国道沥青路面纤维封层养护技术研究

陈建华

（吉安市公路建设和养护中心吉安分中心，江西吉安 343100）

0 引言

1 纤维沥青碎石封层作用

1.1 养护加筋

纤维沥青碎石封层技术的优势非常明显，比以往的养护技术更加能够提高路面的性能，延长使用寿命，防止发生裂缝等病害问题。此外，通过加入纤维的方式，体现出其加筋的效果，而纤维与骨料之间会形成较大的摩擦力，利用沥青的黏合性效果把应力传输给纤维材料，养护施工后，具备较高的黏附作用力，所以稳定性更高。

1.2 延长沥青路面使用寿命

疲劳破坏主要指的是某个局部位置出现的微小裂缝问题，体现出路面结构的强度和稳定性。对纤维沥青碎石封层结构进行分析，如果受到不均匀荷载、温差作用、结构均匀不合格的情况下，容易造成裂缝病害问题的发生。而该材料即使在临界荷载作用之下，也依然可以保持较高的性能，达到延长使用寿命的效果。

1.3 提升路面防水性

纤维沥青碎石封层施工材料在制作的过程中，有效避免出现沥青搅拌和纤维搅拌环节而形成的连续性沥青纤维薄膜，这是因为内部的沥青材料具备较高的流动性，可以直接进入细微的裂缝位置上，从而达到致密性的要求，具备较高的防水性。我国南方地区的降雨量较大，空气湿度高，应用纤维沥青碎石封层结构的优势非常明显，道路积水量减少，通行安全性更高。

1.4 提升路面高温稳定性

纤维沥青碎石封层与其他养护技术对比分析，其具备较高的黏聚力与黏稠度，吸附性较高，完全可以满足正常使用的需要。较之传统的沥青碎石封层结构来说，纤维沥青碎石封层可以大幅提升路面结构的高温稳定性，完全符合各种恶劣条件的使用需要。

1.5 减少路面反射裂缝

纤维沥青碎石封层应用到实际中，可以大幅度提升抗变形的能力，还具备较高的抗裂性。在沥青路面的通行过程中，裂缝比较常见，分布范围较大，产生的危害和影响也比较大。通过使用纤维沥青碎石封层技术，具备较高的抗裂缝性能，防止发生严重的反射裂缝的问题，对于提升道路交通安全性有重要作用。

2 工程概况

某国道公路项目与省内的多条国道、高速公路连接，是当地重要的公路网络组成部分，同时还将城市和农村紧密地连接，对于当地经济发展、文化宣传、社会交流等产生重要的意义。该项目运营时间超过8年，随着每年交通通行量的不断增多，经过相关部门统计分析，其通行量已经达到6000 辆/d。近年来当地的经济发展速度加快，很多高铁、高速公路项目开工建设，有大量的运输车辆不断驶入，超载的问题极为严重，且道路受到降雨、降雪等天气的持续影响，尤其是连续降雨造成的危害，使得路面出现了较为严重的裂缝、坑槽等病害问题，极大地威胁道路交通通行安全性。即使公路管理单位付出较多的人力、财力与物力，也依然无法从根本上解决。但在技术发展之下，公路养护单位积极引入先进技术，采用纤维沥青同步碎石封层技术进行养护处理，提高路面通行质量水平，达到非常好的效果。

3 玄武纤维沥青同步碎石封层材料要求

3.1 沥青黏结料

在此次项目中，使用的沥青材料为石油沥青，具体参数见表1。

表1 纤维碎石封层沥青用量

3.2 纤维

纤维长度尺寸为30～120mm，结合国道项目的病害处理要求，确定采用55mm 的玄武岩纤维。根据工程项目的需要，纤维使用量为60g/m，该参数并不是固定的，结合实际情况可以随时做出调整。在路面龟裂严重的情况下，纤维材料使用量可以适当增加。

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3.3 碎石

分析道路交通通行量，考虑到现场病害问题，选择使用10～15mm 的辉绿岩。辉绿岩为碱性材料形式，与沥青材料有较高的黏附性，稳定性良好。碎石的强度性能较高，还具备较高的耐磨性，洁净度合格，没有风化的问题。技术人员先后走访了多个区域，进行辉绿岩的选取，并进行性能的测试，对比各个区域的材料指标参数，以确定最佳的辉绿岩施工材料。在施工前，要对碎石进行预裹覆处理，确保黏附性达到标准要求，具体可见表2 参数。

表2 碎石用量范围

3.4 施工机械设备

在项目施工中，机械设备既是基础和根本，也是提高施工质量的关键。此次养护施工中，清扫车、沥青搅拌车、同步碎石封层车、压路机、装载机等都是重要施工机械。

4 施工工艺及质量控制

4.1 施工工艺

在项目正式开始施工前，选择一段200m 长的路段进行试验。在试验后，进行各项参数的统计和分析，确定沥青、纤维以及碎石等材料的使用量，并调整施工方案和工艺。先进行病害处理，然后测量放线，再撒布沥青、纤维与碎石，最后进行路面清理处理、养护以及后续维护管理，完成整个施工过程。

4.2 施工过程中质量控制要点

4.2.1 原路面病害处理，在项目正式养护前，应对原路面的平整度进行检查，了解横坡、高程等情况，及时处理沉陷、坑槽等病害的问题，采取人工联合清扫车辆的方式及时进行检查清理处理。

4.2.2 施工放线，确定原路面的中心线，根据需要进行纤维碎石封层中线开展施工，按照中线和宽度开展路面边线的设置。放线的环节，把绳挡在边线上，确保路面边线达到整齐、圆滑性要求。

4.2.3 沥青、纤维、碎石撒布，在此次施工中，选取的是石油沥青，温度为130～150C，碎石撒布开始前应在拌和楼按照3‰的油石比开始预裹覆处理，碎石应达到洁净度的标准；碎石材料温度加热到80～110C，并且拌和时间在10s 以上。在裹覆工作结束后，确保混合料的温度达到140～160C。撒布施工中，材料的温度应控制在135～150C，如果温度低于该标准，容易造成性能下降。

4.2.4 初期碾压，为了提高碾压施工的质量水平，确保道路养护的效果，在撒布后立即开始碾压。此次工程选用两台30t 的胶轮压路机同时进行。在碾压之前，对轮胎表面进行植物油的涂抹处理，严格执行碾压施工工艺。相邻设备碾压重叠1/3 的轮宽，且严格控制碾压的次数。一般来说，碾压5～6 遍即可，工作人员结合现场的情况及时做出改进和调整。

4.2.5 人工修补，现场施工中，卸料位置严格控制，每一车都要卸载到规定部位上，以确保材料的均匀性合格。结合不同病害问题，选取合适的处理措施，及时采取人工找平的方式处理。

4.2.6 清理回收脱落碎石，在进入养护阶段后，组织人员联合清扫车，将路面的散料清理干净，一般需要清扫3 次以上，以达到施工的要求。

4.2.7 开放交通及初期养护，在开放交通时，应组织专人进行车辆指挥，保持均匀、慢速行驶，通过大型重载车辆的碾压，进一步提高压实效果。封层施工之后，进行路面标线的绘制，完成整个施工。在施工结束后，初期养护阶段，应及时把脱落的碎石清理干净，并跟踪检测。脱落路段根据封层工艺的标准，进行补充修补处理，达到施工的标准要求。

4.3 施工注意事项

纤维沥青同步碎石封层对于国道项目的预防性养护有着非常好的效果，完全可以达到使用的标准要求。如果现场存在不合理的材料或者杂土较多时，就会给沥青路面黏结性造成影响，松散质量问题就此发生。因此，需要杜绝这一问题，提高黏结性，满足道路交通通行要求。

5 沥青路面施工质量控制策略

5.1 明确施工质量评价指标

施工中，施工单位应综合分析工程的具体情况，遵循设计规范和技术标准的要求，确定具体的沥青路面施工指标和要求，对后续的工程质量和方案制定提供基础和根本。同时，在沥青路面的施工阶段，应加强对于路面结构的质量检测，形成完善的报告，并且进行质量评价分析。检测后指标对比各项设计指标，如果发现有严重的偏差，应及时采取措施处理。以集料性能指标进行分析，集料坚固性指标应达到35%～45%，而安全性则应在15%左右。如果不能符合上述要求，需要及时更换集料，以免影响工程的质量。对于沥青胶结料来说，技术人员根据我国的国家标准和规范要求进行，确保针入度、黏度、性能等符合要求。

5.2 做好材料管理工作

以公路养护施工要求为出发点，加强材料选择管控，还要落实材料检测工作，确保每一项材料的性能指标都达到要求。具体来说，材料管理应做好下述几点工作：第一，合理选择施工材料。对公路项目的方案、等级、现场环境展开全面调查分析，明确每一项指标和要求，然后结合材料招标结果来签订项目采购合同。在合同中，必须明确标注好材料的性能、单次运输量、交付时间等，确保工程质量合格，也不能存在供应终端的情况。第二，加强材料检测与控制。在材料采购完成后，进入施工现场需要从数量、规格、验收报告方面出发及时进行材料检测，如果材料不全面，则需要拒收施工材料。即使是开始施工后，材料的检测也非常重要，每项材料投入使用前都要做好检测工作。在此次项目中，水泥材料的取样数量为12kg，分别从20 个不同位置进行样品的选取。同时，在同批次、总量300m以内的砂石中选取12kg 的样品，分别在顶、中间、底部位置选取。第三，正式搅拌前进行试拌处理，并进行性能参数的检测，根据实际情况做出调整。第四，加强沥青材料加入比例的控制，落实各种原材料的称重检测与控制。

5.3 提高施工过程质量控制力度

公路沥青路面养护环节，工程技术人员严格执行操作要点和标准，并落实旁站监理工作。在施工现场和设计方案、工艺标准不符时，或者存在违法、违规作业的情况，监理人员及时制止，并上报相关部门，采取必要的处理措施。以该国道项目为例分析，沥青路面摊铺、碾压等环节施工，应做好如下工作：选用2 台摊铺机同步进行，组合形成设备工作组开展工作；施工单位根据每日准备材料的数量，确定施工路面的长度；在现场提前放置好垫木，确保熨平板下部达到平整、对齐的效果；摊铺开始前，需要进行预热处理，当温度超过100C 时，可以开展摊铺施工；在沥青面层底部摊铺施工中，速度控制为4m/min，中、表层则为3m/min；定期进行道路的高程、横坡、纵坡等检测，及时调整工程偏差；选择合适的机械设备，加强配置和控制，如初压施工中，选择使用2 台钢桶压路机、2 台振动压路机进行；加强路面温度的控制。

6 效益评价

纤维沥青同步碎石封层较之传统的碎石同步封层施工，成本略有升高。如传统工程为13.6 元/m，而纤维沥青同步碎石封层为20.4 元/m。但是后者的寿命非常长，在后续的运维阶段，投入的养护资金也比较少，长远的经济效益明显超过传统碎石封层技术。与同类型的病害处理方式相比，纤维沥青同步碎石封层施工技术的操作非常简单，工期较短，养护成本也比较低，还不会给道路交通造成过大的影响。从这些方面出发，加入纤维材料之后，道路的总体性能得到了很大的提升，尤其是吸油率、韧性方面，延长了使用寿命，所以经济效益、社会效益极为明显，综合利用价值比较高。

7 后期观测

对于纤维沥青同步碎石封层项目来说，经过施工后的观测，发现总体性能良好。具体观测记录如下：第一，在施工结束后的一个月，发现路面有一定的碎石脱落的情况，但是这些碎石中，多数都是在施工中存在过量的情况，已及时组织回收和处理，达到路面结构平整度的要求。第二，在施工后的两个月，路面上的脱落碎石数量比较少，封层结构基本达到稳定性要求，且渗水系数、摩擦系数、构造深度等参数都符合工程的要求。第三，在施工后的六个月，虽然环境温度比较低，路面有零散的脱落碎石材料，但是并未影响整体材料的性能，道路交通通行质量比较好。较之其他的路段病害来说，封层路段还没有严重的病害问题，整体来说通行状况良好。

8 结语

综上所述，国道沥青路面纤维封层养护技术有着较高的先进性，施工效益比较高。但是目前我国对于该技术的应用还没有明确的标准和规范要求，未来要进一步改进和完善。从此次工程案例施工效果分析，纤维碎石封层养护施工效果良好，连续观测的结果也比较满意，今后还需要加强技术探索和应用，不断应用到公路养护中，推动我国公路领域的全面发展。