同步纖維磨耗層在公路養(yǎng)護中的應(yīng)用

劉承勇

摘 ?要：作為一種新型路面預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)，同步纖維磨耗層在公路養(yǎng)護中得到了廣泛應(yīng)用與推廣。該文闡述了同步纖維磨耗層技術(shù)原理，分析了不同纖維摻量下磨耗層的路用性能，試驗結(jié)果表明，同步纖維磨耗層可滿足路面預(yù)防性養(yǎng)護使用要求。在此基礎(chǔ)上，依托某公路工程，從黏層施工、磨耗層施工及質(zhì)量檢測等方面進行了探討，以期全面提升工程質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：同步纖維磨耗層;公路養(yǎng)護;路用性能

中圖分類號：U416 ? ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)志碼：A

0 引言

近年來，隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資越來越大，截至2017年底，我國公路建設(shè)總里程已超過477萬 km，高速公路建設(shè)里程躍居世界第一。公路網(wǎng)的逐步完善，為人們帶來了極大的交通便利，并推進了區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展，產(chǎn)生了巨大的社會效益與經(jīng)濟效益。在其快速發(fā)展的背后，大量早期修建的公路工程已步入大中修階段，如何做好公路養(yǎng)護工作成了當(dāng)前急需解決的問題。預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)是目前路面養(yǎng)護最常見的一種方式，這種養(yǎng)護模式可在路面結(jié)構(gòu)性破壞還未發(fā)生前有效遏制病害發(fā)展，能夠有效恢復(fù)路面使用性能，延長路面使用壽命，并具有良好經(jīng)濟性。同步纖維磨耗層是一種新型路面預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)，這種技術(shù)的應(yīng)用，可達到提升預(yù)防養(yǎng)護質(zhì)量，增強結(jié)構(gòu)整體性，為此，在公路養(yǎng)護施工中對同步纖維磨耗層技術(shù)進行研究具有重要意義。

1 同步纖維磨耗層技術(shù)原理

2000年德國百靈公司首次提出“同步纖維磨耗層技術(shù)”，隨后在西方發(fā)達國家這項預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用與推廣。相比國外，我國同步纖維磨耗層技術(shù)研究較晚，這項技術(shù)是從2012年才在我國開始使用，作為一種新型、快速的預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)，同步纖維磨耗層技術(shù)是指通過專用設(shè)備對乳化瀝青黏結(jié)料、玻璃纖維冷拌混合料同時進行噴灑、攤鋪，即同時完成噴灑、攤鋪2個施工工序，待碾壓施工后，可形成一種新型的磨耗層，這種技術(shù)同時具備同步保存罩面、微表處2種養(yǎng)護工藝的優(yōu)點，具有高黏附性與良好的防水性能，且施工便捷，可滿足路面養(yǎng)護施工需求。

2 同步纖維磨耗層路用性能分析

在級配相同的條件下，于纖維磨耗層而言，纖維、水、水泥、瀝青材料用量多少均會對路用性能造成嚴(yán)重影響。為充分了解混合料路用性能中纖維摻量的影響程度，該文選擇0.05%、0.1%、0.15%、0.2%、0.25% 5種纖維摻量進行混合料路用性能檢測。

2.1 黏聚力試驗

黏結(jié)力試驗?zāi)軌虺浞址从忱w維磨耗層初凝、交通開放時間。選擇上述5類纖維摻量，對30 min、60 min 2個時間段的混合料黏聚力進行檢測，結(jié)果見表1。

在混合料組成中，纖維可吸附少量瀝青，且能改變混合料內(nèi)部受力結(jié)構(gòu)，為此，纖維摻量變化，對混合料黏聚力影響較大。由表1可見，纖維摻量的增加，混合料黏聚力也會隨之增加，當(dāng)摻量在0.1%～0.15%時，黏聚力變化最大，為此，建議0.1%～0.15%選擇纖維摻量效果更好。

2.2 濕輪磨耗試驗

一般情況下，纖維磨耗層的抗水損性能可通過濕輪磨耗試驗進行測試。在不改變其他條件的情況下，按上述5類摻量，對1h、6h磨耗值進行試驗。試驗結(jié)果如表2所示。

? ? ? 由表2可知，按照規(guī)范要求，混合料1 h濕輪磨耗值在540g/㎡以下，及6 h在800 g/m2以下的要求，表中未摻加纖維時，則1 h、6 h濕輪磨耗值均在該要求以下，則表明選擇7.5%油石比最為合理。在摻加纖維后，混合料濕輪磨耗值隨著摻量的增加不斷下降，其主要原因在于纖維可對混合料內(nèi)部受力結(jié)構(gòu)的進行改變，加大了石料之間的黏結(jié)作用，由此說明，摻加纖維對混合料性能而言具有良好的作用，即時磨掉了大顆粒石料，但附近石料卻不會輕易被連帶出來。根據(jù)試驗結(jié)果可選擇0.05%～0.15%范圍內(nèi)的纖維摻量。

2.3 負荷車輪黏砂試驗

稀漿混合料瀝青最大用量可通過負荷車輪黏砂試驗確定。同樣在不改變其他條件的情況下，僅做纖維摻量改變，對混合料黏砂量指標(biāo)進行分析，見表3。

由此可見，在增加纖維摻量的同時，混合料的黏砂量卻呈下降趨勢，其主要原因在于部分瀝青被纖維吸附，混合料內(nèi)自由瀝青含量減小，在纖維加筋作用下，又對此類自由瀝青遷移起到強烈的限制作用，但整體來講，上述纖維摻量均滿足規(guī)范規(guī)定。

2.4 車轍變形試驗

混合料抗車轍能力的強弱可通過車轍變形試驗進行測試，同樣在不改變其他條件的情況下，僅改變纖維摻量，對混合料寬度變化率進行檢測，由表3可見，上述摻量均滿足5%以下規(guī)范規(guī)定。隨著纖維摻量的不斷增加，混合料寬度變化率隨著下降，但在摻量在0.2%以上時，寬度變化率卻呈現(xiàn)出增加趨勢，說明纖維摻量并非越多越好，需合理控制摻量，為此建議選擇0.2%以下纖維摻量。

綜上所述，同步纖維磨耗層中纖維摻量可合理設(shè)定于0.1%～0.15%。

3 工程概況

某公路工程屬于雙向四車道，路基寬24.5 m，建成通車多年，路面早期病害顯現(xiàn)，象橫向裂縫、輕微車轍等，據(jù)路面勘查結(jié)果顯示，該路段路況整體性能良好，僅局部存有縱向裂縫、網(wǎng)裂等現(xiàn)象。網(wǎng)裂病害是由微小裂縫組成，若僅選用灌縫法進行路面整治，并不能完全封閉裂縫，雨水仍會順著裂縫下滲基層，長此以往將嚴(yán)重影響路面性能，為此必須通過罩面處治進行路面病害處理。

經(jīng)檢測舊路可知，樁號K239+000～K243+000段，PCI<80，DRC>5%，且剩余壽命超過8年，針對這種情況，可對此路段做預(yù)防性養(yǎng)護。原設(shè)計選擇微表處技術(shù)進行養(yǎng)護，但發(fā)現(xiàn)微表處與原路面黏結(jié)性能較差，極易出現(xiàn)剝落、脫皮等問題，為了提高微表處的耐久性，決定改善微表處施工工藝，在玻璃纖維摻加的同時，并加鋪一層高性能防水黏結(jié)層，則構(gòu)成了一種新型養(yǎng)護方法，即同步纖維磨耗層。最終決定以路面結(jié)構(gòu)：0.9 cm同步纖維磨耗層+改性乳化瀝青專用黏層油+原路面的形式進行罩面處治。

4 同步纖維磨耗層技術(shù)要點

4.1 施工流程

（1）施工準(zhǔn)備

施工前，要按照生產(chǎn)配合比，合理確定所有原材料的用量。拌和施工中，要保證混合料拌和均勻，瀝青結(jié)合料被礦料顆粒完全裹住，一般以40 s～60 s控制拌和時間。若拌和過程中出現(xiàn)結(jié)團、離析、花白等問題，需及時處理。此外，還要控制好混合料溫度，尤其是出廠溫度，可控制在170 ℃～180 ℃，若在195 ℃以上不得用于施工。

（2）攤鋪

選用專用攤鋪設(shè)備，按照0.3 L/m2～0.5 L/m2噴灑改性乳化瀝青材料，攤鋪溫度控制在160℃以上。按照勻速、緩行原則進行攤鋪施工，為了保證攤鋪的連續(xù)性，供料必須充足，一般可在攤鋪機前等待5輛料車，卸料后，需迅速駛離現(xiàn)場。攤鋪過程中，還需合理控制攤鋪速度，一般為每分鐘10 m～20 m，嚴(yán)禁攤鋪時隨意轉(zhuǎn)彎、掉頭。

（3）碾壓

選擇雙鋼輪壓路機進行同步纖維磨耗層施工，靜壓時，碾壓寬度需重疊1/3～1/4輪跡。為避免混合料黏輪，需保證輪胎始終濕潤，碾壓時無需開啟振動模式。攤鋪后，要盡快進行碾壓施工，保證在110℃左右時即可完成整個碾壓過程。碾壓時，可根據(jù)碾壓具體情況確定碾壓遍數(shù)，且在5 km/h以內(nèi)控制碾壓速度。結(jié)束后，嚴(yán)禁任何在其上通行，待罩面溫度降至70℃以內(nèi)時，才能開放交通。

（4）接縫處理

第一，橫向接縫。一般以垂直平接縫處理橫向接縫，保證施工質(zhì)量。第二，縱向接縫。條件允許情況下，盡可能一天內(nèi)完成相同橫斷面攤鋪。攤鋪過程中，接縫可通過熱料預(yù)熱，整平時可選擇人工方式，隨后通過壓路機進行縱向施工，保證縱向接縫碾壓密實。

4.2 質(zhì)量檢測

（1）現(xiàn)場狀況

施工結(jié)束后，觀察施工現(xiàn)場，可見路面平整、美觀，裂縫被封閉，具有良好性能。

（2）完工檢測

完成試驗段鋪筑后，在規(guī)定時間內(nèi)對其相關(guān)性能進行檢測，檢測結(jié)果見表4，由此可見，相比規(guī)范要求，同步纖維磨耗層各項指標(biāo)均滿足要求，具有良好的使用效果。

5 結(jié)語

綜上所述，該文依托K239+000～K243+000段路面養(yǎng)護工程，對公路養(yǎng)護中同步纖維磨耗層技術(shù)的應(yīng)用進行了分析與探討，所得結(jié)論如下。

（1）在全面了解同步纖維磨耗層技術(shù)原理的基礎(chǔ)上，對5種不同纖維摻量下，同步纖維磨耗層混合料路用性能進行了分析，并確定了纖維摻量范圍，即0.1%～0.15%。

（2）依托K239+000～K243+000段路面養(yǎng)護工程，對通車運營后，路面病害問題進行了闡述，并提出了同步纖維磨耗層技術(shù)，通過拌和、攤鋪和碾壓等一系列施工流程，規(guī)范了施工工藝，并對工后路面現(xiàn)場實際狀況進行了觀測，可見路面平整，裂縫被封閉，經(jīng)檢測，可得路面性能良好，滿足相關(guān)規(guī)范要求，具有良好的養(yǎng)護施工效果。

參考文獻

[1]姜蔚鷹，張艷紅，肖利明，等.同步纖維磨耗層在齊泰高速養(yǎng)護中的應(yīng)用[J].公路交通科技·應(yīng)用技術(shù)版，2016，12（3）：53-55.

[2]羅艷玲. 高速公路瀝青路面超薄磨耗層養(yǎng)護技術(shù)的應(yīng)用[J]. 廣東公路交通，2011，（1）：12-15.

[3]張艷紅，董元帥，張志霞，等. 同步纖維磨耗層混合料配合比設(shè)計應(yīng)用[J].公路交通科技·應(yīng)用技術(shù)版，2016，12（3）：130-131.

[4]陳明，周曉華，邊莉. 同步加纖碎石下封層的路用性能研究[J]. 交通標(biāo)準(zhǔn)化，2014（18）：51-55，58.