纤维封层技术在我国的应用

2011-12-30潘虹蔡墉

中国新技术新产品 2011年4期

关键词：封层集料乳化

潘虹蔡墉

（江苏省交通技师学院，江苏镇江 212006)

1 纤维封层技术

1.1 定义

纤维封层技术是指采用纤维封层核心设备同时洒(撒)布沥青结合料和玻璃纤维，然后在上面洒布碎石经碾压后形成新的磨耗层或应力吸收中间层的一种新型道路建设施工和养护技术。

1.2 技术特点

1.2.1 良好的应力吸收和分散能力

纤维封层具有独特的网络缠绕结构，纤维本身具有高抗拉伸强度和高弹性模量值，可以有效地提高封层的抗拉、抗剪、抗压和抗冲击强度。利用纤维封层进行应力吸收中间层施工，不仅能够吸收摊铺层中的应力或车辆荷载产生的局部集中应力，使覆层所承受的张力通过纤维封层大面积地分散减少，有效抑制裂缝的产生；而且可以吸收和分散旧沥青路面原有裂缝或路基的反射应力，使旧沥青路面裂缝尖端产生的应力集中得以消除，有效地抑制反射裂缝出现，阻止了重载交通造成的路面破坏，极大地延长了道路的使用寿命。

1.2.2 高防水性

纤维封层用作沥青路面磨耗层，因其具有高弹性的模量值和较强的延伸力，抗拉强度远远大于温度变化带来的收缩拉应力或拉应变，降低了面层的低温脆裂性，能够有效抑制沥青路面低温收缩裂缝的产生，避免了水对面层的破坏。

1.2.3 高耐磨性

洒(撤)布乳化沥青、纤维和碎石后，集料进入由纤维与沥青结合料形成的网状结构中，压实成型后被结合料网状结构紧紧裹覆，形成了一个复合的力学嵌锁体系，类似微观领域中的分子结构物理模型。纤维、沥青和集料紧密相连，有效抑制了集料的滑移、脱落。因此，采用纤维封层作为磨耗层，能够极大地提高路面的耐磨性，有效延长沥青道路的使用寿命。

1.2.4 高稳定性

结合纤维封层形成的机理可知，其结构为1层沥青+1层纤维+l层沥青+l层碎石形成的致密网络缠绕结构。第2层沥青的连续洒布，更加提高了封层的密闭性。加之结构中起到加筋和桥接作用的纤维对上下两层沥青结合料产生极强的吸附作用，能非常容易地吸附沥青中的油分，增加其粘度和粘附力，能有效阻止沥青的流动。在原有路面上形成一层致密的保护膜，对沥青起到高温稳定、增韧阻裂的作用，从而避免了高温泛油造成的路面破坏，防止了路基因水渗透出现早期破坏，延长了沥青道路的寿命。

1.2.5 施工快捷性

纤维封层是一种连续施工的工艺，其独特的施工特点极大地缩短了沥青路面养护的时间。纤维碎石封层作为耐磨层施工时，改性乳化沥青破乳后20min即可开放交通；作为中间应力吸收层时则可更快开放交通。

2 材料要求

2.1 沥青结合料

纤维封层中应采用性能良好的改性乳化沥青，并宜优先选SBS/SBR聚合物胶乳改性乳化沥青，SBS/SBR改性剂剂量不宜小于3%。

路面状况、施工工艺类别、环境等因素是决定纤维封层改性乳化沥青类型和用量的关键因素。旧路面粗糙度越大，改性乳化沥青的用量就越大；耐磨层及面层养护时用量要比中间应力吸收层施工大一些；相对来说在高温季节施工改性乳化沥青用量要比低温季节施工用量小一些。

2.2 碎石

纤维封层中的碎石应采用玄武岩、花岗岩、石灰岩等碎石集料，选用时应综合考虑纤维封层的使用目的、乳化沥青的类型及与乳化沥青的相容性，力求碎石集料与乳化沥青有较高的早期粘结强度，并能保持长期稳定的粘结性能。

碎石集料尽量选用立方体形状、具有一定破碎面的粗集料，保证碎石在沥青结合料中达到合适的嵌入深度，形成稳定的嵌挤结构。碎石集料应洁净、无尘土及有机杂质，并且表面保持潮湿状态。

2.3 纤维

纤维封层中的纤维具有吸附沥青、加筋稳定、增韧阻裂的作用，应具有良好的切割性、较高的断裂强度和较好的吸油率。应采用喷射无捻粗纱型的玻璃纤维制品，并优先选用对环境污染小、对身体健康无害的无硼、无氟改进型玻璃纤维。纤维的长度一般为30～120mm之间，通常采用60mm。通常当路面龟裂严重时，纤维用量大一些，做应力吸收层时用量大一些。

3 施工工艺

3.1 先期处理

首先组织有关专家及技术人员到施工路段现场勘察路面状况，根据工程性质及路面龟裂、网裂情况、交通量大小来确定结构类型及施工方案。外业勘察后，进行纤维封层配合比设计，确定各种材料种类及其用量。在施工路段内必须设置施工安全警示标志，确定纤维封层设备的状态、设定等都正确及改性乳化沥青、集料配备设备都已经准备就绪。

3.2 施工

在保证原路面干燥的条件下进行纤维封层施工。加纤同步碎石封层车同时进行2层沥青喷洒、l层纤维、1层碎石撒布施工，行驶速度为3～4.5km/h(一般为3.6km/h)。加纤同步碎石封层车应保证喷洒沥青均匀，形成等厚度的沥青薄膜，必须保持乳化沥青(改性)温度在60℃左右，且喷洒高度适宜。碎石撒布应均匀一致,局部采用人工辅助方法。施工过程中要保持车速稳定，走线顺直。在施工的起点和终点要铺设油毡以保证起点和终点整齐美观，避免污染施工区外的路面。两幅搭接处10～15cm宽的沥青上不撒布集料，等下一幅施工时沿预留沥青边缘撒布碎石。

3.3 碾压

在全段撒(洒)布未完成前采用胶轮压路机进行碾压，碾压时压路机以6km/h速度碾压3～4次,一般使用1～2台胶轮压路机，但数量和型号取决于需要碾压区域的宽度和集料的粒径。轮胎压路机的吨位应以没有集料被压碎的情况下达到最适宜的材料嵌入深度为标准。

3.4 初期养护及开发交通

一般待乳化沥青完全破乳后清扫路面的多余碎石，禁止紧跟压路机立即清扫，清扫应该从路面中间开始，向边缘进行，每个车道充分清扫3次。

待养生成型后，即可开放交通，但是车速应限制在40km/h以下，防止快速行车造成碎石松动移位、飞溅剥离，影响最终成型质量。

3.5 注意事项

施工过程中应尽量减少横接缝、纵接缝，合理对接接缝；胶轮压路机应在乳化沥青破乳前及时碾压；施工前应确保路面干燥，雨天或雨后路面潮湿时不得进行施工；洒布过程中应防止因沥青温度过低，导致粘度过高造成喷嘴堵塞；维持良好的施工秩序，施工车辆不得随意驶入作业区。