潘虹 蔡墉

（江蘇省交通技師學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212006)

1 纖維封層技術(shù)

1.1 定義

纖維封層技術(shù)是指采用纖維封層核心設(shè)備同時(shí)灑(撒)布瀝青結(jié)合料和玻璃纖維，然后在上面灑布碎石經(jīng)碾壓后形成新的磨耗層或應(yīng)力吸收中間層的一種新型道路建設(shè)施工和養(yǎng)護(hù)技術(shù)。

1.2 技術(shù)特點(diǎn)

1.2.1 良好的應(yīng)力吸收和分散能力

纖維封層具有獨(dú)特的網(wǎng)絡(luò)纏繞結(jié)構(gòu)，纖維本身具有高抗拉伸強(qiáng)度和高彈性模量值，可以有效地提高封層的抗拉、抗剪、抗壓和抗沖擊強(qiáng)度。利用纖維封層進(jìn)行應(yīng)力吸收中間層施工，不僅能夠吸收攤鋪層中的應(yīng)力或車輛荷載產(chǎn)生的局部集中應(yīng)力，使覆層所承受的張力通過纖維封層大面積地分散減少，有效抑制裂縫的產(chǎn)生；而且可以吸收和分散舊瀝青路面原有裂縫或路基的反射應(yīng)力，使舊瀝青路面裂縫尖端產(chǎn)生的應(yīng)力集中得以消除，有效地抑制反射裂縫出現(xiàn)，阻止了重載交通造成的路面破壞，極大地延長(zhǎng)了道路的使用壽命。

1.2.2 高防水性

纖維封層用作瀝青路面磨耗層，因其具有高彈性的模量值和較強(qiáng)的延伸力，抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于溫度變化帶來的收縮拉應(yīng)力或拉應(yīng)變，降低了面層的低溫脆裂性，能夠有效抑制瀝青路面低溫收縮裂縫的產(chǎn)生，避免了水對(duì)面層的破壞。

1.2.3 高耐磨性

灑(撤)布乳化瀝青、纖維和碎石后，集料進(jìn)入由纖維與瀝青結(jié)合料形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，壓實(shí)成型后被結(jié)合料網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)緊緊裹覆，形成了一個(gè)復(fù)合的力學(xué)嵌鎖體系，類似微觀領(lǐng)域中的分子結(jié)構(gòu)物理模型。纖維、瀝青和集料緊密相連，有效抑制了集料的滑移、脫落。因此，采用纖維封層作為磨耗層，能夠極大地提高路面的耐磨性，有效延長(zhǎng)瀝青道路的使用壽命。

1.2.4 高穩(wěn)定性

結(jié)合纖維封層形成的機(jī)理可知，其結(jié)構(gòu)為1層瀝青+1層纖維+l層瀝青+l層碎石形成的致密網(wǎng)絡(luò)纏繞結(jié)構(gòu)。第2層瀝青的連續(xù)灑布，更加提高了封層的密閉性。加之結(jié)構(gòu)中起到加筋和橋接作用的纖維對(duì)上下兩層瀝青結(jié)合料產(chǎn)生極強(qiáng)的吸附作用，能非常容易地吸附瀝青中的油分，增加其粘度和粘附力，能有效阻止瀝青的流動(dòng)。在原有路面上形成一層致密的保護(hù)膜，對(duì)瀝青起到高溫穩(wěn)定、增韌阻裂的作用，從而避免了高溫泛油造成的路面破壞，防止了路基因水滲透出現(xiàn)早期破壞，延長(zhǎng)了瀝青道路的壽命。

1.2.5 施工快捷性

纖維封層是一種連續(xù)施工的工藝，其獨(dú)特的施工特點(diǎn)極大地縮短了瀝青路面養(yǎng)護(hù)的時(shí)間。纖維碎石封層作為耐磨層施工時(shí)，改性乳化瀝青破乳后20min即可開放交通；作為中間應(yīng)力吸收層時(shí)則可更快開放交通。

2 材料要求

2.1 瀝青結(jié)合料

纖維封層中應(yīng)采用性能良好的改性乳化瀝青，并宜優(yōu)先選SBS/SBR聚合物膠乳改性乳化瀝青，SBS/SBR改性劑劑量不宜小于3%。

路面狀況、施工工藝類別、環(huán)境等因素是決定纖維封層改性乳化瀝青類型和用量的關(guān)鍵因素。舊路面粗糙度越大，改性乳化瀝青的用量就越大；耐磨層及面層養(yǎng)護(hù)時(shí)用量要比中間應(yīng)力吸收層施工大一些；相對(duì)來說在高溫季節(jié)施工改性乳化瀝青用量要比低溫季節(jié)施工用量小一些。

2.2 碎石

纖維封層中的碎石應(yīng)采用玄武巖、花崗巖、石灰?guī)r等碎石集料，選用時(shí)應(yīng)綜合考慮纖維封層的使用目的、乳化瀝青的類型及與乳化瀝青的相容性，力求碎石集料與乳化瀝青有較高的早期粘結(jié)強(qiáng)度，并能保持長(zhǎng)期穩(wěn)定的粘結(jié)性能。

碎石集料盡量選用立方體形狀、具有一定破碎面的粗集料，保證碎石在瀝青結(jié)合料中達(dá)到合適的嵌入深度，形成穩(wěn)定的嵌擠結(jié)構(gòu)。碎石集料應(yīng)潔凈、無塵土及有機(jī)雜質(zhì)，并且表面保持潮濕狀態(tài)。

2.3 纖維

纖維封層中的纖維具有吸附瀝青、加筋穩(wěn)定、增韌阻裂的作用，應(yīng)具有良好的切割性、較高的斷裂強(qiáng)度和較好的吸油率。應(yīng)采用噴射無捻粗紗型的玻璃纖維制品，并優(yōu)先選用對(duì)環(huán)境污染小、對(duì)身體健康無害的無硼、無氟改進(jìn)型玻璃纖維。纖維的長(zhǎng)度一般為30～120mm之間，通常采用60mm。通常當(dāng)路面龜裂嚴(yán)重時(shí)，纖維用量大一些，做應(yīng)力吸收層時(shí)用量大一些。

3 施工工藝

3.1 先期處理

首先組織有關(guān)專家及技術(shù)人員到施工路段現(xiàn)場(chǎng)勘察路面狀況，根據(jù)工程性質(zhì)及路面龜裂、網(wǎng)裂情況、交通量大小來確定結(jié)構(gòu)類型及施工方案。外業(yè)勘察后，進(jìn)行纖維封層配合比設(shè)計(jì)，確定各種材料種類及其用量。在施工路段內(nèi)必須設(shè)置施工安全警示標(biāo)志，確定纖維封層設(shè)備的狀態(tài)、設(shè)定等都正確及改性乳化瀝青、集料配備設(shè)備都已經(jīng)準(zhǔn)備就緒。

3.2 施工

在保證原路面干燥的條件下進(jìn)行纖維封層施工。加纖同步碎石封層車同時(shí)進(jìn)行2層瀝青噴灑、l層纖維、1層碎石撒布施工，行駛速度為3～4.5km/h(一般為3.6km/h)。加纖同步碎石封層車應(yīng)保證噴灑瀝青均勻，形成等厚度的瀝青薄膜，必須保持乳化瀝青(改性)溫度在60℃左右，且噴灑高度適宜。碎石撒布應(yīng)均勻一致,局部采用人工輔助方法。施工過程中要保持車速穩(wěn)定，走線順直。在施工的起點(diǎn)和終點(diǎn)要鋪設(shè)油氈以保證起點(diǎn)和終點(diǎn)整齊美觀，避免污染施工區(qū)外的路面。兩幅搭接處10～15cm寬的瀝青上不撒布集料，等下一幅施工時(shí)沿預(yù)留瀝青邊緣撒布碎石。

3.3 碾壓

在全段撒(灑)布未完成前采用膠輪壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，碾壓時(shí)壓路機(jī)以6km/h速度碾壓3～4次,一般使用1～2臺(tái)膠輪壓路機(jī)，但數(shù)量和型號(hào)取決于需要碾壓區(qū)域的寬度和集料的粒徑。輪胎壓路機(jī)的噸位應(yīng)以沒有集料被壓碎的情況下達(dá)到最適宜的材料嵌入深度為標(biāo)準(zhǔn)。

3.4 初期養(yǎng)護(hù)及開發(fā)交通

一般待乳化瀝青完全破乳后清掃路面的多余碎石，禁止緊跟壓路機(jī)立即清掃，清掃應(yīng)該從路面中間開始，向邊緣進(jìn)行，每個(gè)車道充分清掃3次。

待養(yǎng)生成型后，即可開放交通，但是車速應(yīng)限制在40km/h以下，防止快速行車造成碎石松動(dòng)移位、飛濺剝離，影響最終成型質(zhì)量。

3.5 注意事項(xiàng)

施工過程中應(yīng)盡量減少橫接縫、縱接縫，合理對(duì)接接縫；膠輪壓路機(jī)應(yīng)在乳化瀝青破乳前及時(shí)碾壓；施工前應(yīng)確保路面干燥，雨天或雨后路面潮濕時(shí)不得進(jìn)行施工；灑布過程中應(yīng)防止因?yàn)r青溫度過低，導(dǎo)致粘度過高造成噴嘴堵塞；維持良好的施工秩序，施工車輛不得隨意駛?cè)胱鳂I(yè)區(qū)。

4 工程實(shí)例

4.1 2007年6月底，在法國(guó)賽格瑪公司相關(guān)技術(shù)人員的協(xié)助下，營(yíng)口公路處首次于遼寧營(yíng)口岫水線進(jìn)行的纖維封層試驗(yàn)路施工面積約為15000m2，效果良好。

4.2 2008年大連市在G201國(guó)道K1547+800～K1552+800(鶴大線)上做了5km試驗(yàn)段，取得了比較好的應(yīng)用效果。實(shí)施纖維封層后，原路面的網(wǎng)裂在一年內(nèi)反射到新路面上的面積不超過原路面網(wǎng)裂面積的5%，其構(gòu)造深度(TD值)要大于0.55mm(通車后行車道內(nèi)的最小值)。

4.3 2008年錦州市開始探索實(shí)施纖維封層技術(shù)，首次在102線黑山段胡家至半拉門25km中修段做了應(yīng)力吸收層，取得非常好的效果。通過兩年的使用，與傳統(tǒng)碎石封層對(duì)比，纖維封層沒有出現(xiàn)“脫皮”和“滑移”現(xiàn)象，路面的反射裂縫也沒有出現(xiàn)。

4.4 2009年在沈蘇線上應(yīng)用了纖維封層技術(shù)，經(jīng)過幾個(gè)月的觀察，纖維封層技術(shù)在沈蘇線上的應(yīng)用取得了很好的效果。

4.5 2010年4月中旬，上海市浦東新區(qū)惠南鎮(zhèn)首次在上海使用纖維封層技術(shù)，全長(zhǎng)22.33km，合計(jì)使用300000m2。上海同濟(jì)工程建設(shè)質(zhì)量檢測(cè)站對(duì)該路段進(jìn)行了性能檢測(cè)：滲水系數(shù)0ml/min；防滑系數(shù)平均值6O(BPN)；構(gòu)造深度TD平均為0.70mm，說明技術(shù)指標(biāo)很好。

結(jié)語

纖維封層技術(shù)雖然在發(fā)達(dá)國(guó)家被廣泛采用，但是這項(xiàng)技術(shù)在我國(guó)尚處于起步研究階段，由諸多路線上的實(shí)際應(yīng)用所反映出的效果，該技術(shù)對(duì)瀝青混凝土路面所發(fā)生的網(wǎng)裂有很好的治愈和預(yù)防作用，因此采用纖維封層可以有效地延長(zhǎng)瀝青路面的使用壽命，提高路面使用性能，減少路面病害處治費(fèi)用。

[1]張宗輝.同步碎石封層技術(shù)在道路養(yǎng)護(hù)和建設(shè)中的應(yīng)用前景.建筑機(jī)械，2004，3.

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[3]閆修海，于金成，王建國(guó)，等.纖維封層技術(shù)的引進(jìn)與應(yīng)用[J].北方交通，2008(8)：50-54.

[4]王建國(guó).法國(guó)纖維封層技術(shù)與應(yīng)用[J].交通世界，2008(11)：166-169.