摘要:本文在全面了解纤维封层技术原理的前提下,结合具体案例,对公路预防性养护施工中纤维封层技术要点进行了分析与探讨。
关键词:纤维封层;预防性养护;工程概况
改革开放以来,我国公路事业取得了显著的成绩。但在其快速发展的背后,因行车荷载等多种因素影响,沥青路面早期病害现象愈发凸显。作為一种高效、适应性强的预防性养护技术,纤维封层技术可有效延长路面服务寿命,减少病害,且能增强路面防水性能,因此,在我国公路养护施工中得到了广泛应用。
一、纤维封层技术原理
纤维封层技术是指通过专门设备同时洒布沥青结合料与纤维,随后撒布碎石,待碾压成型后,可形成一个新的磨耗层。作为一种新型的道路养护技术,纤维封层可看做是沥青路面结构碎石封层类型的一种类型,其作用是为了封闭表面空隙,避免水分渗入基层及路基,可将具有一定厚度的沥青混合料薄层铺设于沥青面层之上、面层之间或基层之上,根据其功能属性,可划分为上、下封层,上封层就是我们通常所说的表面磨耗层,下封层则为应力吸收层。纤维封层具有良好的应力吸收、分散能力及防水性能,能够有效抑制反射裂缝出现,大大延长路面使用寿命。具体优点可归结为以下几点:
1.防水性好。纤维沥青碎石封层结构主要是由沥青层、纤维层、沥青层、碎石层构建,基于层间相互作用,各材料之间可构成一个网络紧密结构,在整个结构中,纤维的主要作用为连接与加筋,通过铺设两层沥青,可进一步提升封层的密闭性,在整个路面构成一层保护膜,增强封层的防水性能,从而更好地避免路面被水损坏。
2.应力吸收与分散能力强。在新建路基和沥青面层之间可铺设一层应力吸收中间层也被称为粘结层。纤维封层的弹力、张力较高,此外,纤维自身又具有较高的抗拉强度等,能够大幅增加封层的抗剪、抗压等能力,因此,在应力吸收中间层铺筑中采用纤维封层施工效果良好。此外,应力吸收中间层又具备吸收、分散外界应力的功能,可以有效避免产生裂缝,抑制反射裂缝出现,能够有效提升路面使用性能,减少病害。
二、工程概况
某公路工程为沥青路面,在通车运营2年后,局部出现了不同程度的病害问题,如裂缝、坑槽、松散等。经过现场实际调查发现,裂缝病害多为纵横向裂缝,龟裂,局部且伴有轻度松散,而坑槽病害也仅限于个别部位,面积较小。究其原因在于沥青等材料性质问题,或气候条件问题,尤其是冬季气温变化较大。此外还因为超载重载现象较多等。经沥青路面使用性能检测评价可知,本路段路面PQI平均值为83.60,等级为“良”;路面平整度RQI平均值为90.2,等级为“优”,由此可见,路面整体强度良好,无明显车辙,路面病害仅限于表层。但此类病害一定程度上将对行车舒适性造成影响,也会对公路使用功能、使用寿命造成不利影响。为了恢复及改善现有路面使用性能,决定在充分了解路面实际情况的基础上,采取切实可行的措施,如纤维封层技术进行处理。
三、公路预防性养护施工中纤维封层技术的施工工艺
(一)预处理路面
预处理路面是指对路面平整度、强度进行重新校验,平整度校验要求事前修补或铣刨处理好原沥青路面的坑槽、拥包等病害,针对裂缝,要做灌缝处理。强度校验则是及时补强处理原路面强度不足部位。
(二)选配材料
按照纤维封层类型,合理采用封层材料,一般需严格按照路面实际情况,来确定封层结构,及材料规格、数量等参数。
改性乳化沥青:在碎石与碎石、碎石与原路面之间,乳化沥青主要起到粘结作用,保证能够形成一个完整的整体,为此,要保证沥青粘结性能良好,同时还具备良好的流动性,以此达到压实的作用。
骨料:石灰岩、花岗岩、玄武岩碎石是最常用的骨料,结合以往经验分析,在铺筑道路时,上述类型的材料都可用于应力吸收中间层或磨耗层,一般应力吸收中间层可采用4/6mm碎石级配类型的材料,而磨耗层铺筑可采用6/10mm的碎石级配类型。
纤维:可通过纤维封层车进行三种不同规格的纤维切割,规格分别为30mm、60mm、120mm,通常采用的为60mm规格,此外,路面状况、施工方式、路面龟裂程度等因素都会影响纤维使用量的多少,为此,必须根据工程实际情况,合理选择。
抗剥落剂:在纤维封层处理中,可采用一定剂量的抗剥落剂,但在使用时,应对其影响因素有所了解,如碎石酸碱性对抗剥落剂的使用效果造成影响。一般情况下,不采用碱性石料,仅针对酸性石料使用抗剥落剂,掺加量为沥青质量的30%左右。
(三)铺设试验路段
按照各种原材料的配比,合理设定纤维封层设备参数,随后按既定距离铺筑试验路段,并测试相关数据的准确性。此外,还需根据测试结果,不断调整原材料数据与设备参数,直到满足施工要求。此外,还应根据具体路段情况等,做好设备准备,保证配置合理,确保工程施工质量。
(四)同步洒布沥青和纤维
按照I层沥青、1层纤维、1层沥青的顺序同步洒布沥青与纤维,为了保证施工幅数必须为整数,必须根据施工宽度进行洒布宽度的适当调整,此外,还要控制好沥青温度和车速,保证在80℃以上控制沥青温度,并在每小时3~4.5千米范围内控制行车速度。
(五)撒布碎石
待完成上述施工之后,在纤维封层设备之后,碎石撒布车需紧随其后撒布碎石,保证碎石撒布车的车速和封层车的车速合理且匹配,此外,还要保证碎石撒布宽度、沥青洒布宽度之间能够合理匹配。
(六)局部处理
在大型机械施工过程中,往往会出现不足之处,如接缝位置、每车料起终点位置等,这些都需通过人工方式再次进行处理。或者是施工摊铺不均匀之处,同样需要人工方式进行修补。
(七)路面碾压
在路面碾压施工时,需通过胶轮压路机进行碾压施工,一般可将碾压阶段分为3个环节,初压时,碾压2~3遍静压,初始速度要低一些,可控制在2km/h左右,在此阶段应保证不会出现摊铺材料被推移等情况,或材料粘结等问题。复压时,则需进行2~4遍碾压,此时需提升速度,可控制在3~4km/h,保证能够提升路面的密实度。终压时,进行1~2遍碾压即可,以此消除明显轮迹,保证压实度满足设计要求。
(八)开放交通
待完成路面碾压施工之后,当沥青完全破乳20分钟之后,便可开放交通,但必须合理控制车速,一般可在每小时40千米以内加以严控,随着路面质量达到标准后,便可全面开放交通。
四、结束语
综上所述,改革开放以来,我国公路事业取得了显著的成绩。但在其快速发展的背后,因行车荷载等多种因素影响,沥青路面早期病害现象愈发凸显。沥青纤维封层技术作为路面预防性养护施工的关键技术之一,该技术的应用,可有效恢复路面的使用性能,还能修复病害,延长路面使用寿命,降低后期沥青路面的养护成本,因此,做好沥青路面纤维封层施工技术研究具有重要的应用价值与现实意义。
参考文献:
[1]王斌.沥青纤维碎石封层在路面预防性养护中的应用[J].黑龙江交通科技,2018,41(9):15-16.
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