纤维改性稀浆封层在路面养护中的应用

张 君

(山西省公路局晋中分局，山西 晋中 030600)



纤维改性稀浆封层在路面养护中的应用

张 君

(山西省公路局晋中分局，山西 晋中 030600)

介绍了纤维稀浆封层的机理，从施工准备、混合料拌合、摊铺、施工接缝等方面，阐述了纤维改性稀浆封层在路面养护中的应用，指出纤维改性稀浆封层技术提高了封层的整体性与抗裂性，延长了道路的使用寿命。

公路，稀浆封层技术，质量控制，预防性养护

预防性养护技术和理念是未来公路养护业发展的方向，纤维改性稀浆封层技术为新型的预防性养护技术之一。使用纤维改性稀浆封层技术进行路面养护，可有效降低公路养护成本，提高路面使用效益。

纤维改性稀浆封层是在国际上具有领先水平的预防性养护技术，良好的应力吸收和分散能力，超强的防水功能，能有效抑制反射裂缝，提高路面耐磨性，高温稳定性好。在我国进行该技术的推广和应用，将使公路养护模式由传统的被动应急养护方式向预防性、周期性的养护方式进行转变，极大的改善路面路况，延缓路面损坏速率，有效降低公路养护成本，显著提高社会效益。

1 概述

稀浆封层技术是以乳化沥青为结合料，将同级配矿料、填料、水和添加剂等按一定比例拌合形成的稀浆混合料，并及时均匀摊铺到路面上。在其中加入一定量的纤维，形成的纤维改性稀浆封层料可有效改善稀浆封层的整体性能。

纤维改性稀浆封层是在原有的稀浆封层技术的基础上，通过对设备进行改装，吸收纤维封层和纤维沥青混凝土的理念形成的一种新的材料组合。

纤维改性稀浆封层技术就是用专用的设备，在稀浆混合料中掺加一定量的纤维，大大提高铺筑的稀浆封层路用性能。在稀浆混合料中加入纤维相当于混合料的“加筋”，使得混合料成为复合材料，可有效扩大稀浆封层的应用范围，发挥更大的作用，为市政工程路面养护增添一种科学的工艺和手段。

纤维改性稀浆封层技术是于2007年3月由辽宁省公路管理局立项，由沈阳五洲公路养护有限公司进行全面的系统研究应用的新型养护技术，于2008年在辽宁省多条公路上进行应用，取得了巨大成果。

纤维改性稀浆封层具有良好的应用吸收分散能力，防水性能优越，能有效防止反射裂缝。适用于作为路面的下封层、面层层间应力吸收层，还可用于旧沥青路面铺设磨耗层。在我国，主要将其应用于市政路面的预防性养护，可有效恢复路面使用性能，延长路面使用寿命。

2 纤维稀浆封层的机理

在纤维改性稀浆封层结构中，纤维分散在沥青胶结料中，形成了一种以纤维为基质，沥青胶结料为基体的复合材料。

在该结构中，纤维的直径一般小于20 μm，每克纤维的表面积达数平方米以上，具有很大的比表面积。将数量很大的纤维分散到沥青中，巨大的表面积成为沥青浸润的界面。在此界面上，沥青呈单分子状态排列在纤维表面，形成一定厚度的界面层。沥青中的酸性树脂组分与纤维表面产生吸附、浸润和化学键作用，形成了结合力牢固的“结构沥青”。

在该结构中，结构沥青比界面层外自由沥青的粘度大，温度敏感性好。在集料表面，纤维及结构沥青形成良好的裹覆(如图1所示)，使得集料表面沥青膜厚度增大(如图2所示)，将水对沥青胶浆的侵蚀明显降低，提升混合料抵抗自然环境破坏的能力。在混合料中，纤维的加入使得沥青用量增加，沥青膜厚度较常规密级配混合料增加了65%～113%，沥青饱和度显著增加，有效减缓沥青老化速率，较长时间的维持其粘弹性，改善混合料高低温性能。

在该结构中，直径很小的纤维在沥青中随机分布，起到“加筋”的效果，形成纵横交错的纤维空间网络，使得混合料内结构沥青的比例大大增加，自由沥青数量有效减少，显著改善稀浆封层的整体结构。研究表明，通过使用该技术，可降低25%～40%的路面全寿命周期使用成本。

在某工程中应用纤维改性稀浆封层进行路面养护后的数据表明，与普通稀浆封层相比，纤维改性稀浆封层的抗车辙性能提高60%以上，抗剪切性能提高35%，粘结性能及抗水损害性能提高33%。可以看出，各路用性能指标明显提高。

3 施工中的质量控制

纤维改性稀浆封层施工工艺与普通稀浆封层施工基本相同，从装料、配比、拌合、摊铺始终在常温条件下进行，乳化沥青和砂石料都不需加热，可显著降低有害物质排放。区别在于在摊铺机上添加纤维机具，应确保纤维按设计的长度和用量均匀的加入混合料中拌合，在混合料中能均匀分散。

1)施工准备。主要进行以下措施：封闭交通，设置好安全导帽、指示牌、限速牌等交通标志。

处理原路面病害，清除原路面上的泥块、尘土及松散粒料等杂物，可使用高压清水进行清理，但不得有积水。

当气温和地面温度较高时，应预先在原路上洒水，路面湿润后应立即施工，以延缓混合料破乳时间。

对原材料各性能指标复核，检验合格后，方可使用。存储中应分批备料和堆放，不得混杂堆放，以保证混合料的合理级配。

2)混合料拌合。施工时，采用封层车(见图3)进行现场拌合。封层车应具有自动计量功能，以确保乳化沥青、水、矿料、纤维(见图4)等按设计比例进行混合，定期对稀浆封层摊铺机进行计量标定。

在混合料设计中，合理确定纤维用量是关键。应综合考虑纤维与沥青的经济用量所起到的效果和路用性能，并考虑施工和易性，应采用湿轮磨耗与负荷车轮法综合确定。当纤维用量过高时，和易性会减弱，施工不方便。当过低时，磨耗值增大，应合理确定最终纤维用量。一般将纤维用量控制在2%～3%，沥青用量控制在10%～13%。

在拌合中，做好混合料和易性控制。根据现场气温、乳化沥青固含量及矿料含水量等的变化，应及时调整混合料配合。稀浆混合料破乳快，必须控制好拌合中的混合料稠度，以确保混合料拌合均匀与施工和易性。

施工期内的日平均气温应大于10 ℃，严禁在雨天施工。保证稀浆混合料的和易性，并进行施工。

3)混合料摊铺。根据路面宽度和摊铺宽度确定摊铺幅数，并按行车方向开始摊铺(如图5所示)。开始摊铺时，混合料淌入摊铺槽，当摊铺槽内有1/3的混合料时，铺摊机启动。

施工前，打开封层车的导向标尺，以便引导封层车的前进方向，保证封层线形匀称、顺直。封层车应匀速行驶，速度控制在20 m/min左右。行驶线形要顺直、匀称，以确保摊铺厚度一致(如图6所示)。对出现的薄厚不均的现象应及时进行调整处理。

铺摊过程中，禁止无故停车。当拌合箱、摊铺槽内混合料全部摊完后，即停止前进，及时清理摊铺槽，以确保摊铺槽清洁。

设置专人查找和处理存在的质量问题，对存在的问题应立即进行修复、处理。对发现的光面，应使用笤帚或耙子人工处理，以提高封层表面的粗糙度。

4)施工接缝。采用对接法进行两幅的接缝处理，使摊铺槽的槽角全部压在另一幅的边上，应确保没有任何重叠和空隙，保证接缝及线形顺直。对出现的重叠，应对重叠部分进行清除、刮平。

对横向接缝也采用对接法，保证对接处同一高度，防止跳车现象发生。

接缝处的稀浆应在破乳时迅速使用笤帚清扫，以防止产生连续油膜带。

对接缝不良部位要进行人工处理，对出现的局部划痕应人工顺路斜拉消除。

5)养护后开放交通。铺摊后进行初期养护，应禁止一切车辆和行人通行。待车辆在上面行驶无明显轮迹时，即可开放交通。

开放交通后的1 h～2 h内，严禁重载车辆驶入，通行车辆应匀速缓慢行驶，严禁急刹车。

4 结语

纤维改性稀浆封层技术是原有稀浆封层技术的发展。在加入一定比例的纤维后，在确保原有稀浆封层各项技术指标的基础上，显著改善封层质量，有效提高封层的整体性、抗裂性，延长使用寿命，且施工工艺简单，不增加过多施工环节。

将纤维改性稀浆封层应用于市政路面的预防性养护，为大量使用稀浆封层工艺注入新的活力。在我国路面预防性养护中进行推广和应用，具有良好的经济效益和社会效益。

[1] 祖熙宇.纤维改性稀浆封层技术在公路养护上的应用研究[J].北方交通，2008(3)：45-46.

[2] 王桂峰.纤维稀浆封层在养护工程中的应用[J].交通科技，2012(S1)：81-83.

[3] 殷 友.市政工程中纤维改性稀浆封层技术的运用[J].科学与财富，2012(8)：152-154.

The application of fiber modified slurry seal in pavement maintenance

Zhang Jun

(Jinzhong Branch, Shanxi Highway Bureau, Jinzhong 030600, China)

This paper introduced the mechanism of fiber slurry seal, from the construction preparation, mixture mixing, paving, construction joint and other aspects, elaborated the application of fiber modified slurry seal in pavement maintenance, pointed out that the fiber modified slurry seal technology improved the integrity and crack resistance of seal, extended the road service life.

highway, slurry seal technology, quality control, prevention maintenance

1009-6825(2016)34-0141-02

2016-09-24

张 君(1973- )，女，工程师

U418

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