李靖

（邢臺(tái)市公路建設(shè)養(yǎng)護(hù)中心，河北 邢臺(tái) 054001）

0 引言

預(yù)防性養(yǎng)護(hù)與傳統(tǒng)意義上的道路養(yǎng)護(hù)有本質(zhì)上的差別。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)主要具有以下兩方面的作用：其一，盡可能延長(zhǎng)道路良好狀態(tài)的時(shí)間；其二，在合適時(shí)間采用適宜的方法對(duì)目標(biāo)道路實(shí)施養(yǎng)護(hù)處理。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的提出和應(yīng)用是當(dāng)前道路養(yǎng)護(hù)的一次重大革新，能使公路養(yǎng)護(hù)從產(chǎn)生破壞后進(jìn)行維修轉(zhuǎn)變?yōu)樵趽p壞產(chǎn)生前就采取措施進(jìn)行預(yù)防，這樣不僅能防止破壞發(fā)生，延長(zhǎng)路面使用壽命，還能減少用于后期維修的費(fèi)用。

1 瀝青纖維碎石封層特點(diǎn)

瀝青纖維碎石封層是指借助相關(guān)設(shè)備對(duì)瀝青黏結(jié)料與玻璃纖維同時(shí)進(jìn)行撒布，之后在其上層撒布一層碎石，再通過(guò)碾壓形成一個(gè)全新磨耗層（也可作為應(yīng)力吸收層使用）。目前在很多國(guó)家都得到了普及，根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果可知，采用該技術(shù)能有效改善路面質(zhì)量，提高不少于30%抗拉強(qiáng)度與抗疲勞性能以及至少300%的抵抗車轍的能力[1]。

該封層結(jié)構(gòu)采用專門的施工方法在上下兩層對(duì)纖維進(jìn)行均勻撒布，使其在瀝青結(jié)合料當(dāng)中處于亂向均勻分布狀態(tài)，通過(guò)相互搭接和混合料之間形成緊密的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于在新建基層與面層間增鋪一道強(qiáng)度與彈性均很高的網(wǎng)墊，該封層結(jié)構(gòu)主要具有以下幾方面特點(diǎn)。

（1）封層結(jié)構(gòu)特殊，呈網(wǎng)格纏繞狀，因纖維材料的彈性模量與抗拉伸強(qiáng)度都很高，所以能增強(qiáng)封層結(jié)構(gòu)自身抵抗拉伸、剪力、壓力與沖擊的能力，進(jìn)而防止路面裂縫尖端出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，避免反射裂縫產(chǎn)生，延長(zhǎng)路面結(jié)構(gòu)使用壽命。

（2）采用專門的設(shè)備完成施工后立即撒布一層碎石集料，完成后集料將進(jìn)入到由路面結(jié)合料和纖維構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，再通過(guò)壓實(shí)使結(jié)構(gòu)達(dá)到緊固，產(chǎn)生嵌鎖結(jié)構(gòu)，防止骨料發(fā)生滑移與脫落現(xiàn)象?；诖?，采用該封層結(jié)構(gòu)能增強(qiáng)路面耐磨性[2]。

（3）該封層結(jié)構(gòu)由瀝青、纖維、瀝青和碎石構(gòu)成，通過(guò)連續(xù)灑布瀝青，能增強(qiáng)封層自身密閉性，而纖維能起到橋接以及加筋的作用，使原路面上形成保護(hù)膜，從而增強(qiáng)路面防水性能，防止由于水損害引起的各類早期破壞。

（4）纖維有較大的比表面積，能良好吸附結(jié)合料，提高黏度與黏附力，使瀝青在高溫條件下依然保持穩(wěn)定，從而防止由于路面高溫導(dǎo)致的泛油和其他破壞。

（5）該封層結(jié)構(gòu)施工可直接借助專門的設(shè)備進(jìn)行，整個(gè)施工過(guò)程保持連續(xù)，能大幅縮短養(yǎng)護(hù)時(shí)間，進(jìn)而減少道路封閉時(shí)間[3]。

2 瀝青纖維碎石封層材料要求

根據(jù)原路面實(shí)際情況（構(gòu)造深度與平整度等）確定纖維、碎石與瀝青等材料的類型。配合比設(shè)計(jì)完成后還應(yīng)做好各項(xiàng)試驗(yàn)，以驗(yàn)證設(shè)計(jì)是否合理可行。試驗(yàn)內(nèi)容包括：抗滑性能試驗(yàn)、濕輪磨耗試驗(yàn)、負(fù)荷輪黏砂試驗(yàn)、車轍變形試驗(yàn)與力學(xué)性能試驗(yàn)，不同材料需達(dá)到的要求如下。

2.1 瀝青結(jié)合料

在該封層結(jié)構(gòu)施工中使用的改性乳化瀝青，應(yīng)達(dá)到以下質(zhì)量要求：①電荷粒子應(yīng)為陽(yáng)離子；②恩格拉黏度應(yīng)為8~30；③瀝青標(biāo)準(zhǔn)黏度應(yīng)為12~60；④蒸發(fā)物含量不能低于65%；⑤蒸發(fā)殘留物性質(zhì)：針入度（100g,25℃,5s）應(yīng)為40~100（0.1mm）；軟化點(diǎn)不能低于57℃；延度（5℃）不能低于20cm；溶解度（三氯乙烯）不能低于97.5%；彈性恢復(fù)度（25℃,1h）不能低于60%；⑥儲(chǔ)存穩(wěn)定性：1d質(zhì)量損失不超過(guò)1%，5d質(zhì)量損失不超過(guò)5%。噴灑用量通常按照1.5~2.0kg/m2嚴(yán)格控制[4]。

2.2 集料

碎石應(yīng)達(dá)到以下各項(xiàng)質(zhì)量要求：①石料壓碎值不能超過(guò)26%；②石料磨光值應(yīng)達(dá)到42BPN以上；③洛杉磯磨耗損失不能超過(guò)28%；④表觀相對(duì)密度不能小于2.6t/m3；⑤吸水率不能超過(guò)2%；⑥針片狀顆粒含量不能超過(guò)15%；⑦粒徑在0.075mm以內(nèi)的顆粒含量應(yīng)達(dá)到1%以上。

集料級(jí)配對(duì)封層結(jié)構(gòu)性能有很大影響，經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)可知，在該封層結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中，采用單一粒徑的集料與有一定級(jí)配的集料相比，前者的使用效果更好，這主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：其一，礦料的間隙率相對(duì)較大，有足夠空間用于結(jié)合料的填充，使瀝青和集料之間牢固黏結(jié)；其二，采用單一粒徑的碎石施工而成的封層結(jié)構(gòu)和車輛輪胎之間的接觸面積相對(duì)較大，有利于提高路面的抗滑性能；其三，采用單一粒徑的碎石施工而成的封層結(jié)構(gòu)之間有良好排水渠道，可提高路面排水性能；其四，采用單一粒徑的碎石施工而成的封層結(jié)構(gòu)，其設(shè)計(jì)與施工控制難度較低，有利于保證施工質(zhì)量[5]。

2.3 纖維

實(shí)際工程中使用的纖維材料以噴射無(wú)捻粗紗型玻璃纖維為宜。當(dāng)為卷軸式纖維盤時(shí)，其用量需控制在50~70g/m2，具體用量要采用試驗(yàn)的方法來(lái)確定，如果條件受到限制無(wú)法開(kāi)展試驗(yàn)，則可采用60g/m2的用量。對(duì)于纖維長(zhǎng)度，主要分為30mm,60mm和120mm三種，不同長(zhǎng)度纖維的具體用量均需采用室內(nèi)試驗(yàn)的方法確定；對(duì)于纖維的物理性能，以當(dāng)前最常用的HB6000型為例，其可燃物含量為1.35%，含水率為0.1%，線密度為2 400TEX，纖維直徑為11μm，要求有良好的包裝。為達(dá)到理想使用效果，現(xiàn)在越來(lái)越多的施工中開(kāi)始使用玄武巖纖維，因?yàn)檫@種纖維材料的性能更好，包括耐磨性、抗氧化性、抗壓縮性以及和瀝青材料之間的黏結(jié)性等[6]。

3 瀝青纖維碎石封層技術(shù)應(yīng)用

3.1 項(xiàng)目概況

某國(guó)道主干線路線總長(zhǎng)約483km，A段起訖樁號(hào)為K86+000—K174+600，總長(zhǎng)約88.6km，按一級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。該段公路建成至今已有十余年的時(shí)間，路基寬24.5m，采用瀝青混凝土路面。投入使用五年后全線增鋪一層4cm厚瀝青混凝土。六年后進(jìn)行改建，路基寬度保持不變，分隔帶從兩側(cè)變?yōu)橹蟹謳?。該段公路建成通車時(shí)的路面結(jié)構(gòu)層次為：4cm后AC-13混凝土+5cm厚AC-20混凝土+26cm厚二灰穩(wěn)定碎石+宕渣。全線增鋪面層后路面結(jié)構(gòu)層次變?yōu)?cm厚AC-13混凝土+4cm厚AC-13混 凝 土+5cm厚AC-20混 凝 土+26cm厚 二灰穩(wěn)定碎石+宕渣；改建后路面結(jié)構(gòu)層次變?yōu)椋?cm厚AC-13混凝土+5cm厚AC-20混凝土+4cm厚AC-13混凝土+4cm厚AC-13混凝土+5cm厚AC-20混凝土+26cm厚二灰穩(wěn)定碎石+宕渣。根據(jù)公路沿線勘測(cè)與調(diào)研成果，該項(xiàng)目總體結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定，但路面病害數(shù)量較多，經(jīng)研究決定采用加鋪瀝青纖維碎石封層的方法實(shí)現(xiàn)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。

3.2 技術(shù)應(yīng)用

瀝青纖維碎石封層施工時(shí)，應(yīng)注意以下幾方面要點(diǎn)：

（1）施工開(kāi)始前先對(duì)原路面上存在的各類病害進(jìn)行修補(bǔ)處理，然后將路面清掃干凈，通過(guò)檢查確認(rèn)合格后方可開(kāi)始下一道工序的施工。

（2）對(duì)經(jīng)檢查確認(rèn)合格的路面實(shí)施放樣，并選擇最佳的施工方案，按照方案的要求備好各類機(jī)械設(shè)備與材料，準(zhǔn)備開(kāi)始施工。

（3）選擇適宜的試驗(yàn)段，將預(yù)先準(zhǔn)備完成的機(jī)械設(shè)備轉(zhuǎn)運(yùn)到施工路段中，在裝配完成之后按照現(xiàn)場(chǎng)放出的尺寸對(duì)邊線進(jìn)行控制，使其達(dá)到順直和美觀，并做好厚度控制，按照最佳要求對(duì)乳化瀝青實(shí)際噴灑用量進(jìn)行控制。對(duì)碎石的撒布數(shù)量也要予以嚴(yán)格控制，使厚度達(dá)到均勻、顆粒之間的嵌擠達(dá)到密實(shí)，尤其是要確定好纖維數(shù)量，此外還要提高表層強(qiáng)度，在封水的同時(shí)防止裂縫不斷傳遞，以試驗(yàn)段施工得到的結(jié)果為依據(jù)為現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)工作提供正確指導(dǎo)?；谠囼?yàn)結(jié)果，明確后續(xù)大規(guī)模施工方案，準(zhǔn)備開(kāi)始大面積施工。施工完成的路段需做好臨時(shí)封閉，封閉時(shí)間一般為1~3h，具體封閉時(shí)間要結(jié)合實(shí)際情況確定，在封閉期間還要做好養(yǎng)護(hù)。

（4）瀝青材料生產(chǎn)與噴灑和纖維噴灑應(yīng)保持同步。施工所用乳化瀝青必須達(dá)到技術(shù)要求，在正式噴灑前應(yīng)先對(duì)原路面進(jìn)行清掃，做到表面沒(méi)有灰塵和雜物，然后借助專門的設(shè)備對(duì)瀝青進(jìn)行噴灑，在噴灑第二層瀝青時(shí)同步撒布纖維，確保瀝青與纖維的撒布均保持均勻，并在起步和終止的過(guò)程中都要采取有效措施，防止灑布數(shù)量不足或過(guò)量，在橫向搭接部位應(yīng)做好寬度調(diào)整，防止搭接部位噴灑數(shù)量過(guò)多或遺漏，設(shè)備的行駛速度一般按照3.0~4.5km/h控制，一般將3.6km/h作為最佳行駛速度。

（5）碎石撒布車需緊跟前方纖維封層車，撒布車的速度應(yīng)和纖維封層車達(dá)到匹配，且以倒車方式撒布，注意車速不能太快。在對(duì)接頭部位進(jìn)行撒布的過(guò)程中，要提前啟動(dòng)撒布車，在即將到達(dá)接頭部位時(shí)應(yīng)將撒布車提前關(guān)閉，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理撒布不到位的位置，保證撒布均勻。碎石撒布需要在瀝青破乳之前結(jié)束。

（6）將碎石撒布完成后，需立即借助輪胎式壓路機(jī)連續(xù)碾壓2~3遍。在初壓過(guò)程中，壓路機(jī)的速度按照不超過(guò)2km/h控制；復(fù)壓過(guò)程中，壓路機(jī)的速度按照不超過(guò)2.5km/h控制。完成穩(wěn)壓后，碎石浸入度應(yīng)達(dá)到其粒徑的1/2。如果采用分幅的方法施工，則要對(duì)搭接縫予以有效處理，在兩幅搭接部位的第一幅預(yù)留5~10cm的寬度暫時(shí)不予撒布骨料，在第二幅沿留設(shè)的邊緣實(shí)施撒布。

（7）待以上各道施工完成且瀝青破乳之后即可開(kāi)放路段的交通，但要注意對(duì)路段來(lái)往車輛予以嚴(yán)格的速度限制，通過(guò)設(shè)立標(biāo)志或安排專人把守，確保車輛的行駛速度不超過(guò)20~30km/h，并禁止重載車輛進(jìn)入。對(duì)于散落在邊緣處的骨料應(yīng)盡快將其清除干凈。通車7d后全面清掃一次路面，與此同時(shí)還要做好冷標(biāo)線處理，對(duì)超車道與主車道予以劃分，從而保證交通安全。

（8）做好交工驗(yàn)收檢驗(yàn)。需檢查的項(xiàng)目包括：外觀、寬度、滲水試驗(yàn)和構(gòu)造深度，針對(duì)不同檢驗(yàn)項(xiàng)目要采用不同的方法、頻率。對(duì)于外觀檢驗(yàn)，主要采用目測(cè)的方法進(jìn)行，檢測(cè)要覆蓋全線，質(zhì)量要求為達(dá)到密實(shí)，沒(méi)有松散；對(duì)于寬度檢驗(yàn)，采用尺量的方法進(jìn)行，檢測(cè)頻率為每1km設(shè)置20個(gè)檢測(cè)斷面，要求不小于設(shè)計(jì)確定的寬度值；對(duì)于滲水試驗(yàn)，采用滲水儀進(jìn)行，檢測(cè)頻率為每1 000m2設(shè)置1處檢測(cè)斷面，要求滲水量不超過(guò)5mL/min；對(duì)于構(gòu)造深度，采用構(gòu)造深度儀進(jìn)行檢驗(yàn)，檢測(cè)頻率為每1km設(shè)置5個(gè)測(cè)點(diǎn)，要求達(dá)到0.55以上?？紤]到當(dāng)前不同地區(qū)在施工上有很大差別，所以封層厚度可不作為硬性驗(yàn)收指標(biāo)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)屬于強(qiáng)制保養(yǎng)措施范疇，具有一定周期性，并不局限于路面是否產(chǎn)生損壞，通過(guò)采用一些先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)，以確定道路存在的各類早期病害，發(fā)現(xiàn)所有隱藏在內(nèi)部的隱患和病害，然后加以針對(duì)性養(yǎng)護(hù)處理。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的核心在于采用成本效益達(dá)到最佳的養(yǎng)護(hù)技術(shù)保證養(yǎng)護(hù)管理工作的計(jì)劃性。纖維瀝青碎石封層是當(dāng)前主流的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)措施之一，通過(guò)對(duì)其形成機(jī)理及技術(shù)特點(diǎn)的分析可知，該預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)具有其他傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)方法無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，可在保證養(yǎng)護(hù)效果的同時(shí)減少養(yǎng)護(hù)成本，有極為廣泛的應(yīng)用前景。但這項(xiàng)技術(shù)在我國(guó)的研究和應(yīng)用還不成熟，無(wú)論是施工技術(shù)還是檢測(cè)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)都亟待完善和統(tǒng)一，需要不斷積累經(jīng)驗(yàn)和深入完善，以促進(jìn)該項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際工程中得到更廣泛的應(yīng)用。