纤维碎石沥青柔性下封层施工工艺研究

高伟正

（上饶市余干公路事业发展中心,江西 余干 335100）

0 引言

封层是沥青路面经常应用的一种路面附加结构层技术，是在沥青结构层表面增加一层特配沥青混合料来增强和保护路面结构层的技术性能，具有形成复合结构层、提高结构层稳定性、增加路面承载力、修补整平、防水、抗反射开裂、抗滑、抗老化、提高道路的安全性、舒适性和持久性等一系列技术功效，因此为沥青路面建设所广泛应用。封层有表面封层和下封层之分，前者处于路表，后者为沥青结构层所覆盖，属于路面内部结构层。虽然下封层不比表面封层那样技术标准严格，但存在质量和功效不足同样密切影响路面整体性能。某高速公路在沥青路面建设中采取纤维碎石沥青柔性下封层工艺，没有因为是埋藏的下封层而普通对待，而是严格执行工艺要求，规范施工，严格执行施工质量控制，如期高质量完成了公路建设任务。这里结合工程实用，介绍该纤维碎石沥青柔性下封层施工工艺，希望为同类沥青路面下封层施工应用提供技术参考。

1 工程概况

某公路双向四车道，公路-I 级载荷设计，设计速度100 km/h。沿程地质较为复杂，包括挖填结合的丘陵以及湖区软土路基区段。半刚性基层沥青路面，基层为4.5%～5.5%水泥稳定碎石，厚度36 cm，底基层为3%～4%水泥稳定碎石，厚度19 cm。采取纤维沥青柔性封层技术，上封层厚度1 cm，下封层厚度1.3 cm。

2 材料及配合比

（1）碎石。符合JTGE20—2011 公路沥青复合料使用规范的相关规定，碎石粒径范围在9.50～13.20 mm和4.75～9.50 mm 两种，桥面防渗透封层其碎石粒度为4.75～9.50 mm 和0～4.75 mm 两种，主要性能指标如表1所示[1]。

表1 碎石性能指标

（2）沥青结合料。选用改性乳化沥青或SBS 改性沥青作为沥青结合料。

（3）纤维。包括玄武岩纤维和玻璃纤维两种材料，但主要使用的是玻璃纤维。纤维长度一般在3～9 cm 之间。根据经验和试验结果，采取4 cm 或6 cm 的纤维的封层效果更为理想，案例工程选择采取长度4 cm 纤维。下封层用量在60.00～80.00 g/m2，应力吸收层纤维用量应适当增加。玻璃纤维的性能指标详如表2 所示。

表2 玻璃纤维的性能指标

（4）配合比。两种沥青结合料纤维配合比如表3所示。

表3 两种沥青结合料纤维4 cm 长度的配合比

3 柔性下封层施工工艺

3.1 施工准备

（1）设备准备。沥青纤维碎石下封层施工需要设备包括：路面清扫车、四同步封层洒布车、胶轮压路机。

（2）下承层处理。在进行沥青纤维碎石封层的施工前，必须对下承层的压实度和平整度进行测量，以确保符合施工标准。如果存在不合格情况，必须采用措施给予处理，确保符合要求后才能进入施工环节。在压实度和平整度检测合格后，需要对下承层表面做淋水清洁和吹干处理。

（3）材料入场与存放。经过检测合格后材料才可以入场，选择干燥和利于后续操作的地点，建立存放场所，并注意搞好垫底和盖顶措施，要防雨、防潮、防地面浸水，也要防太阳暴晒。材料离库进入施工使用前需再次进行质量检测，同一批次材料尽可能同一区域分类堆放。

（4）施工计划制定。安排施工机械；进行人员和班次规划；工序详细计划；明确材料用量和配比设计；也需制定封层质量保证措施和工期特殊情况处理预案。工艺流程：工前准备→下承层必要处理→设置引导线→准备材料→同步封层作业→人工找补→胶轮压碾→检测验收→摊铺面层[2]。

（5）现场作业准备清单，如表4 所示。

表4 沥青纤维碎石封层现场作业准备清单

3.2 试验铺筑

（1）试验段铺筑测试。确定一个铺筑试验段，机械设备和所需材料运至现场。在施工前，要仔细核查各项技术指标，尤其要校准封层作业车性能参数，例如施工行驶速度、洒布量控制等。

（2）洒布量标准与检测方法。选择一个施工断面，置放至少2 张0.5 m×0.5 m 的油布或托盘，待封层作业车洒布完沥青后，称量盘中收集的沥青质量，如此连续操作3 次后，取均值作为测试结果。现场每100 m 抽测1次碎石、沥青和纤维洒布量。

（3）温度控制。改性沥青加热温度应控制在195 ℃左右，洒布温度则应控制在180～195 ℃范围。碎石加热温度应控制在90 ℃左右，洒布温度则应控制在不低于60 ℃。改性乳化沥青加热和洒布温度应控制在50～70 ℃左右，碎石加热和洒布温度则应控制在不低于60 ℃。

（4）施工宽度和长度设计。以路面设计宽度作为一个施工宽度控制单元，长度可在200～400 m 之间选择。洒布车作业时，要控制施工宽度在3.6 m 之内。沿边线放样开展施工，洒布要均匀顺直[3]。

3.3 正式铺筑

（1）铺前准备。入场材料再度检测，确定配合比例；施工设备检查校准，防止因临时故障影响连续施工；铺筑工作面测量规划；与施工单位共同确定操作方案，核对施工人员和作业设备和是否齐全。

（2）下承层必要处理准备。清理下承层表面，使作业面干净无尘，以确保沥青纤维碎石封层的黏合效果。

（3）设置施工引导线。以路面的中线为准，确定封层基准中线，以此作为施工引导线。铺面起点和终点处应铺设油毛毡，防止越范围施工污染，也利于起点和终点齐整美观。

（4）准备材料。按材料配合比设计进行材料拌制生产，结合前述试铺获得的现场洒布作业速度和用料量控制生产量和速度。

（5）同步车洒布作业。同步车先洒布第一层沥青，接着洒布一层纤维，再洒布第二层沥青，最后洒布一层碎石。必须保证洒布均匀性，步车起步和终止洒布区域，需要采取相应措施，防止洒布不合格，车速应控制在3～4.5 km/h 之间。若采取改性乳化沥青结合料，则必须在沥青破乳前完成碎石洒布[4]。

4 施工质量控制及检测

4.1 材料设备质量控制及检测

（1）材料进场入库、试铺调用材料以及正式铺筑的材料入场生产前，每次都要对材料进行质量检查，只有合格后才能进场、入库和生产。

（2）在施工前，必须确认材料的配合比。

（3）在施工过程中，必须时刻关注调节同步车洒布设施的设定，确保材料的配比符合设计要求，否则将无法进行施工。

4.2 施工质量控制及检测结果

（1）施工过程质量控制要求。柔性下封层作业过程质量控制要求如表5 所示[5]。

表5 柔性下封层作业过程质量控制

（2）洒布量控制及检测结果。施工前和施工中，均对洒布量进行核实检测，其中施工中的洒布量控制检测结果如表6 所示。

表6 施工中的洒布量检测结果

检测结果显示，洒布量与设计量基本相符，误差在合理范围内。

（3）渗水系数测试。在沥青纤维碎石柔性下封层铺置完成后，在试验段每隔100 m 选择1 个断面，在该断面的左右两侧距中线0.5 m、1 m 和1.5 m 处，共选取了3个点开展渗水系数检测，其结果如表7 所示。

表7 渗水系数测试结果

表7 显示，渗水系数现场测量均值为0 ml/min，属于基本不渗水，显示沥青纤维碎石柔性下封层具有优异的防水性能。

（4）构造深度测试。以手工铺砂法开展构造深度测试，其结果如表8 所示。

表8 构造深度测试结果

表8 显示，沥青纤维碎石柔性下封层试验段构造深度均值为0.8 mm，超过设计值的0.5 mm，显示试验段构造深度满足设计要求。

（5）拉拔测试。试验段沥青纤维碎石柔性下封层施工完成后，现场钻取芯样测试和带回试验室进行拉拔测试，其结果如表9 所示。

表9 沥青纤维碎石柔性下封层拉拔测试结果

拉拔测试结果表明，沥青纤维碎石柔性下封层的现场拉拔测试强度值比常规同步碎石封层高78.85%，现场取芯室内测试所得的数值则高出25.8%。表明沥青纤维碎石柔性下封层的黏结功效要优于同步碎石封层。室内测试数据值与现场测试值相差比较大的原因是：现场取芯测试时，下封层刚完成施工不久，结构层的整体温度还很高，造成封层中沥青硬化不足，层间拉拔强度就要受到影响，而室内检测时这样的影响已经不存在。

5 结语

结合高速公路路面工程案例，开展了纤维碎石沥青柔性下封层施工工艺研究。介绍了该工艺的材料及配比情况；从工前准备、试验铺筑、正式铺筑、注意事项四个方面，介绍了纤维碎石沥青柔性下封层施工工艺；从材料设备质量控制、施工质量控制两个方面，介绍了该工艺的施工质量控制要求；并通过质量检测结果验证了工艺质量效果。纤维碎石沥青柔性下封层其层间黏结能力和防水性能均优于普通同步碎石封层，系列技术要点是实现这种优异性能的施工技术保障。