指標(biāo)如表1所示。

表1 碎石骨料的主要技術(shù)指標(biāo)

集料級(jí)配直接影響瀝青纖維碎石封層結(jié)構(gòu)的使用性能。根據(jù)大量工程實(shí)踐可知，與具有一定級(jí)配的集料比較，單一粒徑的集料可得到更好的使用效果，具體表現(xiàn)為：

第一，礦料的間隙率較大，故礦料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的空間較大，便于填充結(jié)合料，可牢固黏結(jié)集料與瀝青；第二，選用單一粒徑的碎石，可加大車輛輪胎與瀝青纖維碎石封層結(jié)構(gòu)之間的接觸面積，提高公路瀝青路面的抗滑能力[9]；第三，選用單一粒徑的碎石，降低瀝青纖維碎石封層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)難度與施工難度，可保證封層結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量；第四，選用單一粒徑的碎石施工形成的瀝青碎石封層結(jié)構(gòu)中，具有較好的排水渠道，可提高公路路面的排水能力。

3.3 玄武巖纖維

在此次封層施工中，主要采用玄武巖纖維。玄武巖纖維的特性位于無堿纖維與高強(qiáng)度纖維之間，其特點(diǎn)與玻璃纖維較相似，玄武巖碎石可與玄武巖纖維進(jìn)行較好結(jié)合；在施工中，需切割玄武巖纖維，切割長度控制在6cm，因玄武巖纖維的導(dǎo)熱系數(shù)低，故其不會(huì)受到高溫因素的影響；玄武巖纖維具有較好的聲絕緣性，可提高公路瀝青路面的抗噪能力[10]。其中，玄武巖纖維的主要技術(shù)指標(biāo)如表2所示。

表2 玄武巖纖維的主要技術(shù)指標(biāo)

4 瀝青纖維碎石封層施工要點(diǎn)

4.1 施工環(huán)境

在此次瀝青纖維碎石封層施工中，選用了改性乳化瀝青。因改性乳化瀝青在雨水沖刷作用下會(huì)流失，導(dǎo)致瀝青纖維碎石封層出現(xiàn)早期病害，故不得在下雨天施工。溫度是瀝青纖維碎石封層施工質(zhì)量的一個(gè)重要影響因素，根據(jù)大量工程實(shí)踐可知，若天氣溫度低于10℃，則易降低瀝青纖維碎石封層結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，降低施工質(zhì)量，故應(yīng)選擇在天氣溫度高于10℃的情況下進(jìn)行施工。

4.2 施工前期準(zhǔn)備

在施工前，施工技術(shù)人員應(yīng)深入調(diào)查施工現(xiàn)場情況，并制定相應(yīng)合理的施工方案；利用鼓風(fēng)機(jī)徹底清除路面上存在的雜草、雜物、灰塵等，保證公路路面的潔凈、干燥；若存在嚴(yán)重的泥土沉積現(xiàn)象，應(yīng)采用人工法清掃干凈；在鋪灑瀝青前，瀝青溫度應(yīng)控制在50～70℃之間，并檢查壓路機(jī)、運(yùn)輸車輛、封層車等施工機(jī)械設(shè)備的各項(xiàng)功能是否正常；若某施工路段出現(xiàn)裂縫，若裂縫≥5mm，應(yīng)采樣擴(kuò)縫處理法，若裂縫在2～5mm 之間，應(yīng)采用抹縫或灌縫處理法，若裂縫≤2mm，應(yīng)噴灑高溫瀝青層，封堵裂縫。

4.3 瀝青纖維碎石封層的配置

根據(jù)瀝青量、碎石撒布量、碎石粒徑大小，合理控制瀝青纖維碎石封層的配置。在瀝青纖維碎石封層上攤鋪瀝青混合料時(shí)，通過碾壓瀝青混合料，可使瀝青混合料進(jìn)入碎石層縫隙，面層與封層瀝青上浮層成為一個(gè)整體，在瀝青纖維碎石封層的底部會(huì)形成富油層，可提高基層、封層與面層之間的黏結(jié)強(qiáng)度與抗剪強(qiáng)度，有效減少或避免出現(xiàn)反射裂縫。因此，在撒布封層碎石時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制碎石粒徑的大小，避免碰撞。

在此次施工中，共設(shè)計(jì)兩種碎石級(jí)配方案，分別為：粒徑大小4.75～9.5mm，粒徑大小9.5～13.2mm。通過比較分析后可知，選用9.5～13.2mm 粒徑大小的碎石，可保證覆蓋均勻性，基本不會(huì)影響后續(xù)施工。此外，為確保瀝青面層結(jié)構(gòu)可嵌入瀝青纖維碎石基層中，碎石鋪量應(yīng)控制在70%～80%之間。

4.4 施工工藝流程

在瀝青纖維碎石封層施工中，碎石撒布車、壓路機(jī)、纖維瀝青灑布車之間需保持一定的距離；施工結(jié)束后，為避免路面受到污染，降低公路路面的施工質(zhì)量，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行封層的養(yǎng)護(hù)，在碎石封層表面鋪設(shè)毛氈。在灑布纖維瀝青時(shí)，為確保纖維瀝青灑布的均勻性，應(yīng)噴灑一層纖維與兩層瀝青；為避免橫向搭接漏灑或過多噴灑，應(yīng)合理調(diào)整橫向搭接的寬度。

在灑布纖維瀝青時(shí)，為保證灑布的均勻性，車輛不得在纖維瀝青層上急轉(zhuǎn)彎、急停，灑布車車速應(yīng)控制在3.5km/h 左右；在撒布碎石時(shí)，碎石撒布車應(yīng)緊跟纖維瀝青灑布車，二者應(yīng)保持30m 的距離，施工人員應(yīng)緊跟在后面，若發(fā)現(xiàn)某區(qū)域的碎石撒布不均勻，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行及時(shí)人工處理，若發(fā)現(xiàn)大粒徑碎石，應(yīng)及時(shí)將其取出來。

碎石撒布結(jié)束后，應(yīng)利用壓路機(jī)進(jìn)行及時(shí)碾壓，在經(jīng)過2～3 遍碾壓后，1/2～2/3 的碎石會(huì)進(jìn)入纖維瀝青中；在連接兩幅時(shí)，前幅應(yīng)預(yù)留寬度10cm，后幅在預(yù)留邊緣撒布少量的碎石，可減少碎石撒布量。

碾壓結(jié)束后，為保護(hù)瀝青纖維碎石封層，不得對(duì)外開放交通，待乳化瀝青破乳后，方可對(duì)外開放交通。而在對(duì)外開放交通后，應(yīng)設(shè)置交通標(biāo)志，限制車流量與車輛速度，并派專門人員監(jiān)督瀝青纖維碎石封層使用狀況。為保證駕駛?cè)说男熊嚢踩?，?yīng)及時(shí)清理公路路面出現(xiàn)的散落碎石。

5 瀝青纖維碎石封層技術(shù)施工質(zhì)量的控制措施

5.1 碎石與瀝青的裹附率

碎石與瀝青的裹附率存在多種影響因素，包括瀝青灑布量、瀝青溫度、灑布均勻性等。在實(shí)際施工中，為確保碎石與瀝青裹附率的實(shí)際值滿足設(shè)計(jì)要求，施工技術(shù)人員應(yīng)高度關(guān)注碎石、瀝青裹附率大小的變化情況，合理控制與調(diào)整施工作業(yè)中產(chǎn)生的偏差。若碎石與瀝青的裹附率偏小，則易降低黏附力；若碎石與瀝青的裹附率偏大，在碾壓施工中則易出現(xiàn)嚴(yán)重的黏輪問題。

5.2 碎石撒布量與瀝青灑布量

利用總量控制法、人工監(jiān)測法、電腦控制法，合理控制碎石撒布量與瀝青灑布量。

5.3 碎石與瀝青的黏附性

對(duì)于瀝青纖維碎石封層施工質(zhì)量而言，碎石與瀝青的黏附性是一個(gè)重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)；在瀝青纖維碎石封層施工中，若瀝青溫度與碎石溫度較低，則易降低碎石與瀝青的黏附性，故應(yīng)嚴(yán)格控制瀝青溫度與碎石溫度。

6 結(jié)語

綜上所述，在公路工程路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)中，瀝青纖維碎石封層是一種重要的施工技術(shù)，會(huì)對(duì)公路工程的整體施工質(zhì)量造成直接性的影響。在瀝青纖維碎石封層施工中，施工單位應(yīng)熟悉與掌握施工技術(shù)要點(diǎn)，根據(jù)公路工程的實(shí)際情況合理調(diào)整施工工藝，保證施工質(zhì)量滿足施工要求。本文對(duì)瀝青纖維碎石封層施工技術(shù)進(jìn)行了深入研究，以期對(duì)相關(guān)人員起到一定的借鑒作用。