纖維改性稀漿封層在路面養護中的應用

張 君

(山西省公路局晉中分局，山西 晉中 030600)

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纖維改性稀漿封層在路面養護中的應用

張 君

(山西省公路局晉中分局，山西 晉中 030600)

介紹了纖維稀漿封層的機理，從施工準備、混合料拌合、攤鋪、施工接縫等方面，闡述了纖維改性稀漿封層在路面養護中的應用，指出纖維改性稀漿封層技術提高了封層的整體性與抗裂性，延長了道路的使用壽命。

公路，稀漿封層技術，質量控制，預防性養護

預防性養護技術和理念是未來公路養護業發展的方向，纖維改性稀漿封層技術為新型的預防性養護技術之一。使用纖維改性稀漿封層技術進行路面養護，可有效降低公路養護成本，提高路面使用效益。

纖維改性稀漿封層是在國際上具有領先水平的預防性養護技術，良好的應力吸收和分散能力，超強的防水功能，能有效抑制反射裂縫，提高路面耐磨性，高溫穩定性好。在我國進行該技術的推廣和應用，將使公路養護模式由傳統的被動應急養護方式向預防性、周期性的養護方式進行轉變，極大的改善路面路況，延緩路面損壞速率，有效降低公路養護成本，顯著提高社會效益。

1 概述

稀漿封層技術是以乳化瀝青為結合料，將同級配礦料、填料、水和添加劑等按一定比例拌合形成的稀漿混合料，并及時均勻攤鋪到路面上。在其中加入一定量的纖維，形成的纖維改性稀漿封層料可有效改善稀漿封層的整體性能。

纖維改性稀漿封層是在原有的稀漿封層技術的基礎上，通過對設備進行改裝，吸收纖維封層和纖維瀝青混凝土的理念形成的一種新的材料組合。

纖維改性稀漿封層技術就是用專用的設備，在稀漿混合料中摻加一定量的纖維，大大提高鋪筑的稀漿封層路用性能。在稀漿混合料中加入纖維相當于混合料的“加筋”，使得混合料成為復合材料，可有效擴大稀漿封層的應用范圍，發揮更大的作用，為市政工程路面養護增添一種科學的工藝和手段。

纖維改性稀漿封層技術是于2007年3月由遼寧省公路管理局立項，由沈陽五洲公路養護有限公司進行全面的系統研究應用的新型養護技術，于2008年在遼寧省多條公路上進行應用，取得了巨大成果。

纖維改性稀漿封層具有良好的應用吸收分散能力，防水性能優越，能有效防止反射裂縫。適用于作為路面的下封層、面層層間應力吸收層，還可用于舊瀝青路面鋪設磨耗層。在我國，主要將其應用于市政路面的預防性養護，可有效恢復路面使用性能，延長路面使用壽命。

2 纖維稀漿封層的機理

在纖維改性稀漿封層結構中，纖維分散在瀝青膠結料中，形成了一種以纖維為基質，瀝青膠結料為基體的復合材料。

在該結構中，纖維的直徑一般小于20 μm，每克纖維的表面積達數平方米以上，具有很大的比表面積。將數量很大的纖維分散到瀝青中，巨大的表面積成為瀝青浸潤的界面。在此界面上，瀝青呈單分子狀態排列在纖維表面，形成一定厚度的界面層。瀝青中的酸性樹脂組分與纖維表面產生吸附、浸潤和化學鍵作用，形成了結合力牢固的“結構瀝青”。

在該結構中，結構瀝青比界面層外自由瀝青的粘度大，溫度敏感性好。在集料表面，纖維及結構瀝青形成良好的裹覆(如圖1所示)，使得集料表面瀝青膜厚度增大(如圖2所示)，將水對瀝青膠漿的侵蝕明顯降低，提升混合料抵抗自然環境破壞的能力。在混合料中，纖維的加入使得瀝青用量增加，瀝青膜厚度較常規密級配混合料增加了65%～113%，瀝青飽和度顯著增加，有效減緩瀝青老化速率，較長時間的維持其粘彈性，改善混合料高低溫性能。

在該結構中，直徑很小的纖維在瀝青中隨機分布，起到“加筋”的效果，形成縱橫交錯的纖維空間網絡，使得混合料內結構瀝青的比例大大增加，自由瀝青數量有效減少，顯著改善稀漿封層的整體結構。研究表明，通過使用該技術，可降低25%～40%的路面全壽命周期使用成本。

在某工程中應用纖維改性稀漿封層進行路面養護后的數據表明，與普通稀漿封層相比，纖維改性稀漿封層的抗車轍性能提高60%以上，抗剪切性能提高35%，粘結性能及抗水損害性能提高33%。可以看出，各路用性能指標明顯提高。

3 施工中的質量控制

纖維改性稀漿封層施工工藝與普通稀漿封層施工基本相同，從裝料、配比、拌合、攤鋪始終在常溫條件下進行，乳化瀝青和砂石料都不需加熱，可顯著降低有害物質排放。區別在于在攤鋪機上添加纖維機具，應確保纖維按設計的長度和用量均勻的加入混合料中拌合，在混合料中能均勻分散。

1)施工準備。主要進行以下措施：封閉交通，設置好安全導帽、指示牌、限速牌等交通標志。

處理原路面病害，清除原路面上的泥塊、塵土及松散粒料等雜物，可使用高壓清水進行清理，但不得有積水。

當氣溫和地面溫度較高時，應預先在原路上灑水，路面濕潤后應立即施工，以延緩混合料破乳時間。

對原材料各性能指標復核，檢驗合格后，方可使用。存儲中應分批備料和堆放，不得混雜堆放，以保證混合料的合理級配。

2)混合料拌合。施工時，采用封層車(見圖3)進行現場拌合。封層車應具有自動計量功能，以確保乳化瀝青、水、礦料、纖維(見圖4)等按設計比例進行混合，定期對稀漿封層攤鋪機進行計量標定。

在混合料設計中，合理確定纖維用量是關鍵。應綜合考慮纖維與瀝青的經濟用量所起到的效果和路用性能，并考慮施工和易性，應采用濕輪磨耗與負荷車輪法綜合確定。當纖維用量過高時，和易性會減弱，施工不方便。當過低時，磨耗值增大，應合理確定最終纖維用量。一般將纖維用量控制在2%～3%，瀝青用量控制在10%～13%。

在拌合中，做好混合料和易性控制。根據現場氣溫、乳化瀝青固含量及礦料含水量等的變化，應及時調整混合料配合。稀漿混合料破乳快，必須控制好拌合中的混合料稠度，以確保混合料拌合均勻與施工和易性。

施工期內的日平均氣溫應大于10 ℃，嚴禁在雨天施工。保證稀漿混合料的和易性，并進行施工。

3)混合料攤鋪。根據路面寬度和攤鋪寬度確定攤鋪幅數，并按行車方向開始攤鋪(如圖5所示)。開始攤鋪時，混合料淌入攤鋪槽，當攤鋪槽內有1/3的混合料時，鋪攤機啟動。

施工前，打開封層車的導向標尺，以便引導封層車的前進方向，保證封層線形勻稱、順直。封層車應勻速行駛，速度控制在20 m/min左右。行駛線形要順直、勻稱，以確保攤鋪厚度一致(如圖6所示)。對出現的薄厚不均的現象應及時進行調整處理。

鋪攤過程中，禁止無故停車。當拌合箱、攤鋪槽內混合料全部攤完后，即停止前進，及時清理攤鋪槽，以確保攤鋪槽清潔。

設置專人查找和處理存在的質量問題，對存在的問題應立即進行修復、處理。對發現的光面，應使用笤帚或耙子人工處理，以提高封層表面的粗糙度。

4)施工接縫。采用對接法進行兩幅的接縫處理，使攤鋪槽的槽角全部壓在另一幅的邊上，應確保沒有任何重疊和空隙，保證接縫及線形順直。對出現的重疊，應對重疊部分進行清除、刮平。

對橫向接縫也采用對接法，保證對接處同一高度，防止跳車現象發生。

接縫處的稀漿應在破乳時迅速使用笤帚清掃，以防止產生連續油膜帶。

對接縫不良部位要進行人工處理，對出現的局部劃痕應人工順路斜拉消除。

5)養護后開放交通。鋪攤后進行初期養護，應禁止一切車輛和行人通行。待車輛在上面行駛無明顯輪跡時，即可開放交通。

開放交通后的1 h～2 h內，嚴禁重載車輛駛入，通行車輛應勻速緩慢行駛，嚴禁急剎車。

4 結語

纖維改性稀漿封層技術是原有稀漿封層技術的發展。在加入一定比例的纖維后，在確保原有稀漿封層各項技術指標的基礎上，顯著改善封層質量，有效提高封層的整體性、抗裂性，延長使用壽命，且施工工藝簡單，不增加過多施工環節。

將纖維改性稀漿封層應用于市政路面的預防性養護，為大量使用稀漿封層工藝注入新的活力。在我國路面預防性養護中進行推廣和應用，具有良好的經濟效益和社會效益。

[1] 祖熙宇.纖維改性稀漿封層技術在公路養護上的應用研究[J].北方交通，2008(3)：45-46.

[2] 王桂峰.纖維稀漿封層在養護工程中的應用[J].交通科技，2012(S1)：81-83.

[3] 殷 友.市政工程中纖維改性稀漿封層技術的運用[J].科學與財富，2012(8)：152-154.

The application of fiber modified slurry seal in pavement maintenance

Zhang Jun

(Jinzhong Branch, Shanxi Highway Bureau, Jinzhong 030600, China)

This paper introduced the mechanism of fiber slurry seal, from the construction preparation, mixture mixing, paving, construction joint and other aspects, elaborated the application of fiber modified slurry seal in pavement maintenance, pointed out that the fiber modified slurry seal technology improved the integrity and crack resistance of seal, extended the road service life.

highway, slurry seal technology, quality control, prevention maintenance

1009-6825(2016)34-0141-02

2016-09-24

張 君(1973- )，女，工程師

U418

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