改性乳化瀝青纖維同步碎石封層技術(shù)的應(yīng)用

劉慶華

（新疆公路工程咨詢公司，新疆 烏魯木齊 830000）

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷增長，公路運(yùn)輸承擔(dān)了越來越重要的責(zé)任。公路的質(zhì)量直接關(guān)系到公路的服務(wù)水平。目前，我國大多數(shù)公路進(jìn)入了養(yǎng)護(hù)維修階段，如果公路得不到及時(shí)的養(yǎng)護(hù)和維修，將會(huì)直接影響到行車的安全。在出現(xiàn)早期病害的路段采取合適的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施，能夠起到良好的效果。改性乳化瀝青纖維具有良好的抗滑性能和防水性能，在施工過程中，將纖維通過專門的工藝切割，保證纖維在瀝青混合料中能夠均勻分布，與瀝青混合料相互銜接在一起，形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有較高的彈性和強(qiáng)度，能夠有效分散路面的受力。以下將結(jié)合工程實(shí)例來進(jìn)一步探討改性乳化瀝青纖維同步碎石封層技術(shù)在施工中的應(yīng)用。

1 項(xiàng)目概述

省道221線喀拉巴斯至34道班（K247+000～K268+000段）修建于2002年9月，由原三級(jí)公路升級(jí)改造為二級(jí)公路，期間未進(jìn)行其他改建，至今運(yùn)營11年。路面結(jié)構(gòu)為：4cm瀝青混凝土面層+18cm水泥穩(wěn)定砂礫基層+34cm天然砂礫底基層。路面設(shè)計(jì)使用年限為12年。經(jīng)調(diào)查，本段瀝青路面總體平整狀況和強(qiáng)度較好，主要病害為橫向裂縫、縱向裂縫、修補(bǔ)及橋涵兩側(cè)跳車；裂縫以橫向貫通裂縫居多，其中大部分貫通橫斷面，小橋、明涵兩側(cè)存在修補(bǔ)不平整；局部存在推移及零星松散、坑槽病害。全段大部分橫向裂縫已進(jìn)行了灌縫和貼縫帶處理，其中灌縫處理過的裂縫填縫料松散、脫落，縫寬有發(fā)展，已失去填縫作用；2012年K248+000~K261+000段路面裂縫采取貼縫帶處理后，現(xiàn)在少部分貼縫帶出現(xiàn)脫落或位移現(xiàn)象。

省道221線34道班至塔岔口（K268+000~K293+150段）修建于1999年，由原三級(jí)公路改造為二級(jí)公路，除2011年對(duì)K284+000~K292+420實(shí)施瀝青復(fù)原外，其他路段沒有進(jìn)行改建，至今運(yùn)營13年，路面結(jié)構(gòu)為：6cm瀝青混凝土面層+18cm水泥穩(wěn)定砂礫基層+34（20）cm天然砂礫底基層。路面設(shè)計(jì)使用年限為12年。經(jīng)調(diào)查，本段瀝青路面總體平整狀況和強(qiáng)度較好，局部路段路面翻漿（K280+040~K280+360），一般路段主要病害為橫向裂縫、縱向裂縫、龜裂、松散（剝落）、坑槽及修補(bǔ)；路面裂縫以橫向貫通裂縫居多，松散及路面修補(bǔ)大多位于行車道右側(cè)。由于原勘測(cè)工作在冬季完成（氣溫低、兩側(cè)路肩被冰雪覆蓋），路面病害反映不全面，存在路面強(qiáng)度、裂縫和硬路肩狀況調(diào)查及評(píng)價(jià)差異性；通過春融后補(bǔ)充調(diào)查（檢測(cè)）、對(duì)比，結(jié)論如下：路面橫向裂縫總量不變，其重度裂縫減少了10%；縱向裂縫的硬路肩范圍裂縫有所增加，原調(diào)查重度裂縫減少，有些輕度裂縫消失，計(jì)算總量與原調(diào)查結(jié)果基本吻合。

K280+040~K280+360段路面回彈彎沉值較大，K280+000~K280+500回彈彎沉代表值為175.6（0.01mm）；K280+131~K280+140和K280+265~K280+280左半幅路基路面已翻漿，未翻漿路段路面沉陷大（約50mm）。K287+160~K288+160、K292+000~K292+500段路面裂縫多，剝落坑槽嚴(yán)重、其中K292+000~K292+500段路面回彈彎沉較大，彎沉代表值為83.9（0.01mm）。經(jīng)挖探K268+740~K291+650段路面中線左右側(cè)約4.75m外路面結(jié)構(gòu)（硬路肩）與行車道不同，瀝青面層厚度僅為2cm，基層為級(jí)配礫石，其交界面與行車道交界面結(jié)構(gòu)層明顯不同，在中線左右側(cè)4.7~4.8m處分別呈現(xiàn)一條貫通的路面縱向裂縫（縫寬3~5mm）。全段大部分橫向裂縫進(jìn)行了灌縫和貼縫帶處理，其中灌縫處理過的填縫料松散、脫落且縫寬有發(fā)展，大部分已失去填縫作用。2011年K269+000~K283+000段路面裂縫貼縫帶處理12 556m，少部分貼縫帶出現(xiàn)脫落或位移現(xiàn)象。K284+000~K293+420段為2011年實(shí)施瀝青復(fù)原劑段落，從路面破損檢測(cè)指標(biāo)調(diào)查評(píng)價(jià)，此段與K268+000~K284+000段路面破損狀況沒有明顯差異。

2 局部病害處治方法

（1）路面縱橫向裂縫處治

對(duì)于縫寬3~5mm的裂縫不做處理；對(duì)于5~10mm的裂縫，開槽（切縫寬度約10~15mm，深度20mm）并清縫后，填充灌封劑；對(duì)于大于10mm的裂縫，用高壓風(fēng)槍清理縫隙后，灌填縫劑。灌縫填充材料應(yīng)填充飽滿密實(shí)、與原路面平齊；灌縫材料與路面黏結(jié)牢固，無脫開；裂縫處不滲水。

（2）路面修補(bǔ)不平整（車轍）及涵洞兩側(cè)錯(cuò)臺(tái)的處治

對(duì)于高出原路面部分（包括車轍），采取銑刨處理，需控制銑刨位置、深度及平整度；對(duì)于路面不平整且低于原路面部分，撒布黏層油，采用砂粒式瀝青混凝土找補(bǔ)并人工整平，壓路機(jī)碾壓。

（3）路面松散、坑槽及剝落的處治

銑刨松散層1~2cm，清理干凈后采用砂粒式瀝青混凝土找平。而針對(duì)嚴(yán)重龜裂，采取挖除瀝青面層及基層的方式，用4.5%水泥穩(wěn)定砂礫找補(bǔ)基層，壓實(shí)后灑布熱瀝青，重鋪瀝青混凝土面層。

3 改性瀝青纖維碎石封層技術(shù)

路面采用改性乳化瀝青纖維碎石封層進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)后，使原路面具備了足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。原路面的裂縫、坑槽、車轍等病害事先處理后，加鋪改性乳化瀝青纖維碎石封層才能延長原路面的使用壽命。因此在對(duì)路面的病害進(jìn)行相應(yīng)處理后，加鋪改性乳化瀝青纖維碎石封層，作為預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施。

3.1 施工準(zhǔn)備

施工前纖維封層設(shè)備一臺(tái)；與纖維封層技術(shù)施工配套的設(shè)備有25m3保溫改性乳化瀝青罐車一臺(tái)、碎石撒布機(jī)兩臺(tái)、膠輪壓路機(jī)26t兩臺(tái)、路面清刷機(jī)兩臺(tái)，若干小型機(jī)具。

3.2 原材料選擇

（1）乳化改性瀝青選用陽離子型聚合物改性乳化瀝青，改性劑劑量通常不少于3%，當(dāng)天生產(chǎn)后能在第二天使用完成時(shí)可選用1d的試驗(yàn)。乳化瀝青黏度以恩格拉黏度為準(zhǔn)，改性乳化瀝青灑布溫度宜控制在50~70℃之間。可作為纖維封層結(jié)合料的瀝青包括SBS，SBR等各種改性乳化瀝青，通過室內(nèi)相關(guān)試驗(yàn)確定改性乳化瀝青的改性劑品種和改性劑劑量；瀝青用量在1.8~2.2kg/m2之間。

（2）纖維選用噴射無捻粗紗型玻璃纖維。軸式纖維盤的纖維平均用量為50~120g/m2，具體用量需通過室內(nèi)相關(guān)試驗(yàn)予以確定。纖維長度為30mm，60mm，120mm，具體用量需通過室內(nèi)試驗(yàn)予以確定，在未進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)時(shí)，通常選用長度為60mm的纖維。纖維物理性能要求：可燃物含量為1.35%，含水率為0.1%，線密度為2400tex，纖維直徑為13um。碎石應(yīng)選擇堅(jiān)硬、粗糙、耐磨、潔凈的集料，宜選用規(guī)格5~10mm，并嚴(yán)格控制粉塵含量（小于0.075mm，含量比例不大于1%）。

3.3 纖維封層施工

施工時(shí)選用滿足技術(shù)要求的乳化瀝青，噴灑前應(yīng)用強(qiáng)力清刷機(jī)清掃路面，表面無灰塵即可，具體檢測(cè)方法采用目測(cè)法，即采用空壓機(jī)吹原路表面未見粉塵。用法國賽格瑪纖維封層設(shè)備噴灑改性乳化瀝青第一層，同步噴灑纖維和第二層改性乳化瀝青，應(yīng)保證灑布均勻，起步和終止時(shí)必須采取措施，避免噴灑過量或過少。要調(diào)整好橫向搭接處的寬度，避免搭接處噴灑過多或漏灑，控制車速在3~4.5km/h，最佳車速為3.6km/h。

3.4 撒布碎石

碎石撒布車緊跟纖維封層車，邊倒車邊撒布碎石，車速與纖維封層車廂配合，車速不宜過快，撒布不到位的區(qū)域應(yīng)及時(shí)處理，確保撒布均勻。碎石撒布全部在改性乳化瀝青破乳之前完成。

3.5 碾壓

碎石撒布后，應(yīng)立即用輪胎壓路機(jī)跟進(jìn)作業(yè)，碾壓2~3遍，初壓不宜超過2km/h，碾壓速度宜控制在2.5km/h左右，壓路機(jī)重量不宜過重，以免將碎石壓碎降低封層表面的抗滑性能。經(jīng)穩(wěn)壓后的碎石顆粒侵入深度為顆粒粒徑的1/2為宜。分幅進(jìn)行施工時(shí)，應(yīng)做好搭接縫的處理。兩幅搭接處第一幅暫留5~10cm寬度不撒骨料，養(yǎng)生后的厚度為8~10mm。

對(duì)施工完畢的路段封道1~2h，待乳化瀝青完全破乳后方可開放交通，且剛開始通車時(shí)嚴(yán)格限制載重車輛通行，控制其他車輛限速通行。通車一周后對(duì)路面進(jìn)行一次清掃，可進(jìn)行臨時(shí)性冷標(biāo)線處理，劃分車道，確保交通安全。

4 結(jié)語

針對(duì)某道路存在的病害，提出了可行性的處理方案，并采取改性乳化瀝青纖維同步碎石封層技術(shù)進(jìn)行處理。工程實(shí)踐表明，纖維封層能夠提高路面抗剪、抗拉、抗沖擊等性能，有效延長道路使用壽命，可有效地推廣應(yīng)用到同類工程當(dāng)中。

[1] 馬沉重.改性乳化瀝青纖維同步碎石封層技術(shù)的應(yīng)用[J].筑路機(jī)械與施工機(jī)械化，2010（9）：51-53.

[2] 任煒.改性乳化瀝青纖維同步碎石封層技術(shù)探討[J].中國公路，2013（10）：120-121.

[3] 秦利萍，劉志前，張茂峰，等.改性乳化瀝青稀漿封層在壇百高速公路中的應(yīng)用[J].交通科技與經(jīng)濟(jì)，2009（1）：20-21.