淺談碳纖維發(fā)熱土工格柵瀝青路面試驗(yàn)路施工工藝

肖元倫

(貴州高速公路開發(fā)總公司)

碳纖維發(fā)熱土工格柵瀝青路面，實(shí)施地點(diǎn):蘭海高速(貴州省境內(nèi)，貴陽至遵義段)K1305+950～K1306+000上行。工作原理:通過埋在瀝青混凝土路面面層里的導(dǎo)電發(fā)熱土工格柵，通電發(fā)熱，將熱量傳遞至路面，提升路面溫度，防止路面在凝冰季節(jié)結(jié)冰。

1 鋪設(shè)前路面的處理

(1)在50 m長的原路面上銑刨40 mm厚度的瀝青面層。

(2)徹底清掃干凈混凝土層面上的封層雜料、水漬、污泥、油脂等，待風(fēng)干表面層后，對(duì)局部不平路面之處用瀝青沙找平。

(3)第一次對(duì)全路段進(jìn)行噴灑粘層油后(粘層油量為0.3 kg/m2)待完全破乳干燥后鋪設(shè)發(fā)熱格柵。

(4)先鋪設(shè)寬7.5 m長50 m路面上的碳纖維發(fā)熱土工格柵，再鋪設(shè)40 mm厚度的瀝青面層，分左右兩幅施工，每幅長50 m，寬3.75 m。

2 發(fā)熱格柵的鋪設(shè)與固定

(1)用人工鋪設(shè)碳纖維發(fā)熱土工格柵。土工格柵每卷長10 m，寬3.75 m，產(chǎn)品的紙筒一端有紅色標(biāo)記的為格柵的控制線端，在開始鋪設(shè)之前，應(yīng)選擇發(fā)熱線面向下，確定上述標(biāo)記紅顏色的一端向公路邊沿一方，以方便接電源線而不致鋪錯(cuò)。格柵鋪設(shè)時(shí)，應(yīng)保持其平整、拉緊，不得起皺，使格柵具備有效的張力，鋪完，并用瀝青沙找平之后再用干凈的鋼輪滾壓1遍。注意施工人員不要踩踏線纜接頭處。

(2)發(fā)熱格柵不帶自粘膠要采用鋼釘固定法，固定所需材料為:①50×50×0.3 mm的固定鐵皮，要求平整不翹角，周邊宜倒角處理。②采用2英寸(1英寸=2.54 cm)鋼釘。

(3)先將一卷發(fā)熱格柵打開，發(fā)熱線這面向下，紅色標(biāo)記的一端對(duì)向路邊，在開始端約20 cm處用固定鐵皮和鋼釘固定在已灑布粘層瀝青的下層結(jié)構(gòu)上，鋼釘可用錘擊或射釘射入;再將格柵縱向拉緊與第二段格柵搭接，并分段固定，每段搭接長度為20 cm。鋼釘位置設(shè)于接縫處，要求格柵拉緊時(shí)格柵縱橫向均處于挺直張緊狀態(tài)，拉伸要求其伸長率為0.1%。

(4)格柵搭接的縱向搭接，兩幅搭接寬度為20 cm，縱向搭接應(yīng)根據(jù)瀝青攤鋪方向?qū)⒌谝环糜诤笠环稀９潭〞r(shí)不能將鋼釘釘于格柵和纜線上，不能用錘子直接敲擊格柵、纜線、智能筋和探測線，固定后如發(fā)現(xiàn)鋼釘斷裂或鐵皮松動(dòng)，則需重新固定。

(5)發(fā)熱格柵鋪設(shè)固定完畢后，采用瀝青沙在格柵上找平后再噴灑粘層油，油用量為0.5 kg/m2后，須用膠輥滾壓穩(wěn)定，使格柵與原路的表面粘結(jié)牢固。

(6)第二次灑布粘層油后，在粘層油上灑石屑，灑布量為4 m3/100 m2。壓路機(jī)緊隨其后進(jìn)行碾壓，其效果較好，即達(dá)到保護(hù)發(fā)熱電纜、智能筋和溫控器探頭的目的，又使格柵不易起波浪和在攤鋪瀝青過程中出現(xiàn)車輪打滑的現(xiàn)象。最后進(jìn)行瀝青混凝土拌和料的鋪攤，鋪攤溫度130～160℃(冬天溫度要根據(jù)實(shí)際環(huán)境確定)，磏壓溫度110～140℃。

(7)施工質(zhì)量的好壞對(duì)今后路面和發(fā)熱格柵的使用效果有著很大影響。因此，加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)督、提高施工人員技術(shù)水平，不出現(xiàn)損壞發(fā)熱格柵，顯得尤為重要。

3 配電說明、注意事項(xiàng)和雙方結(jié)點(diǎn)

(1)最大總功率:154 kW，最小總功率:120 kW;電壓:220 V。

(2)溫度控制系統(tǒng):由于每年融雪化冰使用時(shí)間在30 d之內(nèi)，連續(xù)使用時(shí)間在3 d左右，采用人工開機(jī)/關(guān)機(jī)啟動(dòng)方式。

(3)在室外為 -50℃時(shí)，最大風(fēng)速3.3～14.6 m/s時(shí)，能使路面保持在20℃以上。

(4)發(fā)熱土工格柵，防水、防漏電，耐800～1 800℃高溫，耐水泥瀝青腐蝕，耐壓、傳熱快、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、長壽命、便于施工。

(5)格柵每卷長10 m，寬3.75 m，外有發(fā)熱引出線100根/卷，試驗(yàn)段左右幅各有500根外接發(fā)熱電纜線頭引出到公路邊的電纜溝中。

(6)配電技術(shù)說明:控制柜放在公路一側(cè)，內(nèi)設(shè)2組溫度控制器，組溫度控制器有10個(gè)單元，每個(gè)單元上有50根發(fā)熱線，電壓220 V。

(7)在控制房間內(nèi)設(shè)控制柜一個(gè)，2組溫度控制器放在室內(nèi)控制柜內(nèi)，每組控制5個(gè)單元發(fā)熱格柵路面。

(8)在50 m端頭的水泥層中要預(yù)埋一根直徑150 mm長8 m的電纜線鋼管，用于公路另一幅(中間)路面發(fā)熱控制電纜線的引出管。

(9)恒溫控制系統(tǒng)，自動(dòng)恒溫控制系統(tǒng)技術(shù)性能達(dá)到±10℃;智能筋用于測試路面的溫度、受力應(yīng)變和路面裂紋，可用于該路段運(yùn)行中的健康檢查和健康監(jiān)測。

(10)熱電偶溫度探頭10個(gè);智能筋2根(2×20 m)。

(11)由控制柜輸出的電纜線與發(fā)熱土工格柵的搭接線頭要便于安裝、維護(hù)、安全，必須將電纜線鋪設(shè)在電纜溝中。將智能筋接線插頭接入控制柜內(nèi)。

4 結(jié)語

云貴川高原潮濕路面凝冰(暗冰)防治技術(shù)研究碳纖維發(fā)熱土工格柵項(xiàng)目雖然已經(jīng)完工，但從養(yǎng)護(hù)維修的角度看，抗凝冰課題新型材料施工后期的維護(hù)是一個(gè)值得我們深思的問題。

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［1］公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范(JTG H10-2009)［S］.

［2］公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范(JTG F40-2004)［S］.