改性乳化沥青纤维同步碎石封层技术的应用

2014-04-15刘庆华

交通运输研究 2014年10期

刘庆华

（新疆公路工程咨询公司，新疆乌鲁木齐 830000）

0 引言

随着我国经济的不断增长，公路运输承担了越来越重要的责任。公路的质量直接关系到公路的服务水平。目前，我国大多数公路进入了养护维修阶段，如果公路得不到及时的养护和维修，将会直接影响到行车的安全。在出现早期病害的路段采取合适的预防性养护措施，能够起到良好的效果。改性乳化沥青纤维具有良好的抗滑性能和防水性能，在施工过程中，将纤维通过专门的工艺切割，保证纤维在沥青混合料中能够均匀分布，与沥青混合料相互衔接在一起，形成网络结构，该网络结构具有较高的弹性和强度，能够有效分散路面的受力。以下将结合工程实例来进一步探讨改性乳化沥青纤维同步碎石封层技术在施工中的应用。

1 项目概述

省道221线喀拉巴斯至34道班（K247+000～K268+000段）修建于2002年9月，由原三级公路升级改造为二级公路，期间未进行其他改建，至今运营11年。路面结构为：4cm沥青混凝土面层+18cm水泥稳定砂砾基层+34cm天然砂砾底基层。路面设计使用年限为12年。经调查，本段沥青路面总体平整状况和强度较好，主要病害为横向裂缝、纵向裂缝、修补及桥涵两侧跳车；裂缝以横向贯通裂缝居多，其中大部分贯通横断面，小桥、明涵两侧存在修补不平整；局部存在推移及零星松散、坑槽病害。全段大部分横向裂缝已进行了灌缝和贴缝带处理，其中灌缝处理过的裂缝填缝料松散、脱落，缝宽有发展，已失去填缝作用；2012年K248+000~K261+000段路面裂缝采取贴缝带处理后，现在少部分贴缝带出现脱落或位移现象。

省道221线34道班至塔岔口（K268+000~K293+150段）修建于1999年，由原三级公路改造为二级公路，除2011年对K284+000~K292+420实施沥青复原外，其他路段没有进行改建，至今运营13年，路面结构为：6cm沥青混凝土面层+18cm水泥稳定砂砾基层+34（20）cm天然砂砾底基层。路面设计使用年限为12年。经调查，本段沥青路面总体平整状况和强度较好，局部路段路面翻浆（K280+040~K280+360），一般路段主要病害为横向裂缝、纵向裂缝、龟裂、松散（剥落）、坑槽及修补；路面裂缝以横向贯通裂缝居多，松散及路面修补大多位于行车道右侧。由于原勘测工作在冬季完成（气温低、两侧路肩被冰雪覆盖），路面病害反映不全面，存在路面强度、裂缝和硬路肩状况调查及评价差异性；通过春融后补充调查（检测）、对比，结论如下：路面横向裂缝总量不变，其重度裂缝减少了10%；纵向裂缝的硬路肩范围裂缝有所增加，原调查重度裂缝减少，有些轻度裂缝消失，计算总量与原调查结果基本吻合。

K280+040~K280+360段路面回弹弯沉值较大，K280+000~K280+500回弹弯沉代表值为175.6（0.01mm）；K280+131~K280+140和K280+265~K280+280左半幅路基路面已翻浆，未翻浆路段路面沉陷大（约50mm）。K287+160~K288+160、K292+000~K292+500段路面裂缝多，剥落坑槽严重、其中K292+000~K292+500段路面回弹弯沉较大，弯沉代表值为83.9（0.01mm）。经挖探K268+740~K291+650段路面中线左右侧约4.75m外路面结构（硬路肩）与行车道不同，沥青面层厚度仅为2cm，基层为级配砾石，其交界面与行车道交界面结构层明显不同，在中线左右侧4.7~4.8m处分别呈现一条贯通的路面纵向裂缝（缝宽3~5mm）。全段大部分横向裂缝进行了灌缝和贴缝带处理，其中灌缝处理过的填缝料松散、脱落且缝宽有发展，大部分已失去填缝作用。2011年K269+000~K283+000段路面裂缝贴缝带处理12 556m，少部分贴缝带出现脱落或位移现象。K284+000~K293+420段为2011年实施沥青复原剂段落，从路面破损检测指标调查评价，此段与K268+000~K284+000段路面破损状况没有明显差异。

2 局部病害处治方法

（1）路面纵横向裂缝处治

对于缝宽3~5mm的裂缝不做处理；对于5~10mm的裂缝，开槽（切缝宽度约10~15mm，深度20mm）并清缝后，填充灌封剂；对于大于10mm的裂缝，用高压风枪清理缝隙后，灌填缝剂。灌缝填充材料应填充饱满密实、与原路面平齐；灌缝材料与路面黏结牢固，无脱开；裂缝处不渗水。

（2）路面修补不平整（车辙）及涵洞两侧错台的处治

对于高出原路面部分（包括车辙），采取铣刨处理，需控制铣刨位置、深度及平整度；对于路面不平整且低于原路面部分，撒布黏层油，采用砂粒式沥青混凝土找补并人工整平，压路机碾压。

（3）路面松散、坑槽及剥落的处治

铣刨松散层1~2cm，清理干净后采用砂粒式沥青混凝土找平。而针对严重龟裂，采取挖除沥青面层及基层的方式，用4.5%水泥稳定砂砾找补基层，压实后洒布热沥青，重铺沥青混凝土面层。

3 改性沥青纤维碎石封层技术

路面采用改性乳化沥青纤维碎石封层进行预防性养护后，使原路面具备了足够的结构强度。原路面的裂缝、坑槽、车辙等病害事先处理后，加铺改性乳化沥青纤维碎石封层才能延长原路面的使用寿命。因此在对路面的病害进行相应处理后，加铺改性乳化沥青纤维碎石封层，作为预防性养护措施。

3.1 施工准备

施工前纤维封层设备一台；与纤维封层技术施工配套的设备有25m3保温改性乳化沥青罐车一台、碎石撒布机两台、胶轮压路机26t两台、路面清刷机两台，若干小型机具。

3.2 原材料选择

（1）乳化改性沥青选用阳离子型聚合物改性乳化沥青，改性剂剂量通常不少于3%，当天生产后能在第二天使用完成时可选用1d的试验。乳化沥青黏度以恩格拉黏度为准，改性乳化沥青洒布温度宜控制在50~70℃之间。可作为纤维封层结合料的沥青包括SBS，SBR等各种改性乳化沥青，通过室内相关试验确定改性乳化沥青的改性剂品种和改性剂剂量；沥青用量在1.8~2.2kg/m2之间。

（2）纤维选用喷射无捻粗纱型玻璃纤维。轴式纤维盘的纤维平均用量为50~120g/m2，具体用量需通过室内相关试验予以确定。纤维长度为30mm，60mm，120mm，具体用量需通过室内试验予以确定，在未进行相关试验时，通常选用长度为60mm的纤维。纤维物理性能要求：可燃物含量为1.35%，含水率为0.1%，线密度为2400tex，纤维直径为13um。碎石应选择坚硬、粗糙、耐磨、洁净的集料，宜选用规格5~10mm，并严格控制粉尘含量（小于0.075mm，含量比例不大于1%）。

3.3 纤维封层施工

施工时选用满足技术要求的乳化沥青，喷洒前应用强力清刷机清扫路面，表面无灰尘即可，具体检测方法采用目测法，即采用空压机吹原路表面未见粉尘。用法国赛格玛纤维封层设备喷洒改性乳化沥青第一层，同步喷洒纤维和第二层改性乳化沥青，应保证洒布均匀，起步和终止时必须采取措施，避免喷洒过量或过少。要调整好横向搭接处的宽度，避免搭接处喷洒过多或漏洒，控制车速在3~4.5km/h，最佳车速为3.6km/h。

3.4 撒布碎石

碎石撒布车紧跟纤维封层车，边倒车边撒布碎石，车速与纤维封层车厢配合，车速不宜过快，撒布不到位的区域应及时处理，确保撒布均匀。碎石撒布全部在改性乳化沥青破乳之前完成。

3.5 碾压

碎石撒布后，应立即用轮胎压路机跟进作业，碾压2~3遍，初压不宜超过2km/h，碾压速度宜控制在2.5km/h左右，压路机重量不宜过重，以免将碎石压碎降低封层表面的抗滑性能。经稳压后的碎石颗粒侵入深度为颗粒粒径的1/2为宜。分幅进行施工时，应做好搭接缝的处理。两幅搭接处第一幅暂留5~10cm宽度不撒骨料，养生后的厚度为8~10mm。

对施工完毕的路段封道1~2h，待乳化沥青完全破乳后方可开放交通，且刚开始通车时严格限制载重车辆通行，控制其他车辆限速通行。通车一周后对路面进行一次清扫，可进行临时性冷标线处理，划分车道，确保交通安全。