摘要 文章對G244線（烏江線）實施纖維瀝青同步碎石封層技術進行了總結與分析。首先，通過設計封層方案，選用適宜瀝青材料、高性能纖維以及符合規(guī)范的碎石。然后，在施工過程中特別關注施工準備的充分性，以及纖維碎石和瀝青的均勻噴灑與灑（撒）布量、勻速碾壓，并對整個施工過程進行質量控制。最后，通過細化施工要點，確保封層的質量和性能，并對施工后的道路性能進行跟蹤觀測。結果表明，此項技術在公路建設和維護中具有有效性和實用性。

關鍵詞 纖維瀝青碎石封層施工；控制要點；效果分析

中圖分類號 U416.2 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）13-0121-03

0 引言

在當前公路建設和養(yǎng)護實踐中，隨著交通流量的持續(xù)增加和車輛重量不斷升級，公路路面損壞速度加快，尤其是裂縫和龜裂、網裂的大量出現，如果不及時處治，將進一步加大道路的損壞程度。纖維瀝青同步碎石封層技術是指采用纖維瀝青封層設備同時灑布瀝青黏結料和纖維及碎石，經碾壓后形成新的磨耗層或者應力吸收中間層的新型道路養(yǎng)護技術。由于纖維本身具有高抗拉伸強度的特性，可有效提高封層抗拉、抗剪、抗壓和抗沖擊強度。鑒于此，該文對G244線實施的纖維瀝青同步碎石封層技術進行總結效果分析，探索和驗證該技術在提高公路使用性能、延長道路壽命方面的實際效果。

1 工程概況

G244線（烏江線），作為寧縣地區(qū)一條關鍵交通干線，該路段是西峰、寧縣及平涼之間的重要連接線，與G327線、G211線共同構成了寧縣境內交通網絡骨架。由于車流量劇增以及大型貨車數量上升，再加上惡劣氣候條件頻繁出現，導致K647+500～K649+500段、K649+840～K657+045段路面出現大量縱、橫向裂縫，龜裂、網裂，車轍，沉陷等，長時間以來，該路段公路養(yǎng)護主要采用開槽灌縫、銑刨修補等傳統方法處理路面問題，但是這些處治效果并不顯著。如若不進行進一步養(yǎng)護，將會嚴重影響路面的使用性能及行車的安全性和舒適性?；谶@一現狀，2021年慶陽公路事業(yè)發(fā)展中心等單位在新養(yǎng)護理念指導下，通過對該路段的交通量、彎沉、路面病害等因素進行綜合分析，決定在這一路段實施纖維瀝青同步碎石封層的預防性養(yǎng)護工程。

2 纖維瀝青同步碎石封層的施工技術控制要點

2.1 瀝青

在纖維瀝青同步碎石封層工藝中，選用性能良好的殼牌90#道路石油瀝青，其與集料之間具備良好的黏結力[1]。施工中瀝青的使用量控制在1.4～1.7 kg/m2的范圍內，以達到理想的封層效果。瀝青性能參數指標見表1所示。

2.2 纖維

在纖維瀝青同步碎石封層中，使用具有黏附瀝青、加筋穩(wěn)固及增加防裂性能的纖維材料，纖維需滿足優(yōu)良的可切割性能、高抗斷強度及良好的吸油性[2]。根據路面實際病害，該項目采納玄武巖纖維作為增強材料，其基本特點如下：

（1）防裂抗裂纖維斷裂強度達到1 200 MPa，增韌增強纖維則更高，達到150 MPa，這意味著玄武巖纖維能夠承受相當大的拉力而不斷裂[3]。

（2）纖維彈性模量分別達到7.5×103 MPa和8.0×

103 MPa。高彈性模量表示纖維具有很好的剛性和恢復能力，能在承受力作用下保持形狀和尺寸的穩(wěn)定，進而提高瀝青混合料的抗變形能力。

（3）斷裂伸長率在2.4%～3.1%之間，說明玄武巖纖維在斷裂前的伸長程度有限，有利于維持瀝青混合料的整體穩(wěn)定性，減少因纖維過度伸長而導致結構變形。

（4）吸油率≥50%，高吸油率有助于纖維與瀝青良好結合，增強纖維與瀝青混合料之間的黏結力，從而提高混合料整體性能。

（5）耐熱性、斷裂強度保留率≥85%，表明在高溫環(huán)境下，玄武巖纖維能夠保持良好的物理性能，適用于各種氣候條件下的道路施工[4]。

（6）明火點不燃，說明玄武巖纖維具有出色的耐火性能，對提高道路的安全性具有積極作用。

實際施工中，纖維的長度一般設置在30～120 mm之間，而該工程實際使用55 mm長纖維。根據道路技術狀況和實際病害，纖維使用量會進行相應調整，特別是在遇到路面有嚴重裂縫時，會增加纖維施用量，具體施用量介于45～70 g/m2。

2.3 封層碎石

選擇使用單一規(guī)格（9.5～13.2 mm）集料，集料需為立方體形、干凈無塵、保持干燥、無須風化處理、不包含任何雜質，同時必須是由具備堅硬、耐磨的堿性或中性母巖生產的單一粒徑碎石。碎石應能與殼牌90#道路用瀝青形成優(yōu)異的初期黏結力，并持續(xù)保持穩(wěn)定黏結特性[5]?；诖耍I導和技術團隊對位于白銀市靖遠縣、定西市臨洮縣以及天水武山縣骨料進行實地考察，并最終選定靖遠縣生產的輝綠巖碎石集料，此碎石壓碎值為10.5%，黏附級別達到四級。施工前采用瀝青混合料拌和設備進行加熱除塵并進行預裹覆處理，預裹覆的油石比按照0.3%進行設計，油石比不宜過大，否則容易黏聚而結塊。碎石使用量應為19.5～24 kg/m2。

3 施工技術的控制

3.1 施工準備

（1）在實施纖維瀝青同步碎石封層施工前，必須先對路面存在的病害進行徹底處治。對于路面出現的縱、橫向裂縫，應采取開槽灌縫方法予以處治；對于路面存在的嚴重龜裂、沉陷或車轍等病害，必須根據有關規(guī)定進行徹底處治。同時，配合強力吹風機對路面進行清掃，確保作業(yè)區(qū)域內無殘留垃圾或雜物，保持平整、潔凈、干燥，經檢驗合格后方可進行碎石封層施工。

（2）在碎石封層之前，應做好設備準備和調試工作，包括纖維瀝青同步碎石封層專用車、清掃車、膠輪壓路機、裹覆碎石運輸車、裝載機、吹風機等，保證設備處于良好工作狀態(tài)。提前準備碎石、纖維和瀝青等原材料，并對技術性能進行詳細檢測。施工前應完成各機械設備的性能檢驗和參數校準，確保處于良好的技術狀態(tài)，在數量及作業(yè)速度上應互相匹配。

（3）碎石封層施工、養(yǎng)護期內的地表溫度不得低于10 ℃，環(huán)境溫度應呈上升趨勢。不得在下雨或即將下雨、雨季或低溫季節(jié)施工，嚴禁在過濕或積水下承層進行施工。

（4）碎石封層施工工序：施工前準備—封閉交通—路面清掃—同步灑（撒）布瀝青和集料—碾壓成形—初期養(yǎng)護—開放交通。

3.2 瀝青灑布

瀝青灑布時，應保持均勻一致、霧狀噴灑。該車輛配備有精確控制系統，可確保瀝青噴灑量、速度和溫度均勻一致。瀝青噴灑前，應根據施工規(guī)范和路面條件預設噴灑參數，如瀝青噴灑溫度通常應控制在135～150 ℃之間，以保證瀝青具有良好的流動性和黏結力[6]。噴灑過程中，操作人員應持續(xù)監(jiān)控瀝青溫度和噴灑量，必要時進行調整，以適應路面條件變化。在整個施工過程中，建議灑布車的施工速率為3.8 km/h，預留足夠的冷卻和固化時間，以防止瀝青層出現移位或變形。

3.3 集料撒布

集料撒布與瀝青灑布同步進行，撒布量不宜超出設計值的+0.5 kg/m2，集料撒布必須保持均勻、一致，隨時觀測布料器工作狀態(tài)，不得出現卡料、待料等現象，嚴禁出現瀝青油膜外漏、漏撒及碎石重疊現象。保持集料鋪撒的均勻性和連續(xù)性，避免任何區(qū)域出現碎石堆積或缺失。撒布車應勻速前行，以確保瀝青和碎石層、纖維均勻結合。碎石撒布應在乳化瀝青完全破乳前完成，確保碎石可充分黏附在瀝青表面，形成牢固結合。采用全寬撒布方式，即碎石覆蓋整個處理面，以增強封層的均勻性，提高其整體耐用性和穩(wěn)定性。如果在鋪設過程中發(fā)現有碎石分布不均或遺漏區(qū)域，應立即采取人工補撒措施，以保證碎石層的完整性和均勻性。

3.4 碎石封層的接縫處理

特別是在處理橫向接縫時，應在作業(yè)起點前及終點位置，現場鋪設鐵（皮）板或油氈材料；縱向接縫宜采用搭接法，線形必須順直。施工時，一側瀝青正常噴灑，而集料應減少一個卸料槽的寬度；另一側瀝青灑布時應半扇面噴灑，重疊10～20 cm，而集料則正常撒布。在處理橫向搭接處時，需精確控制瀝青和纖維噴灑邊緣，避免過量或不足，以保證施工區(qū)域之間的順利過渡和整體施工質量。在整個施工過程中，建議施工速率為3.8 km/h，預留足夠的冷卻和固化時間，以防止瀝青層出現移位或變形。

3.5 碾壓

在進行碎石封層碾壓工作時，可選用膠輪壓路機進行碾壓。碾壓速度為2.0～2.5 km/h。碾壓時，可霧狀噴灑少量水或隔離油，輪跡重疊不小于1/3輪寬，碾壓遍數不小于3遍；纖維瀝青碎石封層宜在集料撒布后立即開展2～3遍的碾壓作業(yè)，以確保封層在結構上的均勻性和牢固性。在進行碾壓作業(yè)時，務必保持壓路機碾壓速率與封層設備施工速度同步。為了進一步提高碾壓質量，宜采用兩臺壓路機“緊跟、慢壓、先慢后快”碾壓。碾壓時，壓路機不得在碎石封層上隨意剎車、掉頭，嚴禁出現黏輪、推移現象。

3.6 碎石封層開放交通

纖維瀝青同步碎石封層施工完成后，交通開放的關鍵在于確保道路結構的穩(wěn)定性和使用安全。在碎石封層碾壓結束后，應對道路表面進行徹底的檢查和清理，包括將多余或松散集料進行有效的收集和回收處理，避免物料在交通開放后對車輛造成損害或影響行車安全。開放交通之前，還應檢查纖維瀝青是否完全冷卻至接近常溫，防止瀝青在高溫狀態(tài)下黏性和軟性增加，導致封層在承受交通壓力時出現變形或損壞。待瀝青材料冷卻并達到適宜的硬度后，道路才能承受正常交通負荷。在交通初期開放時，還應設定嚴格的車速限制。通常，車輛行駛速度應控制在不超過30 km/h，防止因速度過快而產生飛石現象，有助于保護新鋪設的封層不受到過度沖擊和磨損。開放交通后，對碎石封層進行定期觀測和維護，包括定期檢查道路表面是否平整，瀝青和碎石是否結合牢固以及是否有裂縫、凹陷或其他類型的損害。對于發(fā)現的任何質量缺陷，應及時進行修補，以防止損害進一步擴大。

4 效果分析和評價

2019年7月2日至2019年7月4日，寧縣公路段實施了該工程。經過后期跟蹤觀察，針對工程施工前后的指標和平整度進行了檢測，具體數據見表2和3所示。

平均值：施工前平整度標準差為1.449 mm；施工后平整度標準差為0.833 mm。對表2分析可以看出，施工后平整度標準差平均值顯著低于施工前平均值，說明施工后路面平整度有明顯改善。施工后平整度標準差下降，反映纖維瀝青同步碎石封層施工技術能有效提升道路服役質量，減少路面不平整現象。

從表3可以觀察到，封層施工后，各樁號構造深度明顯增加，反映施工后路面的抗滑性能得到了顯著提升。

纖維瀝青同步碎石封層與傳統的碎石封層相比，具有明顯的優(yōu)越性，主要有如下優(yōu)點：

（1）由于纖維本身具有高抗拉伸強度的特性，有效地提高了封層的抗拉、抗剪、抗壓和抗沖擊能力。

（2）由于纖維封層的獨特結構，對應力具有較強的吸收和分散功能，能夠有效地抑制反射裂縫的出現，從而提高道路使用壽命。

（3）纖維瀝青同步封層的結構為1層瀝青+1層纖維+1層瀝青+1層裹覆碎石形成的一種物料相互作用的致密網絡纏繞結構。兩層瀝青的連續(xù)灑布，提高了封層的密閉性，加之結構中起到加筋和橋接作用的纖維對于前后兩層瀝青結合料具有極強的吸附作用，可有效吸附瀝青中的油分，增加其黏度和黏附力，有效阻止瀝青流動，在原有路面上形成一層致密的保護膜，減少道路路基因水滲透導致的早期破壞，延長道路的使用壽命。

5 結束語

通過對G244線（烏江線）K647+500～K649+500段、K649+840～K657+045段采用纖維瀝青同步碎石封層施工技術進行總結分析，明顯看到該技術在提升道路性能方面有顯著效果。通過細致的封層設計，包括瀝青選擇、纖維應用以及碎石優(yōu)化配合，結合施工要點的嚴格控制，如施工準備充分性、纖維與瀝青均勻噴灑、碎石精確撒布以及有效碾壓和質量控制，可有效提升道路的耐用性、防水性和抗滑性能。從效果分析來看，纖維瀝青同步碎石封層施工技術為道路維護和修復提供了高效、經濟和可持續(xù)的解決方案。

參考文獻

[1]王國軍， 王亞博， 王飛， 等. 碎石封層和玻璃纖維對復合改性瀝青防水黏結層黏結性能的影響[J]. 市政技術，

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[5]董興華. 瀝青纖維碎石封層施工技術在高速公路工程施工中的應用[J]. 交通世界， 2023（8）： 79-81.

[6]李建林. 公路工程中瀝青纖維碎石封層施工技術研究[J]. 工程建設與設計， 2023（3）： 219-221.

收稿日期：2024-04-03

作者簡介：彭紅霞（1977—），女，本科，高級工程師，從事公路小修保養(yǎng)、日常養(yǎng)護和預防性養(yǎng)護工作。