玄武巖纖維瀝青碎石封層在預防性養護中的應用

杜振宇

甘肅省蘭州公路局中川公路段 甘肅蘭州 730000

1 原材料選擇

玄武巖纖維封層施工材料的選擇根據不同原路面表面采用不同的纖維和瀝青用量而不同，具體用量根據路面實際情況而定。

1.1 乳化瀝青

乳化瀝青只有具有足夠的粘結性能，才能保證骨料與原路面，骨料與骨料之間的粘結；在封層沒有成型前，乳化瀝青必須有一定的流動性，以確保在膠輪的壓實作用下有足夠的爬升能力，只有這樣才能確保玄武巖纖維瀝青碎石封層的質量[1]。

1.2 玄武巖纖維

玄武巖纖維為玄武巖高溫融化后拉絲切割成型的纖維材料，與上面層所采用的玄武巖碎石為同種材料，具有很好的結合性。玄武巖纖維的用量根據試驗研究采用，玄武巖纖維現場實際將纖維切割成 60mm。

1.3 玄武巖碎石

碎石采用玄武巖纖維碎石，級別為：3mm-5mm。

2 玄武巖纖維碎石封層的優點

2.1 應力吸收和分散能力較好

鑒于纖維封層具有獨特的致密網絡纏繞結構，以及纖維材料本身具有高抗拉伸強度和高彈性模量值的特性，使纖維封層除了具有抗壓、抗拉、抗剪、抗沖擊強度等特性，還具有很強的張力和彈力，進而加強了纖維封層對外界應力時，具有超強的分散和吸收能力[2]。

2.2 高耐磨性

在纖維封層施工中，所使用的碎石一般采用玄武巖，玄武巖本身就具有耐磨損的性質，而將碎石緊密的與纖維和瀝青結合在一起，形成一種緊緊裹縛在一起的網狀結構，其結構也是一個嵌鎖型的復合力學體系，能夠有效防治骨料脫落和滑移的現象，從而提高公路路面的耐磨性。

2.3 高防水性

路面的養護工作中，最大的“敵人”就是水。由于纖維封層中的纖維和瀝青結合起來，具有很強的吸附作用，對于路面形成一層高密度保護膜，對路面起到有效防水的作用。

2.4 高穩定性

纖維封層的致密網絡纏繞結構，具有兩層瀝青進行裹縛，提高了纖維封層的密閉性，加之結構中的纖維起到加筋和橋接的作用，使兩層瀝青結合料更具有極強的吸附能力，具有的粘附力還能有效阻止瀝青流動。

2.5 施工快捷性

由于纖維封層的施工便捷，所以在公路養護工程中，能夠縮短工期，加快了養護施工的速度，能夠提早恢復交通運行，這正是道路養護技術先進性的體現。

3 施工

3.1 施工準備

（1）原路面的先期處理。首先，對原路面存在的裂縫、擁包以及車轍銑刨上面層后回填瀝青混合料；對坑槽進行開挖換填，對玄武巖碎石進行清洗并曬干；最后，在施工前要對路面進行徹底清掃，確保路面無塵土、雜物。

（2）乳化瀝青灑布量。如果乳化瀝青灑布過多，在行車碾壓過程中，瀝青會從石料的空隙中溢出，導致路面泛油，摩擦系數降低，尤其在潮濕的天氣里； 相反，則不能將骨料固定住，會出現掉粒、松散等病害，因此合適的灑布量很重要。

3.2 試驗段

先在一段路面上進行一次試驗路施工作業，并根據效果對乳化瀝青噴灑量、纖維灑布量、碎石灑布量及碎石撒布速度等參數進行調整，直到達到預期效果后，再進行連續長距離的施工。

3.3 同步灑布乳化瀝青和玄武巖纖維

纖維封層設備1臺，同時進行2層瀝青和1層玄武巖纖維的撤布施工，均勻撒布在第一層瀝青上，同時灑布第2層瀝青，乳化瀝青適宜溫度為60℃，通過試驗段研究調整，確定乳化瀝青用量宜采用1.7kg/m 、玄武巖纖維用量宜采用70g/m；封層設備車速應控制在3-4.5km/h，最佳車速為3.6km/h。

3.4 撒布碎石

碎石撤布車續接跟進纖維封層設備進行碎石撒布，碎石撒布車撒布寬度調整到與瀝青幅寬相同，可在0.26 ～3.75m之間調整，車速與纖維封層設備相匹配。根據試驗段研究調整，確定合理碎石撒布用量為15.3kg/m 。纖維封層的集料如果覆蓋率過低，瀝青將老化加劇、路面泛油； 相反則導致石料脫落、材料浪費。

3.5 局部處理

每車料起點、終點縱向裂縫處視具體情況進行人工處理，過厚或過薄地區進行人工找平，所有這些工作應盡量在最短時間內完成，石料撒布應在瀝青破乳前施工完畢。

3.6 碾壓

撒布一段碎石，應立即用20t膠輪壓路機跟進碾壓作業，碾壓2-3遍，碾壓初始速度不宜超過2km/h，以后可適當增加。經穩壓后的碎石侵入深度為粒徑的1/2為宜。

3.7 初期養護與開放交通

在乳化瀝青撒布、破乳及初步碾壓后，此時，由于瀝青結合料與碎石之間的粘結強度還未達到一定要求，故不可開放交通，一般4h后方可開放交通，設立標志或派人把守，使過往車輛車速限制在40km/h以內，防止快速行車造成碎石松動移位、飛濺剝離。在開放交通后，纖維封層需要經過自然行車的長期碾壓，粘結強度不斷增長，最終形成穩定的薄層結構。

4 質量評價和驗收

封層的質量驗收指標包括外觀質量、厚度、平整度、寬度、石料剝落、構造深度、摩擦系數擺值、滲水系數等。

5 結語

玄武巖纖維碎石封層是一種預防性養護，它在施工中同時分撒瀝青粘結料和纖維，然后將碎石均勻撒布在路面上，經過碾壓之后形成新的磨耗層。其結構是瀝青、纖維、碎石的相結合，利用物料相互作用而形成一種致密的纖維封層。因此，造就了纖維封層具有抗拉、抗壓、抗剪以及抗沖擊強度的特性，給路面形成一層致密的保護膜，預防路面遇高溫泛油、路基受水滲透二破壞的現象，從而達到保護路面的效果，延長道路的使用壽命。具有養護成本低，養護效果好等優點，其作為瀝青公路的預防性養護技術將越來越受到重視。