浅谈沥青纤维碎石封层技术在公路工程中的应用
浅谈沥青纤维碎石封层技术在公路工程中的应用
高喜华
河海大学文天学院 安徽 马鞍山 243000
摘要：随着沥青碎石封层技术的不断完善和发展，以及大量的在国省干线公路建设和养护中应用，诞生了一系列沥青碎石封层新技术，沥青纤维碎石封层技术就是其中之一。本文介绍了沥青碎石封层技术的国内外应用情况，及沥青纤维碎石封层新技术的概念、应用历史、技术特点、路用性能、施工、养生。
关键词：沥青路面；纤维碎石封层；技术应用
1.国外沥青碎石封层技术应用情况
沥青碎石封层技术是国外包括发达国家常用的筑养路技术之一。如：法国和南非。法国在国家干线公路的养护中经常采用该技术，在低等级公路的建设和养护中更是大量的使用，同时也是在沥青洒布和碎石撒铺设备研制方面处于世界领先的国家之一。南非是利用碎石封层技术最好的国家之一，在全国的路网建设和养护中，该技术得到了充分的应用，使路网的总体质量保持在一个较高的水平。用一位南非道路工程师的话说：美国人有钱，而我们有技术。
2.国内沥青碎石封层技术应用情况
我国沥青碎石封层技术的发展起步于20世纪70年代初。当时采用渣油铺筑了大量的表面处治路面。施工工艺和方法也比较简单，大多采用层铺法和路拌法施工。施工机械从拖拉机拖着油罐人工喷洒沥青，逐步发展到使用排挡式的沥青洒布车，但洒布量和均匀度很难保证，碎石撒铺则完全由人工撒铺。
自上世纪末期，山东、广东等省份开始引进国外的高性能沥青洒布和碎石撒铺设备并进行相关工艺技术研究，国内的一些厂家也开始研发生产相关的设备，近几年碎石封层技术在我国得到了快速的发展。沥青碎石封层施工机械也进步了很多，目前使用比较多的是：沥青洒布车、碎石撒铺车、同步碎石封层机等，也可以几种施工机械联合作业。沥青碎石封层的结构形式也从原来的单层式发展到现在的双层式、三层式或组合式结构等。
3.沥青纤维碎石封层新技术
我国在碎石封层新技术应用主要有三个方面：高浓度乳化沥青碎石封层、橡胶改性沥青碎石封层和沥青纤维碎石封层。前两种主要是粘结料问题，我们主要介绍一下沥青纤维碎石封层技术。
3.1沥青纤维碎石封层技术的概念
沥青纤维碎石封层技术是指采用纤维封层施工核心设备，同时洒布两层沥青胶结料和一层玻璃纤维，然后在上面撒布碎石，经碾压后形成新的磨耗层或应力吸收中间层（SAMI）的一种新型路面快速养护技术。
3.2沥青纤维碎石封层技术应用历史
沥青纤维碎石封层技术发源于英国，是普通碎石封层的改进和升级，目前该技术代表性设备由法国SECMAIR公司生产。沥青纤维碎石封层技术凭借其优越的路用性能及广泛的适用性，目前纤维封层技术在国际上已推广应用多年，尤其在法国、英国、美国、澳大利亚等国家已得到普遍的应用。2007年引进我国，并在辽宁省营口公路进行了成功试验，便取得不俗的效果，现已开始大规模应用。
3.3沥青纤维碎石封层技术特点
沥青纤维碎石封层施工中，经过专门工艺破碎切割的玻璃纤维在上下两层均匀洒布的沥青胶结料中呈乱向均匀分布，相互搭接，与沥青混合料形成网络缠绕结构，有效地提高了纤维封层的抗拉、抗剪、抗压和抗冲击强度等综合力学性能。实践表明，沥青纤维碎石封层技术具有良好的应力吸收和分散能力；相对于普通碎石封层，具有高的耐磨性和降噪性能；其致密结构和减少裂缝的能力又使其具有高防水性；两层沥青胶结料和一层玻璃纤维使其具有高稳定性；而且是流水作业，施工快捷。
4.沥青纤维碎石封层路用性能
20世纪90年代，美国德州A&M大学（TexasA&M University）的一项历达15年之久，分布4个不同国家的跟踪性能测试试验，所有测试都使用了各种处理组合方式。一致结果表明，纤维封层能明显改善沥青路面的质量：抗拉强度增大50%以上，抗疲劳性能提高30%以上，抗裂性能提高300%以上。
沥青纤维碎石封层路面取芯效果同普通沥青碎石封层进行对比。使用沥青纤维碎石封层进行应力吸收中间层施工后，整个路面结构极其致密，旧有路面裂缝未出现反射。而采用普通沥青碎石封层施工后，旧有路面裂缝反射到了新的面层。
由以上分析可知，沥青纤维碎石封层技术可以应用在：1）新/旧沥青路面铺设磨耗层，进行预防性养护；2）用作新建路面基层、面层层间粘结应力吸收层；3）各等级公路下封层的施工；4）用作旧水泥路面改造的应力吸收中间层；5）桥面防水粘结层的施工。
5.沥青纤维碎石封层施工
5.1施工机械设备
沥青纤维碎石封层施工核心设备为专用的纤维封层机，与纤维封层技术施工相关所需配套设备如下：30吨以上保温沥青罐车一台、10立方米以上碎石撒布车二台、50型碎石装载机一台、16-25吨轮胎压路机一台、路面清扫工具等其它小型机具。
5.2施工材料准备
原材料选择与检测：原材料选择依据不同封层类型而不同，具体到同一封层类型时，不同结构路面的纤维封层材料用量也各不相同，需要根据路面实际情况由试验确定，详见表3、表4。
表3.3 纤维封层用于旧路面磨耗层施工
|
类型 |
沥青 |
纤维 |
碎石 |
|
规格 |
改性乳化沥青 |
E-玻璃 |
4/6mm；6/10mm；10/14mm |
|
用量 |
1.81～2.72l/m2 |
56.7g/m2 |
依据试验定 |
表3.4 纤维封层用于应力吸收中间层施工
|
类型 |
沥青 |
纤维 |
碎石 |
|
规格 |
改性乳化沥青 |
E-玻璃 |
4/6mm；6/10mm；10/14mm |
|
用量 |
1.81～2.26l/m2 |
85.1～113g/m2 |
依据试验定 |
5.3沥青纤维碎石封层施工工艺
玻璃纤维：纤维封层用玻璃纤维应具有高抗拉性能和高弹性模量，其类型为喷射无捻粗纱型玻璃纤维（卷轴式纤维盘），特克斯数约为2.4g/m。
5.4沥青纤维碎石封层施工过程
先进行试验段施工作业，并根据效果对施工各参数进行调整，直到达到预期效果后，再进行连续长距离的施工。两层沥青胶结料和一层玻璃纤维同时洒布，控制车速3～4.5km/h，最佳车速3.6km/h；碎石撒布车续接跟进纤维封层设备进行碎石撒布，车速与纤维封层设备相匹配，石料撒布应在乳化沥青破乳前施工完毕；然后立即用16以上胶轮压路机跟进碾压2～3遍，碾压初始速度不宜超过2km/h，以后可适当增加，并注意分幅施工的搭接。施工过程采用纤维封层机撒布改性乳化沥青和纤维，采用碎石撒布车撒布碎石，采用胶轮压路机跟进碾压作业。
5.5沥青纤维碎石封层养生
施工碾压完成后，待改性乳化沥青破乳后即可全面开放交通，车辆交通基本不受路面施工影响；但须对来往车辆进行限速，设立标志或派人把守，使过往车辆车速限制在40km/h以下。对于一些散落在路边的骨料，进行及时的清除。对纤维封层设备按保养技术要求马上实施保养维护，包括沥青管路清洗，设备除尘等操作。对用于路面耐磨层预防性养护工程施工，通车一周后再对路面进行一次清扫。
6.结论
沥青纤维碎石封层技术由于其防水、抗滑性能好，预防性养护、延缓反射裂缝效果好，施工方便、造价低等特点，因此它在公路建设和养护中的应用前景非常广阔。所以积极认真地做好沥青纤维碎石封层技术的推广应用工作意义非常重大，应当引起公路工作者尤其是公路养护技术人员的高度重视。
参考文献
[1]王松根，毕玉峰.沥青碎石封层技术的发展及其应用[C].第三届全国公路科技创新高层论坛论文集,2006(10).
[2]高榕,赵乐.浅谈同步碎石封层技术在道路养护中的应用[J].科技信息,2014(4)4.
