公路工程中瀝青纖維碎石封層施工技術(shù)研究

李建林

（張家口市張北縣交通運(yùn)輸局公路應(yīng)急保障中心，河北 張北 076450）

1 引言

公路面層大多數(shù)采用瀝青混凝土材料，與其他類型的路面材料相比，瀝青路面具有平整度高、抗滑性好、使用壽命長等特點(diǎn)[1]。然而，隨著外界行車荷載以及氣候環(huán)境的不斷變化，當(dāng)公路運(yùn)營一段時(shí)間后，瀝青路面難免會(huì)存在一些病害問題，不僅影響公路的正常運(yùn)營，還會(huì)伴隨交通行車危險(xiǎn)，因此，需進(jìn)行必要的路面養(yǎng)護(hù)處理。本文提出一種瀝青纖維碎石封層瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)，并結(jié)合實(shí)際工程對(duì)其施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)研究。

2 工程概況

某公路建設(shè)項(xiàng)目已投入運(yùn)營一段時(shí)間，該公路全線長為67.650 km，設(shè)計(jì)行車速度為80 km/h，雙向六車道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，且路基寬度為27.5 m。由于該公路交通流量較大，通過對(duì)公路全線排查，發(fā)現(xiàn)瀝青路面已存在多處破損現(xiàn)象，裂縫、車轍、坑槽等病害較為嚴(yán)重，雨季過后瀝青路面容易產(chǎn)生積水現(xiàn)象，不僅降低了公路運(yùn)營的安全性，還影響公路整體美觀。基于上述問題，運(yùn)營單位擬決定進(jìn)行瀝青路面養(yǎng)護(hù)處理，為提高瀝青路面養(yǎng)護(hù)維修質(zhì)量，選用瀝青纖維碎石封層技術(shù)進(jìn)行施作。

3 瀝青纖維碎石封層施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 原材料設(shè)計(jì)

3.1.1 乳化瀝青

瀝青纖維碎石封層施工應(yīng)用中，主要采用的是乳化瀝青膠結(jié)料，根據(jù)乳化瀝青良好的黏結(jié)性和流動(dòng)性，可有效提高封層內(nèi)部碎石之間的黏附效果，進(jìn)而確保封層整體施工質(zhì)量[2]。本項(xiàng)目采用SBS改性陽離子乳化瀝青，通過室內(nèi)試驗(yàn)確定其主要性能參數(shù)（見表1）。

3.1.2 碎石

瀝青纖維碎石封層中摻加碎石的主要作用為抵御行車荷載磨耗，因此，碎石材料的選取應(yīng)重點(diǎn)考慮，盡量選擇堅(jiān)硬度、紋理度較好的碎石[3]。本項(xiàng)目采用的碎石為玄武巖，通過室內(nèi)水洗篩分后確定其規(guī)格在4~8 mm，以加強(qiáng)排水、抗滑效果，同時(shí)碎石的覆蓋率應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，其灑布量選定在7~9 kg/m2，通過室內(nèi)試驗(yàn)確定其主要技術(shù)指標(biāo)（見表2）。

表1 乳化瀝青性能參數(shù)技術(shù)指標(biāo)

表2 玄武巖碎石技術(shù)指標(biāo)

3.1.3 纖維

為提高與玄武巖碎石之間的結(jié)合效果，本項(xiàng)目選擇采用同等材質(zhì)的纖維材料，即玄武巖纖維（見圖1），其工程特性與玻璃纖維相似，絕緣性好且耐酸堿作用，在高溫條件下穩(wěn)定性高。玄武巖纖維主要技術(shù)指標(biāo)見表3。

圖1 玄武巖纖維實(shí)圖

表3 玄武巖短切纖維技術(shù)指標(biāo)

3.2 施工準(zhǔn)備

3.2.1 路面病害處治

由于原瀝青路面存在較多病害問題，在瀝青纖維碎石封層施工前需對(duì)原路面病害進(jìn)行處治，為封層施工奠定基礎(chǔ)和條件。針對(duì)路面裂縫問題，可采用灌縫工藝進(jìn)行處理，首先，利用壓縮空氣法將裂縫內(nèi)的雜物進(jìn)行清除，再對(duì)裂縫進(jìn)行干燥處理。然后，將加熱后的混合料灌入裂縫中。針對(duì)路面沉陷問題，先對(duì)病害部分進(jìn)行銑刨，清理完槽內(nèi)雜物后再噴灑熱瀝青。

3.2.2 材料、設(shè)備準(zhǔn)備

瀝青纖維碎石封層施工前，提前將封層設(shè)備、清掃機(jī)、壓路機(jī)、碎石撒布機(jī)等各項(xiàng)設(shè)備提前準(zhǔn)備并調(diào)試安裝[4]。將碎石、纖維、乳化瀝青等原材料提前準(zhǔn)備，并對(duì)其技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行性能檢測，待檢測合格后方可投入使用。

3.3 噴灑瀝青及纖維

瀝青纖維灑布前，采用清掃機(jī)將原路面上的雜物、灰塵進(jìn)行清除，待清潔度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后即可進(jìn)行噴灑處理。纖維和瀝青的噴灑應(yīng)具備均勻性，同時(shí)灑布量應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，不得存在不足或超限現(xiàn)象，針對(duì)橫向搭接應(yīng)對(duì)噴灑寬度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。控制封層灑布設(shè)備的行走速度約為3.7 km/h。

3.4 撒布碎石

本項(xiàng)目采用撒布機(jī)進(jìn)行碎石撒布，待纖維及瀝青灑布完畢后立即開展碎石撒布，撒布過程中保持均勻連續(xù)，不得存在局部碎石集中。碎石撒布機(jī)的行走速度需與纖維封層灑布設(shè)備行進(jìn)速度保持一致，針對(duì)碎石撒布不均勻或不到位之處，應(yīng)進(jìn)行人工補(bǔ)撒處理。碎石的灑布需在乳化瀝青破乳前完成，并采用全幅撒布碎石，以提高封層整體施工效果。

3.5 碾壓密實(shí)

采用壓路機(jī)進(jìn)行碎石封層碾壓，待碎石撒布完畢后及時(shí)進(jìn)行碾壓處理，需確保進(jìn)行2~3遍碾壓施工。壓路機(jī)碾壓速率保持與封層設(shè)備同步，并選用分層碾壓技術(shù)進(jìn)行施作，同時(shí)需針對(duì)接縫部位進(jìn)行著重碾壓[5]。碾壓施工完畢后，對(duì)碾壓質(zhì)量進(jìn)行檢測，觀測乳化瀝青是否完全破乳，否則不得開放交通，同時(shí)應(yīng)限制重載車輛通行，其他車輛行進(jìn)速度不得高于40 km/h。

3.6 施工注意事項(xiàng)

1）瀝青纖維碎石封層施工過程中常會(huì)選用大型自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備，可通過設(shè)備上自帶的系統(tǒng)控制乳化瀝青和碎石的灑布量，因此，在施工前需對(duì)相應(yīng)指標(biāo)進(jìn)行調(diào)試設(shè)定，同時(shí)需重點(diǎn)關(guān)注材料結(jié)塊問題。

2）碎石的灑布和碾壓需在乳化瀝青完全破乳后方可施作，以確保封層整體施工質(zhì)量。嚴(yán)格對(duì)各項(xiàng)施工設(shè)備的施工溫度、速度進(jìn)行嚴(yán)格控制，施工技術(shù)人員應(yīng)及時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場觀察和數(shù)據(jù)記錄。

4 瀝青纖維碎石封層施工質(zhì)量檢測

瀝青纖維碎石封層為一種瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，可有效吸收并分散應(yīng)力作用，降低裂縫的產(chǎn)生，避免局部應(yīng)力集中。封層結(jié)構(gòu)中摻加纖維材料能形成牢固的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高結(jié)構(gòu)層的耐磨性和穩(wěn)定性，同時(shí)防水效果良好。瀝青纖維碎石封層施工完畢后，采用相應(yīng)驗(yàn)收指標(biāo)（見表4）進(jìn)行質(zhì)量檢測，并對(duì)施工前后各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析，檢測結(jié)果見表5。檢測結(jié)果表明，采用瀝青纖維碎石封層技術(shù)施工后，瀝青路面上各種病害問題均得到一定的改善，同時(shí)其抗滑性、耐久性均得到有效提升，使路面壽命有所延長。

5 結(jié)語

瀝青纖維碎石封層屬于瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，可有效減少裂縫的產(chǎn)生，避免局部應(yīng)力集中，結(jié)合牢固的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可提高瀝青路面的耐磨性和穩(wěn)定性。本文重點(diǎn)對(duì)瀝青纖維碎石封層施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行研究，通過路面工程實(shí)際應(yīng)用，正式了瀝青纖維碎石封層技術(shù)應(yīng)用的可行性和實(shí)用性。

表4 瀝青纖維碎石封層交工驗(yàn)收檢驗(yàn)要求

表5 施工前后指標(biāo)對(duì)比表