同步纖維磨耗層在公路養(yǎng)護中的應用

喬杰

山西省公路局晉中分局 山西晉中 030600

近年來，我國公路交通網絡體系不斷完善，為人們的出行提供了極大的便利。但是，公路運營過程中，不可避免地會出現(xiàn)一定的問題，因此，必須高度重視公路養(yǎng)護。其中，預防性養(yǎng)護措施可在路面發(fā)生結構性破壞之前有效制止病害的發(fā)展，因此在公路養(yǎng)護中得到了越來越多的應用，同步纖維磨耗層便是一種典型的預防性養(yǎng)護措施。

1 工程概況

某公路，路基總寬24.50米，設計時速為60千米/小時，為雙向四車道。通車多年，公路路面出現(xiàn)輕微車轍、橫向裂縫等病害。路面勘查發(fā)現(xiàn)，該路段僅局部存有網裂、縱向裂縫等現(xiàn)象，路況性能狀態(tài)基本良好。其中，網裂是由若干個微小裂縫組成。針對網裂病害，若是僅采取灌縫法實施路面整治，無法將裂縫完全封閉，下雨時，雨水仍有可能順著裂縫深入路面基層，因此需進行罩面處理以解決病害問題。原設計采取微表處養(yǎng)護技術，但經過試驗發(fā)現(xiàn)原路面、微表處之間的黏結性能較差，且容易發(fā)生脫皮、剝落等施工質量缺陷，為確保公路養(yǎng)護質量，決定對微表處養(yǎng)護技術進行優(yōu)化與改善，在摻加玻璃纖維的基礎上，鋪一層高性能防水黏結層，構成同步纖維磨耗層[1]。

2 同步纖維磨耗層在公路養(yǎng)護中的應用

2.1 參數(shù)確定

對于同步纖維磨耗層來說，在級配相同的前提下，纖維、瀝青、水、水泥材料用量不同，則混合料的路用性能也有一定的差異。開展多種試驗探討不同纖維摻量對混合料路用性能所產生的影響。

第一，黏聚力試驗。其主要作用是對纖維磨耗層的初凝時間、纖維磨耗層的交通開放時間進行反映。纖維摻量為0時，混合料黏聚力30分鐘為1.2，60分鐘為2.1；纖維摻量為0.05%時，混合料黏聚力30分鐘為1.4，60分鐘為2.2；纖維摻量為0.1%時，混合料黏聚力30分鐘為1.5，60分鐘為2.4；纖維摻量為0.15%時，混合料黏聚力30分鐘為1.6，60分鐘為2.6；纖維摻量為0.2%時，混合料黏聚力30分鐘為1.7，60分鐘為2.7；纖維摻量為0.25%時，混合料黏聚力30分鐘為1.8，60分鐘為2.8。在由纖維、瀝青、水、水泥材料組成的混合料中，纖維能夠少量吸附瀝青，同時可導致混合料的內部受力結構發(fā)生改變。因此，隨著纖維摻量的改變，混合料的黏聚力也會相應地發(fā)生變化。通過開展黏聚力試驗發(fā)現(xiàn)，隨著纖維摻量的提高，混合料黏聚力不斷上升。纖維摻量為0.1%-0.15%的時候，混合料黏聚力的變化最明顯。因此，建議纖維摻量為 0.1%-0.15%。

第二，濕輪磨耗試驗。其主要作用是對纖維磨耗層的抗水損性能進行檢測。纖維摻量為0時，磨損值1小時為482，6小時為754；纖維摻量為0.05%時，磨損值1小時為475，6小時為740；纖維摻量為0.1%時，磨損值1小時為470，6小時為730；纖維摻量為0.15%時，磨損值1小時為450，6小時為680；纖維摻量為0.2%時，磨損值1小時為350，6小時為650；纖維摻量為0.25%時，磨損值1小時為200，6小時為600。根據相關規(guī)范的要求，混合料1小時濕輪磨耗值＜540克/立方米，6小時＜800克/立方米。未摻加纖維的時候，混合料1小時、6小時濕輪磨耗值在規(guī)范要求范圍之內[2]。但在摻加纖維之后，隨著纖維摻量的增加，混合料1小時、6小時濕輪磨耗值均在不斷下降。其原因可能是纖維可以改變混合料的內部受力結構，增加石料間的黏結性。說明，通過摻加纖維可改善混合料的性能。根據濕輪磨耗試驗結果，建議纖維摻量為 0.05%-0.15%。

第三，負荷車輪黏砂試驗。其主要作用是確定瀝青最大用量。纖維摻量為0時，混合料黏砂量為410克/立方米；纖維摻量為0.05%時，混合料黏砂量為380克/立方米；纖維摻量為0.1%時，混合料黏砂量為340克/立方米；纖維摻量為0.15%時，混合料黏砂量為325克/立方米；纖維摻量為0.2%時，混合料黏砂量為315克/立方米；纖維摻量為0.25%時，混合料黏砂量為290克/立方米。隨著纖維摻量的提高，混合料黏砂量不斷下降。其原因可能是纖維吸附了部分瀝青，導致自由瀝青含量降低，同時受到纖維加筋影響，限制了自由瀝青遷移。這五種纖維摻量均可符合要求。

第四，車轍變形試驗。其主要作用是對混合料的抗車轍能力進行檢測。纖維摻量為0時，混合料寬度變化率為4.1%；纖維摻量為0.05%時，混合料寬度變化率為3.85%；纖維摻量為0.1%時，混合料寬度變化率為3.4%；纖維摻量為0.15%時，混合料寬度變化率為3.15%；纖維摻量為0.2%時，混合料寬度變化率為3.0%；纖維摻量為0.25%時，混合料寬度變化為3.25%。纖維摻量增加的同時，混合料寬度變化率不斷下降，但若是纖維摻量超過0.2%，則寬度變化率會上升。建議纖維摻量應＜0.2%。

綜合考慮四種試驗結果，確定纖維摻量為0.1%-0.15%。

2.2 施工流程

第一，做好施工準備。根據配合比，對原材料用量進行合理確定。在材料拌合的時候，應均勻拌合混合料。確保，瀝青結合料完全被礦料顆粒裹住。拌和時間控制在40-60秒的范圍內。如果拌和過程中發(fā)生花白、離析、結團等問題，必須及時處理。還要對混合料溫度進行嚴格控制，出廠溫度必須在170-180攝氏度范圍內，不可超過195攝氏度[3]。

第二，攤鋪。應用專用設備進行攤鋪施工。改性乳化瀝青材料的噴灑量為0.3-0.5升/立方米，攤鋪溫度需要＞160攝氏度。攤鋪施工過程中，應勻速、緩行，可以在設置5輛料車等待在攤鋪機前，以確保供料充足，維持攤鋪的連續(xù)性。將攤鋪速度控制在10-20米/分鐘的范圍內，攤鋪過程中嚴禁轉彎、掉頭。

第三，碾壓。攤鋪完成后，盡快進行碾壓，確?；旌狭显?10攝氏度以上時整個輾壓施工完成。碾壓施工中應用雙鋼輪壓路機設備。靜壓的時候，需重疊1/3-1/4個輪跡。維持輪胎濕潤，避免黏輪的出現(xiàn)。合理確定碾壓的遍數(shù)，一般為3-6遍。碾壓速度不可超過5千米/小時。碾壓結束后，需在罩面溫度低于70攝氏度之后再開放交通。

第四，接縫處理。對橫向接縫進行處理的時候，采取垂直平接縫。對縱向接縫進行處理的時候，盡量一天內完成相同橫斷面攤鋪，對接縫進行熱料預熱，人工整平，并使用壓路機實施縱向施工，確保碾壓密實。

2.3 質量檢測

首先，對施工現(xiàn)場情況進行觀察，確定路面平整、裂縫被封閉、路面美觀、性能良好。其次，開展性能檢測，發(fā)現(xiàn)同步纖維磨耗層的擺值Fb（BPN）為58，符合技術規(guī)范≥45的要求；滲水系數(shù)為2，符合技術規(guī)范≤10的要求。說明，同步纖維磨耗層的使用效果良好。

3 結語

公路養(yǎng)護中，對同步纖維磨耗層進行實際應用的時候，應合理確定纖維摻量，并要規(guī)范施工，以充分發(fā)揮同步纖維磨耗層的作用，恢復路面的使用性能、延長公路使用壽命。