孫建宇

（張家口市地方鐵路管理處，河北張家口075000）

1 引言

瀝青路面在投入運(yùn)營(yíng)一段時(shí)間后，隨著外界行車(chē)荷載和氣候環(huán)境的不斷影響，路面難免會(huì)存在一些病害問(wèn)題，如車(chē)轍、推移、坑槽、裂縫等，極大地降低了瀝青路面的抗滑性能，同時(shí)影響路面整體美觀，且路面積水嚴(yán)重，因此，需針對(duì)路面病害問(wèn)題做好必要的養(yǎng)護(hù)處理。瀝青纖維碎石封層技術(shù)能較好地提高路面高溫穩(wěn)定性、抗疲勞性能以及抗滑性能，因此，在高速公路瀝青養(yǎng)護(hù)應(yīng)用中較為廣泛。本文為研究瀝青纖維碎石封層施工技術(shù)，圍繞瀝青纖維碎石封層工程特性和施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行展開(kāi)，并在具體工程中進(jìn)行應(yīng)用。

2 瀝青纖維碎石封層工程特性

瀝青纖維碎石封層為一種致密網(wǎng)絡(luò)纏繞結(jié)構(gòu)，其示意圖如圖1 所示。在實(shí)際應(yīng)用中可結(jié)合自身表層骨料中的空隙率排出積水，有效解決雨天路面的行車(chē)安全問(wèn)題。同時(shí)，結(jié)構(gòu)層內(nèi)由于摻加適量的纖維材料，當(dāng)行車(chē)荷載作用于碎石層上時(shí)，纖維與瀝青牢固黏結(jié)，瀝青發(fā)生拉應(yīng)變的同時(shí)纖維也隨之發(fā)生相應(yīng)的拉應(yīng)變，可有效提升封層的抗拉性能，纖維在封層結(jié)構(gòu)中形成一個(gè)完整的受力作用區(qū)，以分散外界荷載，進(jìn)而增強(qiáng)封層的抗裂性能。瀝青纖維碎石封層的工程特性具體如下。

圖1 纖維瀝青碎石封層結(jié)構(gòu)示意圖

1）加筋作用。纖維的存在能提高瀝青膠結(jié)料和礦料之間的黏附性，結(jié)合纖維三維分散體的特性，能有效起到加筋的作用效果。

2）延長(zhǎng)路面壽命。外界荷載、溫度以及內(nèi)部的不均勻性均會(huì)導(dǎo)致路面裂紋的產(chǎn)生，瀝青纖維碎石封層結(jié)構(gòu)中可有效延長(zhǎng)材料失穩(wěn)產(chǎn)生時(shí)間，進(jìn)而提高瀝青混合料的抗疲勞性能，延長(zhǎng)公路路面疲勞壽命。

3）提高路面高溫穩(wěn)定性。瀝青纖維碎石封層結(jié)構(gòu)中纖維材料能吸附一部分瀝青而增大瀝青的結(jié)構(gòu)比例，降低瀝青的流動(dòng)性，進(jìn)而提升瀝青的軟化點(diǎn)，因此，增強(qiáng)了路面的高溫穩(wěn)定性。

4）提高路面防水性。瀝青纖維碎石封層結(jié)構(gòu)具有良好的防水性，結(jié)合自身瀝青纖維薄膜的特性，乳化瀝青會(huì)逐漸滲透至裂縫內(nèi)部，進(jìn)而提高整體防水性能。

5）提高路面排水功能。瀝青纖維碎石封層結(jié)構(gòu)表面的骨料為裸露狀態(tài)，可為積水提供排出通道，提高表層的排水效果。

3 工程概況

某高速公路建設(shè)項(xiàng)目屬于地方高速標(biāo)準(zhǔn)，全線(xiàn)長(zhǎng)達(dá)50.955 km，雙向4 車(chē)道，設(shè)計(jì)行車(chē)速度為80 km/h，路基寬度為27.5 m，路面設(shè)計(jì)為SBS 改性瀝青混凝土結(jié)構(gòu)形式。該高速公路所處地區(qū)雨季頻繁，且時(shí)年降雨量較大，為提高路面的抗滑降噪能力，經(jīng)研究決定采用瀝青纖維碎石封層技術(shù)進(jìn)行施工，其中碎石選用玄武巖，纖維選用玄武巖纖維。

4 瀝青纖維碎石封層原材料設(shè)計(jì)

4.1 乳化瀝青

纖維碎石封層施工應(yīng)用中最主要的原材料為乳化瀝青膠結(jié)料，結(jié)合乳化瀝青的流動(dòng)性和黏結(jié)性可有效確保封層結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，并促進(jìn)骨料間的黏結(jié)程度。本項(xiàng)目中選用的為改性乳化瀝青，屬于陽(yáng)離子型，其主要技術(shù)指標(biāo)如表1 所示。

表1 改性乳化瀝青技術(shù)指標(biāo)

4.2 碎石

纖維碎石封層中選用的碎石標(biāo)準(zhǔn)為可抵御交通磨損，本項(xiàng)目選用碎石以玄武巖為主，并確保表面清潔、粗糙、堅(jiān)硬、耐磨，且規(guī)格在4～8 mm，并進(jìn)行嚴(yán)格的清洗篩分，并按單粒徑標(biāo)準(zhǔn)，這樣能提高封層的美觀度，提高封層的抗滑性能，同時(shí)能利于路面排水效果。碎石的覆蓋率應(yīng)滿(mǎn)足施工要求，同時(shí)數(shù)量應(yīng)控制在7～9 kg/m2范圍內(nèi)，碎石骨料的主要技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表2。

4.3 玄武巖纖維

本項(xiàng)目封層施工中采用的纖維材料主要為玄武巖纖維，其特性類(lèi)似于玻璃纖維，且特性在高強(qiáng)度纖維和無(wú)堿纖維之間。玄武巖纖維可較好地與玄武巖碎石相結(jié)合，實(shí)際應(yīng)用中會(huì)將其切割成60 mm，其導(dǎo)熱系數(shù)較低，在高溫狀態(tài)下不會(huì)受到影響。另外，其聲絕緣性較好，可提高路面抗噪效果，同時(shí)具備較好的耐酸堿能力，其主要技術(shù)指標(biāo)如表3 所示。

表3 玄武巖短切纖維技術(shù)指標(biāo)

5 瀝青纖維碎石封層施工技術(shù)要點(diǎn)

1）施工準(zhǔn)備。封層施工前需對(duì)原路面上的病害問(wèn)題進(jìn)行徹底處治，通常情況下需在瀝青纖維碎石封層施工前的10 d內(nèi)完成對(duì)原路面的維修工作，這樣能防止乳化瀝青滲透至路面基層中。對(duì)各項(xiàng)施工原材料性能指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，并做好原材料的防塵防潮措施。

2）道路清潔。為提高封層和原路面之間的黏結(jié)效果，應(yīng)提前對(duì)原路面進(jìn)行徹底清掃，將原路面的塵土、垃圾以及碎石等移除，并采用高壓水槍進(jìn)行沖刷，提高原路面的清潔度和干燥性。待原路面的裂縫干燥度滿(mǎn)足施工要求時(shí)方可進(jìn)行封層施工作業(yè)。

3）纖維和瀝青鋪筑。結(jié)合道路的實(shí)際寬度來(lái)調(diào)整瀝青灑布寬度，同時(shí)進(jìn)行第二層瀝青的涂刷作業(yè)，軟化瀝青的施工溫度不得低于60 ℃，且灑布速率應(yīng)控制在3～4.5 km/h 范圍內(nèi)。結(jié)合原路面的病害程度確定纖維摻量，一般情況下原路面開(kāi)裂越嚴(yán)重，則摻入的纖維劑量則越高。

4）接縫處理。施工之前應(yīng)將新舊路面的縫隙進(jìn)行對(duì)接，采用熱接縫對(duì)橫向接縫進(jìn)行處理，于灑布路段上將油氈和鐵板攤平約1.5 m。另外，第二層的瀝青灑布接頭不得進(jìn)行重疊。

5）碎石撒布和碾壓。確保乳化瀝青徹底對(duì)碎石材料進(jìn)行包裹，采用人工的方式對(duì)縱向裂紋進(jìn)行處理，同時(shí)對(duì)平滑度進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整。選擇合適噸位的膠輪壓路機(jī)進(jìn)行碎石碾壓，確保碎石骨料能均勻嵌擠至瀝青膠結(jié)料中，待乳化瀝青破乳后即可完成第一次壓實(shí)作業(yè)。

6）養(yǎng)護(hù)。瀝青纖維碎石封層施工完畢后應(yīng)立即進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理，由于乳化瀝青在破乳到形成強(qiáng)度往往需3～5 h，因此，需做好必要的交通管制，在適當(dāng)位置放置相應(yīng)的交通指示牌。

7）施工質(zhì)量檢測(cè)。瀝青纖維碎石封層施工完畢后，應(yīng)按照表4 中規(guī)定的指標(biāo)進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收，結(jié)合目測(cè)和設(shè)備檢測(cè)，瀝青纖維碎石封層施工質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果如表5 所示。檢測(cè)結(jié)果表明，采用瀝青纖維碎石封層施工技術(shù)可有效提高路面的抗滑性能，減少路面噪聲的產(chǎn)生，延長(zhǎng)公路使用壽命。

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

6 結(jié)語(yǔ)

瀝青纖維碎石封層技術(shù)在瀝青路面抗滑降噪等應(yīng)用中較為廣泛，本文對(duì)瀝青纖維碎石封層施工技術(shù)進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明，采用瀝青纖維碎石封層施工技術(shù)能有效提高公路路面使用性能，延長(zhǎng)公路使用壽命，提高公路行車(chē)舒適性和安全性。