冷拌冷铺超粘纤维磨耗层研究与应用

曹沈阳

（甘肃省兰州公路管理局，甘肃 兰州 730030）

1 引言

冷拌冷铺超粘纤维磨耗层是由冷拌冷铺混合料、粘层油、纤维和复合改性乳化沥青促成的新型纤维冷拌冷铺混合料体系。冷拌冷铺施工技术减少了大型拌合站运行时加热、沥青保温对能源的巨大消耗；粘层油喷洒加强了新铺磨耗层与原路面间的层间粘结；混合料体系中加入纤维可以使铺筑的磨耗层形成牢固的网状结构；使用复合改性乳化沥青作为冷拌沥青混合料粘接材料提供更好的内部粘结和高低温性能。因此，该项技术兼顾了粘结性、防裂性、防水性、耐久性、环保性、经济性。同时，该技术采用新的级配设计方案，可使冷铺沥青混合料的厚度提升至2cm，拓展了冷铺技术的应用范围。

2 技术原理及性能指标要求

2.1 技术原理

冷拌冷铺超粘纤维磨耗层技术结合了超薄磨耗层（NovaChip）及微表处（MicroSurfacing）两种技术的优点，依托加入纤维（玻璃纤维、聚酯纤维、聚丙烯纤维、玄武岩纤维等）的冷拌和工艺和改良的粘结层工艺，加强了吸附程度，延长道路的使用寿命，大大提高了路面的各项性能。冷拌冷铺超粘纤维磨耗层工艺克服了超薄磨耗层（NovaChip）技术高耗能、高污染和高成本的缺陷，且相对微表处技术有更好的耐久性、防裂性、防水损性。

2.1.1 工艺原理

冷拌冷铺超粘纤维磨耗层施工中，先喷洒乳化沥青粘结料，然后同步摊铺掺入纤维的超粘磨耗冷拌沥青混合料。他类似在原有路面基础上或新建道路基层和面层之间，加铺了一层具有高弹性和高强度的磨耗层及防水抗裂层。

2.1.2 设备原理

冷拌冷铺超粘纤维磨耗层施工采用专用的超粘纤维磨耗层施工车将复合改性乳化沥青、粗细集料、填料、玻璃纤维、水及添加剂等按照设计配合比拌和成稀浆混合料，摊铺到已同步喷洒复合改性乳化沥青粘层的原路面上，形成能短时间内开放交通的具有优良路用性能的薄层罩面。超粘纤维磨耗层施工车如图1所示。

图1 超粘纤维磨耗层施工车

超粘纤维磨耗层施工车相较于微表处摊铺机：增加了超粘乳化沥青粘层油喷洒系统，摊铺作业时可在摊铺箱前同步喷洒粘层油；增加了纤维计量剪切系统，纤维剪切系统位于拌和器上方，在摊铺作业时可定量剪切纤维束，经计量剪切好的纤维在拌和器内被均匀搅拌分布到混合料中。

2.2 性能指标

1）混合料各原材料用量推荐范围

表1 超粘纤维磨耗层混合料各原材料用量推荐范围

2）超粘纤维磨耗层混合料技术指标

表2 超粘纤维磨耗层的技术指标

3）超粘纤维磨耗层级配范围

混合料级配采用连续级配，级配范围如表3。

表3 超粘纤维磨耗层级配范围

3 施工工艺

超粘纤维磨耗层施工工艺流程如图2所示。

图2 超粘纤维磨耗层施工工艺流程图

4 经济效益与社会效益分析

4.1 经济效益

将2cm厚冷拌冷铺超粘磨耗层与2cm厚Novachip、5cm热拌改性沥青混合料三种施工工艺进行成本分析，结果如表4所示。

表4 三种不同材料施工成本对比分析

经三种方案对比，2cm冷拌冷铺超粘磨耗层费用更低，比2cm厚Novachip每平方节约费用21.1%，比5cm热拌改性沥青混合料每平方减少费用33.2%，而且不需要使用热沥青拌和设备，更加环保，施工更灵活。

4.2 社会效益

冷拌冷铺超粘纤维磨耗层由于采用冷铺技术，相较于采用热料的Novachip减少了集料加热、沥青加热、拌合站拌和三个高耗能、高污染施工环节，节能87.7%，每吨混合料减少碳排放30.2kg。

5 结语

冷拌冷铺超粘纤维磨耗层作为一种新型技术，结合了微表处的材料特点和Novachip的施工工艺，具有优异的粘结性、防裂性、防水性、耐久性、环保性和经济性。本文根据该项技术的特点，改装了微表处摊铺机，实现了粘层油撒布与冷拌冷铺超粘纤维磨耗层同步摊铺及摊铺厚度2cm的技术超越，同时对冷拌冷铺超粘纤维磨耗层的原材料及混合料的性能提出了要求。另外，与Novachip、热拌改性沥青混合料进行了成本及经济效益分析，成本分别降低21.1%、33.2%，节能87.7%，每吨混合料减少碳排放 30.2kg。