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纤维碎石封层施工工艺
来源:admin    发布日期:2018-05-21    点击次数:1155次

一、纤维碎石封层的功能与技术特点

  1.传统碎石封层的特点
  传统碎石封层的主要目的是封闭路表面的微小裂缝、防止雨水渗入下面层或基层,主要功能包括防止沥青面层的疲劳破坏、提高路面抗滑与耐磨性能、延迟既有路表面的老化并减少集料松散,在施工方法上采用层铺法,在结构上属于嵌挤类,其施工便捷、造价低廉,适合于低、中等交通量沥青路面的预防性养护与中修。
  2.纤维碎石封层的功能与技术特点
  纤维碎石封层是基于传统碎石封层改进的沥青路面养护方法,采用专用设备同步喷洒两层乳化沥青(底层、上层)及撒布一层纤维(中间层),再立即撒布一层碎石集料,随即采用胶轮压路机进行初期碾压,最后通过自然行车作用压实形成的沥青路面表面磨耗层或应力吸收中间层。

新技术:纤维碎石封层施工工艺
纤维沥青碎石封层结构图

纤维碎石封层施工时,经过专门工艺切割成一定长度的纤维在上、下两层沥青结合料中呈乱向均匀分布并相互搭接,与沥青混合料形成了网络缠绕结构,类似一层具有高弹性和高强度的防护网,可有效提高纤维碎石封层的抗拉、抗剪、抗压和抗冲击强度等综合力学性能。


二、纤维碎石封层的应用类型 
  按功能特点可分为预防性养护或中修的表面磨耗层(上封层)、各级公路的应力吸收中间层及下封层、桥面铺装的防水层及低等级公路的面层等类型。 如表示:

新技术:纤维碎石封层施工工艺

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 1.预防性养护或中修的表面磨耗层

  一般当路面出现各种裂缝及松散类病害,需要封闭表面裂缝以阻止水分下渗,或当路面抗滑性能下降,需要提供磨耗表面层时,可考虑采用(纤维)碎石封层;当路面病害严重或路面功能下降严重时,应考虑采用纤维碎石封层。
  2.应力吸收中间层
  纤维碎石封层用于沥青路面新建、大修及水泥混凝土路面加铺沥青路面的应力吸收中间层,能吸收、扩散局部集中应力,可抑制反射裂缝的出现、减少路面病害的发生。
  3.各级公路下封层
  纤维碎石封层应用于各级公路沥青路面的下封层,能较好地封闭表面空隙,防止水分浸入下面层或基层,提高路面的抗水损害能力。
  4.桥面铺装的防水层
  采用高粘度改性乳化沥青结合料,对水泥混凝土桥面有较好的渗透作用,可形成一层致密的保护膜,具有高防水性能、高抗裂性能和高应力吸收与扩散能力。
  5.低等级公路的面层
  可作为低等级公路(特别是乡村公路)的表面层,具有经济、耐用的特点。

三、纤维碎石封层 施工流程 
  3.1 配合比设计
  首先是确定乳化沥青、碎石及纤维等材料的类型与特性,再根据工程的性质与目的、道路交通量、原有路面情况、施工季节等因素,采用经验法为主,理论结合综合确定各种材料的用量,最后根据试验检测结果或现场施工情况进行必要的、合理的调整。在施工前我们会按确定的配合比对纤维碎石封层车的洒布情况进行标定。
  3.1.1 材料
  (1) 改性乳化沥青。纤维碎石封层应采用性能良好的改性乳化沥青,并宜优先选用快凝、阳离子、SBS/SBR聚合物胶乳改性乳化沥青。SBS/SBR改性剂剂量不宜小于3%。我们选用我段材料研发中心自已生产的SBS聚合物改性乳化沥青,其检测性能(如表2)。

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  (2)碎石。纤维碎石封层应采用玄武岩、花岗岩、石灰岩等碎石集料,集料应尽量选用立方体形状、具有一定破碎面、级配单一、洁净的粗集料(如表3、表4)。


新技术:纤维碎石封层施工工艺

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  (3)纤维。纤维应具有良好的切割性、较高的断裂强度和较好的吸油率。应采用喷射无捻粗纱型的玻璃纤维制品,并优先选用对环境污染小、对身体健康无害的无硼、无氟改进型玻璃纤维。所用玻璃纤维质量如表5所示。纤维切割的长度应根据原路面病害类型及程度、乳化沥青类型及用量、纤维碎石封层厚度、碎石用量、交通量类型及大小等因素综合确定,一般为30mm~120mm。

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  3.1.2 配合比设计
  (1)碎石集料的用量范围。纤维碎石封层中碎石集料的用量主要取决于封层的类型、封层的厚度、碎石材料特性、道路交通量及路面技术状况等。当纤维碎石封层用于表面磨耗层时,碎石集料的用量应保证100%的覆盖率;当用于应力吸收层及其他下封层时,碎石集料的用量应保证70%以上的覆盖率(如表6)。   纤维碎石封层的最大厚度一般认为等于碎石集料的最大公称粒径。

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  (2)乳化沥青的用量范围。乳化沥青的用量首先应考虑纤维碎石封层的类型、碎石集料的特性(类型、粒径、形状、级配等)、碎石集料的用量、原路面技术状况、乳化沥青类型及沥青含量等因素(如表7)。

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通常乳化沥青的用量应根据交通量类型与大小、施工季节(气温)等因素并进行调整。重载交通多或高交通量路段,宜减少乳化沥青用量5%~10%;秋季施工时的乳化沥青用量应比夏季施工时的乳化沥青用量增加5%左右。


  (3)纤维的用量范围。应根据原路面技术状况、交通量类型等因素进行适当调整。当路面龟网裂严重时,纤维的用量应大一些;应力吸收中间层的纤维用量应比表面磨耗层的纤维用量大一些。根据国外经验,纤维长度范围一般为30mm~120mm,通常取60mm(如表8)。

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3.2 施工工艺与质量控制 
  3.2.1 施工机械设备
  纤维碎石封层施工的主要设备包括:

路面清扫设备、纤维碎石封层车、碎石撒布车(器)、胶轮压路机、集料运输车、沥青罐车、装载机、交通引导车及道路施工标志等。 
  3.2.2 施工前准备

 (1)施工前应完成各机械设备的性能检验和参数校准,确保处于良好的技术状态,在数量及作业速度上应互相匹配。尤其是在施工前一定要按确定的配合比对纤维碎石封层车的洒布情况进行标定。

  (2)施工计划方案。在施工前应先确定施工顺序、纵向施工段长度及施工时间、明确材料配合比设计参数,确定施工机械、人员、材料的用量、制定交通控制和质量管理、控制及保证措施。

  (3)铺筑试验路段。纤维碎石封层正式施工前,应选择合适路段按材料设计配合比进行铺筑试验,其长度不小于50m。应检验试验段内材料用量的准确性、均匀性,应测量碎石集料的嵌入深度、观察碎石集料的嵌挤效果等。根据试验段的铺筑效果,检查机械设备的性能状态,检验乳化沥青、纤维及碎石集料的设计用量是否合适,并依此调整施工设备的设置参数和材料配合比的设计参数。

  3.3.3 施工
  纤维碎石封层对气候条件的要求较为严格,理想的天气条件是阳光充足、气温较高、湿度较低、微弱风或无风、无雨、无雾。
  其中最低的温度条件是气温高于15℃、路面温度高于20℃且均处于上升趋势;气温低于20℃、路面温度低于25℃且处于下降趋势时,不可施工;气温高于45℃时、路面温度高于60℃时,不宜施工。施工中应注意树荫下或其它阴凉处的路面温度,以保证满足上述要求。


  施工程序如:原路面清洁——施工引导线设置—乳化沥青、纤维洒布和碎石撒布——初期碾压——人工修补——初期养护——过量碎石清除——开放交通——后期养护。

3.3.4 质量管理与验收 

  施工结束开放交通1~2个月后,选取1km~3km路段对纤维碎石封层的表观质量、抗滑性能、渗水系数、石料剥落度、封层厚度等指标进行质量检查、评价和验收。

四、总结

纤维碎石封层有效的封闭和修复了原有沥青路面绝大多数纵横向裂缝、局部龟网裂等病害,延缓了病害的发展速度,路面水损害的发生明显减少,且未发生明显反射裂缝,道路整体性能得到了有效改善,路面抗滑性能、抵抗水破坏的能力明显提升,纤维碎石封层不仅具有普通碎石封层的基本性能,在提高防水性能、低温抗裂及防止反裂缝等方面具有更强的优越性。


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