橡膠復合改性瀝青纖維同步碎石封層關鍵技術研究

宋德洲

（1.浙江交工集團股份有限公司，杭州 310051；2.浙江交工金筑交通建設有限公司，杭州 310051）

1 引言

瀝青路面作為一種無接縫的連續(xù)路面，具有足夠的機械強度以適應各種行駛負荷，具有行駛平穩(wěn)，舒適，噪聲小，易于維護的特點[1]，在道路路面中占很大比例。由于傳統(tǒng)的“重建設輕維護”理念的影響，高速公路的建設速度很快，存在很多隱患，再加上嚴重的超載等原因，高速公路的早期破壞非常普遍，迫切需要維護和保養(yǎng)。

目前，國內外瀝青同步施工技術的研究已經取得了一些進展，但是同步碎石密封層的施工仍存在許多需要解決的問題。（1）能源消耗：在給瀝青的加熱過程中，需要消耗大量的能源。并且在施工過程中，為了保證施工質量，需要對材料進行連續(xù)反復的加熱，在這一過程中，同時又會使得瀝青材料出現(xiàn)老化。（2）環(huán)境污染：首先加熱瀝青混合料需要較高的溫度和較長的時間，加熱過程中產生的有害物質對環(huán)境的污染較大。（3）耐久性還不夠：使用冷瀝青建造的耐磨層使用壽命短，容易剝離，在重載和高速行駛的作用下容易出現(xiàn)飛走等問題[2]。

2 工程概況

平黎公路嘉善段改（擴）建工程，路線總體為南北走向，起于嘉善與平湖交界處的界河，起點樁號K9+700，沿線經上跨越滬杭高速公路、下穿滬杭鐵路客運專線后上跨嘉善塘。終點與西塘鎮(zhèn)嘉興綜合保稅區(qū)南北向主干道復興大道平交，終點樁號K33+600，路線總長度23.9 km。本項目第TJ01 標段：起訖樁號為K16+550～K18+290 段，路線長度1.74 km，路面結構形式采用：上面層4 cm ARAC-13SBS 改性瀝青混凝土、中面層5 cm AC-16CSBS 改性瀝青混凝土以及下面層6 cm AC-20C瀝青混凝土，基層底基層均采用水泥穩(wěn)定碎石。

3 橡膠復合改性瀝青纖維同步碎石封層施工技術

3.1 工藝原理

本技術采用復合改性瀝青纖維同步礫石密封工藝，利用纖維、礫石和瀝青形成空間網狀結構，提高路面抗拉、抗剪、抗壓和抗沖擊強度，解決了磨耗層易損壞，修復周期短的問題。同步碎石密封設備的組成如圖1 所示。鋪設同步施工磨耗層的方法如圖2 所示。

圖1 同步碎石封層設備組成結構

圖2 同步施工瀝青混凝土磨耗層攤鋪示意圖

鑒于傳統(tǒng)技術的施工周期長，對交通的影響很大，因此，通過使用添加纖維的同步碎石密封車可以同時完成多層施工，從而大大縮短了施工時間。

在原有的道路表面處理過程中，采用精細的銑削和切削工藝，提高了混凝土路面的粗糙度和凸面的均勻性，利用較強的復合改性瀝青，解決了防水層與混凝土路面的黏結力不夠的問題。

3.2 工藝流程

橡膠復合改性瀝青纖維同步碎石封層施工工藝流程如圖3 所示。

圖3 橡膠復合改性瀝青纖維同步碎石封層施工工藝流程圖

3.3 操作要點

3.3.1 舊路處理

1）道路表面的前處理：在進行細磨施工之前，必須進行全面檢查，尤其是對混凝土的整體外觀的檢查，如發(fā)現(xiàn)問題應當及時進行處理。

2）測量：首先，對測量建好的橋梁高程，并進行內業(yè)準備，進行縱橫向邊坡設計計算。

3）調坡設計：將道路斷面當前狀態(tài)下各斷面對應點測得的高度減去坡度設計所得點的高度，斷面對應點的斷面平面銑削深度。將這些數(shù)據放在一起作為精細銑削和刨削構造的基礎。

4）施工樣板：依據銑刨機的單刨寬度，結合現(xiàn)場的路面寬度，將施工作業(yè)路面平整分成若干等份。銑刨的深度（每條線相距2 m）被清楚地標記以提高銑削的精度。

5）細刨施工：根據計算出的銑刨深度，首先應對緊急停止帶鄰近的降起部位進行銑刨拉毛。要求在銑削拉毛操作之前，根據基準點準確地調整刨床基準面、橫坡度和銑削深度，并保證找平儀一直保持正常的工作狀態(tài)。精銑刨施工效果如圖4 所示。

圖4 精銑刨施工效果圖

6）車輛運輸：與刨床保持一定距離，以防止和控制溢出，銑削物料運輸后裝載，必須采用雨布蓋好。

3.3.2 原材料測試

準備生產改性乳化瀝青所需的原材料，并根據生產要求進行材料性能檢查。原料經檢驗合格后，根據生產工藝要求合理配制改性乳化瀝青并合理貯藏。

進行改性乳化瀝青、礫石、纖維等的質量測試，以確保施工期間溢出的礫石、瀝青和纖維的量滿足相關技術要求。

3.3.3 原料準備

1）復合改性瀝青的預熱：加熱溫度控制在177～200 ℃，預計加熱時間需要2～3 h。

2）骨料預涂時，將經檢驗合格的直徑9.5～13.2 mm 的碎石放入瀝青拌和站加熱，溫度約120 ℃，預涂時采用0.3%～0.5%基質瀝青（以當?shù)鼗鶎訛r青為準）進行預涂，以達到除塵增黏的目的。

3.3.4 機械和人員準備

施工現(xiàn)場所需的加纖同步碎石密封層車、碎石撒布車、壓路機以及道路清掃工具等設備應提前到場。并且在施工前，應對加纖同步碎石密封層車進行嚴格的檢查和維護，并進行參數(shù)調試和校準。此外，其輔助設備如碾壓、清掃設備等的維護工作也要同時進行，并且需要考量各系統(tǒng)運行的協(xié)調性。

3.3.5 同步施工

施工前進行試驗段試撒，確定封層撒布量，如圖5 所示。建議采用橡膠瀝青撒布量為2.0～2.4 kg/m2；無堿玻璃纖維撒布量為80～120 g/m2；碎石采用熱瀝青（油石比0.3%）進行預裹覆，撒布量為5～7 kg/m2。利用同步纖維磨耗層專用車同步完成乳化瀝青專用黏層的噴撒及同步纖維磨耗層的鋪筑。

圖5 施工前試撒

1）恢復道路基礎頂面中線，在中段處，每隔10 m 設置1 根中心樁，兩側路面邊緣外0.5 m 處設立竹片標樁。

2）將透層油灑在潔凈干燥的基面上，滲透48 h 以上。

3）將瀝青、纖維、碎石同時散落。按全寬調整加纖維同步碎石封層車的布寬，使施工區(qū)域數(shù)量為整數(shù)。施工速度4～5 km/h，車輛速度盡可能穩(wěn)定。改性乳化瀝青的溫度必須保持在60 ℃左右。

4）局部處理。對于各車料起點和終點的垂直裂縫，應當根據每處的具體情況進行人工處理。

5）粉碎。下層澆筑完成后，應當及時通過壓路機對澆筑完成處進行跟蹤碾壓。一般以6 km/h 速度碾壓3～4 次，每次碾壓重疊1/3 輪寬，碾壓兩側至邊緣，保證有效破碎寬度。同步添加纖維的碎石在封層下碾壓時要根據碎石的粒徑、覆蓋度以及乳化瀝青的破碎時間來確定，以保證不黏輪的情況下及時破碎，其噸位應以沒有集料被壓碎的情況下最合適的材料埋深為標準。如圖6 所示。

圖6 纖維同步碎石封層施工

3.3.6 質量保證措施

1）施工前應檢查黏結層乳化瀝青和纖維磨耗層混合料的檢測報告中各參數(shù)指標是否符合相關技術標準的要求；同時提供專用車輛的校準報告。經確認材料規(guī)格及專用車輛的參數(shù)符合要求，并在監(jiān)理檢查確認之后方可進行施工。

2）對實施加纖同步碎石封層的路段，要求基層具有一定的強度，平整度要好，表面清潔。

3）施工前應對黏結料、碎石、纖維控制計量體系進行標定，確保施工時碎石、瀝青和纖維的撒布量符合設計要求。

4）在纖維撒布時，首先通過調整攤鋪機達到合適的高度，并安排相關人員及時清理纖維撒布和散落不均而形成在路面上的“纖維組”。進一步，可采取調整2 個碾壓門的開啟程度的方式，保證碎石攤鋪和纖維撒布的均勻性。在進行施工路段，禁止撒布車急轉彎或急剎車。

3.3.7 清潔

待改性乳化瀝青破乳后，清理路面多余碎石；清掃應從路面中部開始，至邊緣，每車道應清洗3 次。橡膠復合改性瀝青纖維同步碎石密封施工后的路面效果如圖7 所示。

圖7 橡膠復合改性瀝青纖維同步碎石封層施工后路面效果圖

4 結語

本工程路面防水層處理采用“橡膠復合改性瀝青纖維同步碎石封層施工工藝”，既保證工程質量安全，又提高施工效率，同時降低工程成本。滿足節(jié)能環(huán)保施工方法的要求；結合層質量好，綜合成本節(jié)約比例高的優(yōu)點，達到了預期的設計效果，具有良好的經濟效益，值得在相關項目中進一步推廣。