玄武岩纤维沥青碎石封层在预防性养护中的应用

杜振宇

甘肃省兰州公路局中川公路段 甘肃兰州 730000

1 原材料选择

玄武岩纤维封层施工材料的选择根据不同原路面表面采用不同的纤维和沥青用量而不同，具体用量根据路面实际情况而定。

1.1 乳化沥青

乳化沥青只有具有足够的粘结性能，才能保证骨料与原路面，骨料与骨料之间的粘结；在封层没有成型前，乳化沥青必须有一定的流动性，以确保在胶轮的压实作用下有足够的爬升能力，只有这样才能确保玄武岩纤维沥青碎石封层的质量[1]。

1.2 玄武岩纤维

玄武岩纤维为玄武岩高温融化后拉丝切割成型的纤维材料，与上面层所采用的玄武岩碎石为同种材料，具有很好的结合性。玄武岩纤维的用量根据试验研究采用，玄武岩纤维现场实际将纤维切割成 60mm。

1.3 玄武岩碎石

碎石采用玄武岩纤维碎石，级别为：3mm-5mm。

2 玄武岩纤维碎石封层的优点

2.1 应力吸收和分散能力较好

鉴于纤维封层具有独特的致密网络缠绕结构，以及纤维材料本身具有高抗拉伸强度和高弹性模量值的特性，使纤维封层除了具有抗压、抗拉、抗剪、抗冲击强度等特性，还具有很强的张力和弹力，进而加强了纤维封层对外界应力时，具有超强的分散和吸收能力[2]。

2.2 高耐磨性

在纤维封层施工中，所使用的碎石一般采用玄武岩，玄武岩本身就具有耐磨损的性质，而将碎石紧密的与纤维和沥青结合在一起，形成一种紧紧裹缚在一起的网状结构，其结构也是一个嵌锁型的复合力学体系，能够有效防治骨料脱落和滑移的现象，从而提高公路路面的耐磨性。

2.3 高防水性

路面的养护工作中，最大的“敌人”就是水。由于纤维封层中的纤维和沥青结合起来，具有很强的吸附作用，对于路面形成一层高密度保护膜，对路面起到有效防水的作用。

2.4 高稳定性

纤维封层的致密网络缠绕结构，具有两层沥青进行裹缚，提高了纤维封层的密闭性，加之结构中的纤维起到加筋和桥接的作用，使两层沥青结合料更具有极强的吸附能力，具有的粘附力还能有效阻止沥青流动。

2.5 施工快捷性

由于纤维封层的施工便捷，所以在公路养护工程中，能够缩短工期，加快了养护施工的速度，能够提早恢复交通运行，这正是道路养护技术先进性的体现。

3 施工

3.1 施工准备

（1）原路面的先期处理。首先，对原路面存在的裂缝、拥包以及车辙铣刨上面层后回填沥青混合料；对坑槽进行开挖换填，对玄武岩碎石进行清洗并晒干；最后，在施工前要对路面进行彻底清扫，确保路面无尘土、杂物。

（2）乳化沥青洒布量。如果乳化沥青洒布过多，在行车碾压过程中，沥青会从石料的空隙中溢出，导致路面泛油，摩擦系数降低，尤其在潮湿的天气里； 相反，则不能将骨料固定住，会出现掉粒、松散等病害，因此合适的洒布量很重要。

3.2 试验段

先在一段路面上进行一次试验路施工作业，并根据效果对乳化沥青喷洒量、纤维洒布量、碎石洒布量及碎石撒布速度等参数进行调整，直到达到预期效果后，再进行连续长距离的施工。

3.3 同步洒布乳化沥青和玄武岩纤维

纤维封层设备1台，同时进行2层沥青和1层玄武岩纤维的撤布施工，均匀撒布在第一层沥青上，同时洒布第2层沥青，乳化沥青适宜温度为60℃，通过试验段研究调整，确定乳化沥青用量宜采用1.7kg/m 、玄武岩纤维用量宜采用70g/m；封层设备车速应控制在3-4.5km/h，最佳车速为3.6km/h。

3.4 撒布碎石

碎石撤布车续接跟进纤维封层设备进行碎石撒布，碎石撒布车撒布宽度调整到与沥青幅宽相同，可在0.26 ～3.75m之间调整，车速与纤维封层设备相匹配。根据试验段研究调整，确定合理碎石撒布用量为15.3kg/m 。纤维封层的集料如果覆盖率过低，沥青将老化加剧、路面泛油； 相反则导致石料脱落、材料浪费。

3.5 局部处理

每车料起点、终点纵向裂缝处视具体情况进行人工处理，过厚或过薄地区进行人工找平，所有这些工作应尽量在最短时间内完成，石料撒布应在沥青破乳前施工完毕。

3.6 碾压

撒布一段碎石，应立即用20t胶轮压路机跟进碾压作业，碾压2-3遍，碾压初始速度不宜超过2km/h，以后可适当增加。经稳压后的碎石侵入深度为粒径的1/2为宜。

3.7 初期养护与开放交通

在乳化沥青撒布、破乳及初步碾压后，此时，由于沥青结合料与碎石之间的粘结强度还未达到一定要求，故不可开放交通，一般4h后方可开放交通，设立标志或派人把守，使过往车辆车速限制在40km/h以内，防止快速行车造成碎石松动移位、飞溅剥离。在开放交通后，纤维封层需要经过自然行车的长期碾压，粘结强度不断增长，最终形成稳定的薄层结构。

4 质量评价和验收

封层的质量验收指标包括外观质量、厚度、平整度、宽度、石料剥落、构造深度、摩擦系数摆值、渗水系数等。

5 结语

玄武岩纤维碎石封层是一种预防性养护，它在施工中同时分撒沥青粘结料和纤维，然后将碎石均匀撒布在路面上，经过碾压之后形成新的磨耗层。其结构是沥青、纤维、碎石的相结合，利用物料相互作用而形成一种致密的纤维封层。因此，造就了纤维封层具有抗拉、抗压、抗剪以及抗冲击强度的特性，给路面形成一层致密的保护膜，预防路面遇高温泛油、路基受水渗透二破坏的现象，从而达到保护路面的效果，延长道路的使用寿命。具有养护成本低，养护效果好等优点，其作为沥青公路的预防性养护技术将越来越受到重视。