國道瀝青路面纖維封層養護技術研究

陳建華

（吉安市公路建設和養護中心吉安分中心，江西吉安 343100）

0 引言

1 纖維瀝青碎石封層作用

1.1 養護加筋

纖維瀝青碎石封層技術的優勢非常明顯，比以往的養護技術更加能夠提高路面的性能，延長使用壽命，防止發生裂縫等病害問題。此外，通過加入纖維的方式，體現出其加筋的效果，而纖維與骨料之間會形成較大的摩擦力，利用瀝青的黏合性效果把應力傳輸給纖維材料，養護施工后，具備較高的黏附作用力，所以穩定性更高。

1.2 延長瀝青路面使用壽命

疲勞破壞主要指的是某個局部位置出現的微小裂縫問題，體現出路面結構的強度和穩定性。對纖維瀝青碎石封層結構進行分析，如果受到不均勻荷載、溫差作用、結構均勻不合格的情況下，容易造成裂縫病害問題的發生。而該材料即使在臨界荷載作用之下，也依然可以保持較高的性能，達到延長使用壽命的效果。

1.3 提升路面防水性

纖維瀝青碎石封層施工材料在制作的過程中，有效避免出現瀝青攪拌和纖維攪拌環節而形成的連續性瀝青纖維薄膜，這是因為內部的瀝青材料具備較高的流動性，可以直接進入細微的裂縫位置上，從而達到致密性的要求，具備較高的防水性。我國南方地區的降雨量較大，空氣濕度高，應用纖維瀝青碎石封層結構的優勢非常明顯，道路積水量減少，通行安全性更高。

1.4 提升路面高溫穩定性

纖維瀝青碎石封層與其他養護技術對比分析，其具備較高的黏聚力與黏稠度，吸附性較高，完全可以滿足正常使用的需要。較之傳統的瀝青碎石封層結構來說，纖維瀝青碎石封層可以大幅提升路面結構的高溫穩定性，完全符合各種惡劣條件的使用需要。

1.5 減少路面反射裂縫

纖維瀝青碎石封層應用到實際中，可以大幅度提升抗變形的能力，還具備較高的抗裂性。在瀝青路面的通行過程中，裂縫比較常見，分布范圍較大，產生的危害和影響也比較大。通過使用纖維瀝青碎石封層技術，具備較高的抗裂縫性能，防止發生嚴重的反射裂縫的問題，對于提升道路交通安全性有重要作用。

2 工程概況

某國道公路項目與省內的多條國道、高速公路連接，是當地重要的公路網絡組成部分，同時還將城市和農村緊密地連接，對于當地經濟發展、文化宣傳、社會交流等產生重要的意義。該項目運營時間超過8年，隨著每年交通通行量的不斷增多，經過相關部門統計分析，其通行量已經達到6000 輛/d。近年來當地的經濟發展速度加快，很多高鐵、高速公路項目開工建設，有大量的運輸車輛不斷駛入，超載的問題極為嚴重，且道路受到降雨、降雪等天氣的持續影響，尤其是連續降雨造成的危害，使得路面出現了較為嚴重的裂縫、坑槽等病害問題，極大地威脅道路交通通行安全性。即使公路管理單位付出較多的人力、財力與物力，也依然無法從根本上解決。但在技術發展之下，公路養護單位積極引入先進技術，采用纖維瀝青同步碎石封層技術進行養護處理，提高路面通行質量水平，達到非常好的效果。

3 玄武纖維瀝青同步碎石封層材料要求

3.1 瀝青黏結料

在此次項目中，使用的瀝青材料為石油瀝青，具體參數見表1。

表1 纖維碎石封層瀝青用量

3.2 纖維

纖維長度尺寸為30～120mm，結合國道項目的病害處理要求，確定采用55mm 的玄武巖纖維。根據工程項目的需要，纖維使用量為60g/m，該參數并不是固定的，結合實際情況可以隨時做出調整。在路面龜裂嚴重的情況下，纖維材料使用量可以適當增加。

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3.3 碎石

分析道路交通通行量，考慮到現場病害問題，選擇使用10～15mm 的輝綠巖。輝綠巖為堿性材料形式，與瀝青材料有較高的黏附性，穩定性良好。碎石的強度性能較高，還具備較高的耐磨性，潔凈度合格，沒有風化的問題。技術人員先后走訪了多個區域，進行輝綠巖的選取，并進行性能的測試，對比各個區域的材料指標參數，以確定最佳的輝綠巖施工材料。在施工前，要對碎石進行預裹覆處理，確保黏附性達到標準要求，具體可見表2 參數。

表2 碎石用量范圍

3.4 施工機械設備

在項目施工中，機械設備既是基礎和根本，也是提高施工質量的關鍵。此次養護施工中，清掃車、瀝青攪拌車、同步碎石封層車、壓路機、裝載機等都是重要施工機械。

4 施工工藝及質量控制

4.1 施工工藝

在項目正式開始施工前，選擇一段200m 長的路段進行試驗。在試驗后，進行各項參數的統計和分析，確定瀝青、纖維以及碎石等材料的使用量，并調整施工方案和工藝。先進行病害處理，然后測量放線，再撒布瀝青、纖維與碎石，最后進行路面清理處理、養護以及后續維護管理，完成整個施工過程。

4.2 施工過程中質量控制要點

4.2.1 原路面病害處理，在項目正式養護前，應對原路面的平整度進行檢查，了解橫坡、高程等情況，及時處理沉陷、坑槽等病害的問題，采取人工聯合清掃車輛的方式及時進行檢查清理處理。

4.2.2 施工放線，確定原路面的中心線，根據需要進行纖維碎石封層中線開展施工，按照中線和寬度開展路面邊線的設置。放線的環節，把繩擋在邊線上，確保路面邊線達到整齊、圓滑性要求。

4.2.3 瀝青、纖維、碎石撒布，在此次施工中，選取的是石油瀝青，溫度為130～150C，碎石撒布開始前應在拌和樓按照3‰的油石比開始預裹覆處理，碎石應達到潔凈度的標準；碎石材料溫度加熱到80～110C，并且拌和時間在10s 以上。在裹覆工作結束后，確保混合料的溫度達到140～160C。撒布施工中，材料的溫度應控制在135～150C，如果溫度低于該標準，容易造成性能下降。

4.2.4 初期碾壓，為了提高碾壓施工的質量水平，確保道路養護的效果，在撒布后立即開始碾壓。此次工程選用兩臺30t 的膠輪壓路機同時進行。在碾壓之前，對輪胎表面進行植物油的涂抹處理，嚴格執行碾壓施工工藝。相鄰設備碾壓重疊1/3 的輪寬，且嚴格控制碾壓的次數。一般來說，碾壓5～6 遍即可，工作人員結合現場的情況及時做出改進和調整。

4.2.5 人工修補，現場施工中，卸料位置嚴格控制，每一車都要卸載到規定部位上，以確保材料的均勻性合格。結合不同病害問題，選取合適的處理措施，及時采取人工找平的方式處理。

4.2.6 清理回收脫落碎石，在進入養護階段后，組織人員聯合清掃車，將路面的散料清理干凈，一般需要清掃3 次以上，以達到施工的要求。

4.2.7 開放交通及初期養護，在開放交通時，應組織專人進行車輛指揮，保持均勻、慢速行駛，通過大型重載車輛的碾壓，進一步提高壓實效果。封層施工之后，進行路面標線的繪制，完成整個施工。在施工結束后，初期養護階段，應及時把脫落的碎石清理干凈，并跟蹤檢測。脫落路段根據封層工藝的標準，進行補充修補處理，達到施工的標準要求。

4.3 施工注意事項

纖維瀝青同步碎石封層對于國道項目的預防性養護有著非常好的效果，完全可以達到使用的標準要求。如果現場存在不合理的材料或者雜土較多時，就會給瀝青路面黏結性造成影響，松散質量問題就此發生。因此，需要杜絕這一問題，提高黏結性，滿足道路交通通行要求。

5 瀝青路面施工質量控制策略

5.1 明確施工質量評價指標

施工中，施工單位應綜合分析工程的具體情況，遵循設計規范和技術標準的要求，確定具體的瀝青路面施工指標和要求，對后續的工程質量和方案制定提供基礎和根本。同時，在瀝青路面的施工階段，應加強對于路面結構的質量檢測，形成完善的報告，并且進行質量評價分析。檢測后指標對比各項設計指標，如果發現有嚴重的偏差，應及時采取措施處理。以集料性能指標進行分析，集料堅固性指標應達到35%～45%，而安全性則應在15%左右。如果不能符合上述要求，需要及時更換集料，以免影響工程的質量。對于瀝青膠結料來說，技術人員根據我國的國家標準和規范要求進行，確保針入度、黏度、性能等符合要求。

5.2 做好材料管理工作

以公路養護施工要求為出發點，加強材料選擇管控，還要落實材料檢測工作，確保每一項材料的性能指標都達到要求。具體來說，材料管理應做好下述幾點工作：第一，合理選擇施工材料。對公路項目的方案、等級、現場環境展開全面調查分析，明確每一項指標和要求，然后結合材料招標結果來簽訂項目采購合同。在合同中，必須明確標注好材料的性能、單次運輸量、交付時間等，確保工程質量合格，也不能存在供應終端的情況。第二，加強材料檢測與控制。在材料采購完成后，進入施工現場需要從數量、規格、驗收報告方面出發及時進行材料檢測，如果材料不全面，則需要拒收施工材料。即使是開始施工后，材料的檢測也非常重要，每項材料投入使用前都要做好檢測工作。在此次項目中，水泥材料的取樣數量為12kg，分別從20 個不同位置進行樣品的選取。同時，在同批次、總量300m以內的砂石中選取12kg 的樣品，分別在頂、中間、底部位置選取。第三，正式攪拌前進行試拌處理，并進行性能參數的檢測，根據實際情況做出調整。第四，加強瀝青材料加入比例的控制，落實各種原材料的稱重檢測與控制。

5.3 提高施工過程質量控制力度

公路瀝青路面養護環節，工程技術人員嚴格執行操作要點和標準，并落實旁站監理工作。在施工現場和設計方案、工藝標準不符時，或者存在違法、違規作業的情況，監理人員及時制止，并上報相關部門，采取必要的處理措施。以該國道項目為例分析，瀝青路面攤鋪、碾壓等環節施工，應做好如下工作：選用2 臺攤鋪機同步進行，組合形成設備工作組開展工作；施工單位根據每日準備材料的數量，確定施工路面的長度；在現場提前放置好墊木，確保熨平板下部達到平整、對齊的效果；攤鋪開始前，需要進行預熱處理，當溫度超過100C 時，可以開展攤鋪施工；在瀝青面層底部攤鋪施工中，速度控制為4m/min，中、表層則為3m/min；定期進行道路的高程、橫坡、縱坡等檢測，及時調整工程偏差；選擇合適的機械設備，加強配置和控制，如初壓施工中，選擇使用2 臺鋼桶壓路機、2 臺振動壓路機進行；加強路面溫度的控制。

6 效益評價

纖維瀝青同步碎石封層較之傳統的碎石同步封層施工，成本略有升高。如傳統工程為13.6 元/m，而纖維瀝青同步碎石封層為20.4 元/m。但是后者的壽命非常長，在后續的運維階段，投入的養護資金也比較少，長遠的經濟效益明顯超過傳統碎石封層技術。與同類型的病害處理方式相比，纖維瀝青同步碎石封層施工技術的操作非常簡單，工期較短，養護成本也比較低，還不會給道路交通造成過大的影響。從這些方面出發，加入纖維材料之后，道路的總體性能得到了很大的提升，尤其是吸油率、韌性方面，延長了使用壽命，所以經濟效益、社會效益極為明顯，綜合利用價值比較高。

7 后期觀測

對于纖維瀝青同步碎石封層項目來說，經過施工后的觀測，發現總體性能良好。具體觀測記錄如下：第一，在施工結束后的一個月，發現路面有一定的碎石脫落的情況，但是這些碎石中，多數都是在施工中存在過量的情況，已及時組織回收和處理，達到路面結構平整度的要求。第二，在施工后的兩個月，路面上的脫落碎石數量比較少，封層結構基本達到穩定性要求，且滲水系數、摩擦系數、構造深度等參數都符合工程的要求。第三，在施工后的六個月，雖然環境溫度比較低，路面有零散的脫落碎石材料，但是并未影響整體材料的性能，道路交通通行質量比較好。較之其他的路段病害來說，封層路段還沒有嚴重的病害問題，整體來說通行狀況良好。

8 結語

綜上所述，國道瀝青路面纖維封層養護技術有著較高的先進性，施工效益比較高。但是目前我國對于該技術的應用還沒有明確的標準和規范要求，未來要進一步改進和完善。從此次工程案例施工效果分析，纖維碎石封層養護施工效果良好，連續觀測的結果也比較滿意，今后還需要加強技術探索和應用，不斷應用到公路養護中，推動我國公路領域的全面發展。