论文部分内容阅读
摘 要：改革开放四十多年来，我国经济迅速腾飞，公路建设网络日渐完善，为了日益增长的交通运输需求，我国公路建设规模呈跨越式增长，对公路质量也提出了更高的要求。为了解决路面病害问题，本文提出了纤维沥青碎石封层预防性养护工艺，并结合具体案例，对其施工技术要点进行了分析与探讨。
关键词：纤维沥青碎石封层;预防性养护;技术特点
0 引言
沥青路面因其优异的使用性能在我国高等级公路发展中得到了广泛应用，所占比例超过90%。然而，在交通事业迅速发展的同时，重载渠化交通愈加严重，很多沥青路面出现了不同程度的早期病害，例如裂缝、泛油、坑槽等，这些轻微病害，若不及时处理，势必会进一步扩展，影响路面行车的舒适性和安全。基于此，必须在病害发生初期及时采取预防性养护手段，有效阻止病害扩展，迅速恢复路面使用性能，减少后期养护成本，提高路面施工质量。
1 纖维沥青碎石封层技术特点
作为一种高效的预防性养护技术，纤维沥青碎石封层技术是指通过专用设备进行改性乳化沥青、纤维材料的同时撒布，随后进行碎石撒布，并经过碾压成型，构成一个新的磨耗层。若根据层位功能划分，可将纤维沥青碎石封层划分2部分，其一，上封层，对应的是表面磨耗层;其二，下封层，对应的是应力吸收层。纤维沥青碎石封层的技术特点如下：
（1）纤维沥青碎石封层采用改性乳化沥青作为沥青结合料，能够有效减少资源浪费，降低环境污染。
（2）纤维沥青碎石封层掺加了一定量的纤维材料，其特点为拉伸能力强，且弹性模量高，掺加纤维之后，整个封层将形成相互交织的网状结构，从而全面提升封层的整体抗剪、抗压能力，因此，封层的稳定性良好。
（3）基于纤维掺加，能够形成网状结构，从而重新分散和分布应力，并达到减缓裂缝尖端应力集中的效果。这种情况下，封层应力吸收和分散能力较强，能够有效提升路面使用性能。
（4）纤维能够吸附沥青，并形成致密的薄膜，加之施工具有连续性，对于原路面裂缝可以起到很好的封闭作用，从而有效提升路面的防水效果。
（5）封层采用改性乳化沥青作为沥青混合料，此类材料性能良好，可缩短养护时间，降低施工成本，加快施工进度。
2 工程概况
某公路工程建成通车多年，伴随当地经济的迅速发展，交通量日益增大，且重载超载车辆占比较大。目前，路面已出现了不同程度的病害问题，如纵、横向裂缝、网裂、坑槽、车辙等。其中路基较高段、平面交叉口等路段病害最为严重。多数病害较轻路段通过预防性养护已得到有效抑制。全线总体分析，K86+000～K101+700段存在较为严重的纵向裂缝、龟裂及不均匀沉降等病害。其中纵向裂缝多存于行车道左侧轮迹处，龟裂病害严重路段，雨水极易从裂缝处下渗，从而影响整体强度，甚至导致路面结构松散、脱落。
3 路面病害调查及原因分析
3.1 使用时间较长
自建成通车以来，该工程使用时间较长，已达到道路大修维修期。伴随交通量的日益增多，此路段的通行压力越来越大，在整个通行期间仅做了几次表面小修补，而未做正规大中修，路面病害无法彻底根治，从而出现病害加重情况。
3.2 行车荷载及自然因素影响
本工程属于亚热带季风气候区，光照充足、雨量多，气候变化大。此外，随着当地经济的快速发展，本路段已成为重要交通干道，车流量较大，且多为大型车辆，存在严重的重载超载问题，从而严重破坏路面结构，影响路面使用性能，减少道路使用寿命。
3.3 路面结构影响
通过以往养护资料发现，本路段曾做改建施工，形成了横向不同的路面结构，且路面面层厚度不一，因为面层厚度及路基路面衔接等因素的影响，导致行车道成为了路面最为薄弱的部位，在行车荷载和自然因素反复作用下，极易产生纵向裂缝、网裂等病害。
3.4 路基影响
经调查结果表明，本路段病害多集中在路基较高段、桥头两侧、改建时横向路基衔接处等路段。其主要原因在于路基施工压实度不足，或路基产生了不均匀沉降等。
4 路面病害处治方案
结合现场调查结果，此次施工主要对原路面病害进行局部处理，并做预防性养护。根据设计要求，在不改变原路面结构厚度的基础上进行病害处治。要求充分利用原有路面结构强度，最大限度降低铣刨、开挖面积。本路段路面结构可分为3种情况，具体处治方案如下：
4.1 铣刨面层路段
此路段局部存有龟裂、沉陷等病害，针对此类病害，决定将原路面沥青层铣刨去除，若依旧存在松散碎落问题，则需持续铣刨，直至达到稳定层位。随后铺设沥青混凝土，保证新建面层厚度和铣刨厚度一致，保证沥青混凝土层之间衔接良好，且将粘层油撒布至沥青层之间。
4.2 铣刨上面层路段
部分路段存有轻微的纵横向裂缝、网裂等病害。首先，要将沥青上面层铣刨去除，若依旧存有细微裂缝，需按照点病害法进行裂缝处理，随后加铺相同厚度的细粒式沥青混凝土材料，并将粘层油洒布于沥青层之间。
4.3 纤维碎石封层
作为预防性养护技术，乳化改性沥青纤维碎石封层施工要求具有较高的原路面结构强度，并事先处理好原路面较为严重的病害，只有加铺乳化改性沥青纤维碎石封层，才能提高路面使用性能，延长原道路的使用寿命。因此，在本路段除桥面之外，全线需加铺纤维碎石封层，1 cm厚。
5 纤维沥青碎石封层施工技术要点
5.1 原材料选择
乳化改性沥青：本工程采用阳离子聚合物改性乳化沥青，3%为改性剂最低剂量。同时，需在50℃～70℃之间控制改性乳化沥青洒布温度，保证其各项技术指标均能满足施工规范要求。 纤维：喷射无捻粗纱型玻璃纤维。根据室内试验确定具体用量，本工程用量为60 g/m2，纤维长度为60 mm。
碎石：选择坚硬、洁净、粗糙的集料，以4.75 mm～9.5 mm规格为准，严控粉尘含量，0.075 mm以内的含量比例需控制在1%以下。
5.2 施工工艺流程
（1）施工準备。施工前，先修补好原路面的各种病害，待路面检查合格之后，便可进行路面放样及施工方案的确定。为保证施工质量，需选择具有代表性的路段作为试验段，共200 m，起讫桩号为k88+000～k88+200段，用平板车将准备好的机械设备运送到施工路段，根据室内试验规定，做好改性乳化沥青喷洒量、纤维用量及碎石撒布量的控制，保证封层具有均匀一致的厚度，颗粒之间紧密嵌挤。
（2）同步喷洒改性乳化沥青和纤维材料。喷洒乳化沥青前，需将原路表面清理干净，粉尘可采用强力吹风机清理。根据要求，先喷洒第一层改性乳化沥青，随后同步进行第二层改性乳化沥青和纤维喷洒，确保均匀喷洒，厚度一致，严禁喷洒量过多或太少。此外，还要调整好横向搭接处的宽度，避免此部位漏洒。一般情况下，可在3 km/h～4.5 km/h之间控制行驶速度，根据本工程实际情况，3.6 km/h为最佳车速。
（3）撒布碎石。紧跟纤维封层车后进行碎撒布，车速应与纤维封层车匹配，避免撞击。若存在局部撒布不均匀，需及时处理。一般要求在改性乳化沥青破乳前完成所有的碎石撒布工作，最后完成碾压施工。
6 结束语
综上所述，针对沥青路面的大量早期病害，若不及时处理，在行车荷载和自然因素的共同作用下，病害将进一步扩展，进而影响路面使用性能，缩短工程使用受。因此，应结合工程实际情况，综合考虑沿线的交通状况和自然因素，合理选用预防性养护方案。本文提出了纤维沥青碎石封层预防性养护施工，通过该技术的应用，可以及时恢复路面的使用性能，延长道路使用寿命。这对今后公路养护工作来讲具有重要的现实意义。
参考文献：
[1]刘军收，范晓燕.沥青纤维碎石封层在路面预防性养护中的应用[J].公路，2010（7）：194-197.
[2]蔡永甫，刘飞飞，杨坤.纤维沥青碎石封层在道路预防性养护中的应用[J].华东公路，2014（6）：51-53.
[3]黄晓兰.沥青纤维碎石封层在公路工程中的应用[J].交通世界，2019（1）：86-87.
关键词：纤维沥青碎石封层;预防性养护;技术特点
0 引言
沥青路面因其优异的使用性能在我国高等级公路发展中得到了广泛应用，所占比例超过90%。然而，在交通事业迅速发展的同时，重载渠化交通愈加严重，很多沥青路面出现了不同程度的早期病害，例如裂缝、泛油、坑槽等，这些轻微病害，若不及时处理，势必会进一步扩展，影响路面行车的舒适性和安全。基于此，必须在病害发生初期及时采取预防性养护手段，有效阻止病害扩展，迅速恢复路面使用性能，减少后期养护成本，提高路面施工质量。
1 纖维沥青碎石封层技术特点
作为一种高效的预防性养护技术，纤维沥青碎石封层技术是指通过专用设备进行改性乳化沥青、纤维材料的同时撒布，随后进行碎石撒布，并经过碾压成型，构成一个新的磨耗层。若根据层位功能划分，可将纤维沥青碎石封层划分2部分，其一，上封层，对应的是表面磨耗层;其二，下封层，对应的是应力吸收层。纤维沥青碎石封层的技术特点如下：
（1）纤维沥青碎石封层采用改性乳化沥青作为沥青结合料，能够有效减少资源浪费，降低环境污染。
（2）纤维沥青碎石封层掺加了一定量的纤维材料，其特点为拉伸能力强，且弹性模量高，掺加纤维之后，整个封层将形成相互交织的网状结构，从而全面提升封层的整体抗剪、抗压能力，因此，封层的稳定性良好。
（3）基于纤维掺加，能够形成网状结构，从而重新分散和分布应力，并达到减缓裂缝尖端应力集中的效果。这种情况下，封层应力吸收和分散能力较强，能够有效提升路面使用性能。
（4）纤维能够吸附沥青，并形成致密的薄膜，加之施工具有连续性，对于原路面裂缝可以起到很好的封闭作用，从而有效提升路面的防水效果。
（5）封层采用改性乳化沥青作为沥青混合料，此类材料性能良好，可缩短养护时间，降低施工成本，加快施工进度。
2 工程概况
某公路工程建成通车多年，伴随当地经济的迅速发展，交通量日益增大，且重载超载车辆占比较大。目前，路面已出现了不同程度的病害问题，如纵、横向裂缝、网裂、坑槽、车辙等。其中路基较高段、平面交叉口等路段病害最为严重。多数病害较轻路段通过预防性养护已得到有效抑制。全线总体分析，K86+000～K101+700段存在较为严重的纵向裂缝、龟裂及不均匀沉降等病害。其中纵向裂缝多存于行车道左侧轮迹处，龟裂病害严重路段，雨水极易从裂缝处下渗，从而影响整体强度，甚至导致路面结构松散、脱落。
3 路面病害调查及原因分析
3.1 使用时间较长
自建成通车以来，该工程使用时间较长，已达到道路大修维修期。伴随交通量的日益增多，此路段的通行压力越来越大，在整个通行期间仅做了几次表面小修补，而未做正规大中修，路面病害无法彻底根治，从而出现病害加重情况。
3.2 行车荷载及自然因素影响
本工程属于亚热带季风气候区，光照充足、雨量多，气候变化大。此外，随着当地经济的快速发展，本路段已成为重要交通干道，车流量较大，且多为大型车辆，存在严重的重载超载问题，从而严重破坏路面结构，影响路面使用性能，减少道路使用寿命。
3.3 路面结构影响
通过以往养护资料发现，本路段曾做改建施工，形成了横向不同的路面结构，且路面面层厚度不一，因为面层厚度及路基路面衔接等因素的影响，导致行车道成为了路面最为薄弱的部位，在行车荷载和自然因素反复作用下，极易产生纵向裂缝、网裂等病害。
3.4 路基影响
经调查结果表明，本路段病害多集中在路基较高段、桥头两侧、改建时横向路基衔接处等路段。其主要原因在于路基施工压实度不足，或路基产生了不均匀沉降等。
4 路面病害处治方案
结合现场调查结果，此次施工主要对原路面病害进行局部处理，并做预防性养护。根据设计要求，在不改变原路面结构厚度的基础上进行病害处治。要求充分利用原有路面结构强度，最大限度降低铣刨、开挖面积。本路段路面结构可分为3种情况，具体处治方案如下：
4.1 铣刨面层路段
此路段局部存有龟裂、沉陷等病害，针对此类病害，决定将原路面沥青层铣刨去除，若依旧存在松散碎落问题，则需持续铣刨，直至达到稳定层位。随后铺设沥青混凝土，保证新建面层厚度和铣刨厚度一致，保证沥青混凝土层之间衔接良好，且将粘层油撒布至沥青层之间。
4.2 铣刨上面层路段
部分路段存有轻微的纵横向裂缝、网裂等病害。首先，要将沥青上面层铣刨去除，若依旧存有细微裂缝，需按照点病害法进行裂缝处理，随后加铺相同厚度的细粒式沥青混凝土材料，并将粘层油洒布于沥青层之间。
4.3 纤维碎石封层
作为预防性养护技术，乳化改性沥青纤维碎石封层施工要求具有较高的原路面结构强度，并事先处理好原路面较为严重的病害，只有加铺乳化改性沥青纤维碎石封层，才能提高路面使用性能，延长原道路的使用寿命。因此，在本路段除桥面之外，全线需加铺纤维碎石封层，1 cm厚。
5 纤维沥青碎石封层施工技术要点
5.1 原材料选择
乳化改性沥青：本工程采用阳离子聚合物改性乳化沥青，3%为改性剂最低剂量。同时，需在50℃～70℃之间控制改性乳化沥青洒布温度，保证其各项技术指标均能满足施工规范要求。 纤维：喷射无捻粗纱型玻璃纤维。根据室内试验确定具体用量，本工程用量为60 g/m2，纤维长度为60 mm。
碎石：选择坚硬、洁净、粗糙的集料，以4.75 mm～9.5 mm规格为准，严控粉尘含量，0.075 mm以内的含量比例需控制在1%以下。
5.2 施工工艺流程
（1）施工準备。施工前，先修补好原路面的各种病害，待路面检查合格之后，便可进行路面放样及施工方案的确定。为保证施工质量，需选择具有代表性的路段作为试验段，共200 m，起讫桩号为k88+000～k88+200段，用平板车将准备好的机械设备运送到施工路段，根据室内试验规定，做好改性乳化沥青喷洒量、纤维用量及碎石撒布量的控制，保证封层具有均匀一致的厚度，颗粒之间紧密嵌挤。
（2）同步喷洒改性乳化沥青和纤维材料。喷洒乳化沥青前，需将原路表面清理干净，粉尘可采用强力吹风机清理。根据要求，先喷洒第一层改性乳化沥青，随后同步进行第二层改性乳化沥青和纤维喷洒，确保均匀喷洒，厚度一致，严禁喷洒量过多或太少。此外，还要调整好横向搭接处的宽度，避免此部位漏洒。一般情况下，可在3 km/h～4.5 km/h之间控制行驶速度，根据本工程实际情况，3.6 km/h为最佳车速。
（3）撒布碎石。紧跟纤维封层车后进行碎撒布，车速应与纤维封层车匹配，避免撞击。若存在局部撒布不均匀，需及时处理。一般要求在改性乳化沥青破乳前完成所有的碎石撒布工作，最后完成碾压施工。
6 结束语
综上所述，针对沥青路面的大量早期病害，若不及时处理，在行车荷载和自然因素的共同作用下，病害将进一步扩展，进而影响路面使用性能，缩短工程使用受。因此，应结合工程实际情况，综合考虑沿线的交通状况和自然因素，合理选用预防性养护方案。本文提出了纤维沥青碎石封层预防性养护施工，通过该技术的应用，可以及时恢复路面的使用性能，延长道路使用寿命。这对今后公路养护工作来讲具有重要的现实意义。
参考文献：
[1]刘军收，范晓燕.沥青纤维碎石封层在路面预防性养护中的应用[J].公路，2010（7）：194-197.
[2]蔡永甫，刘飞飞，杨坤.纤维沥青碎石封层在道路预防性养护中的应用[J].华东公路，2014（6）：51-53.
[3]黄晓兰.沥青纤维碎石封层在公路工程中的应用[J].交通世界，2019（1）：86-87.