纖維封層技術在320國道路面大修工程中的應用

沈 佳，楊永偉，史載平

（1.浙江省嘉興市公路管理處，浙江 嘉興 314001；2.麗水市直屬公路管理段，浙江 麗水 323000）

1 工程概況

320國道是浙江省最重要的國道主干線之一，浙江段境內東起滬浙交界的楓涇，經嘉善、嘉興、桐鄉、海寧、余杭、杭州、富陽、桐廬、建德、衢州，在常山進入江西省，路線全長483km，其中嘉興段共長88.6km（K86+000～K174+600），嘉興境內全部按一級公路建設。320國道的通車對改善沿線交通運輸條件、促進工農業生產、提高人民物質文化水平、帶動區域經濟發展具有重要意義。

該線自改建至今已經運營10年之久，雖然在2005年對該路段進行了大修，但由于日益增大的交通量、重載超載車輛、氣候條件等多種因素的影響，全線出現了多種路面病害，最為突出的是橫向裂縫以及局部路段的沉陷、龜裂、塊狀裂縫等病害，也有部分縱向裂縫、車轍、瀝青老化等路面病害。經調查發現，多數路段病害可以通過預防性養護得到有效控制。為保證全線行車通暢、安全、快捷、舒適，促進嘉興經濟的持續快速發展，浙江省嘉興市公路管理處決定對該線進行路面大中修整治。

2 路面整修對策

通過對現有路面破損狀況、強度、行駛質量等方面的調查、分析評價，結合道路平交口、橋梁等構造物的綜合分析，確定對路面采取以下措施：首先對全線的病害進行相應處理，然后在K109+100～K113+127左幅、K122+750～K123+450左幅、K123+650～K124+850左幅和K109+100～K114+707右幅（橋面除外）加鋪一層乳化改性瀝青纖維碎石封層，作為預防性養護；在K116+007～K122+550左幅（橋面除外）路段對面層進行現場熱再生處理。

3 路面大修工程施工

3.1 施工設備

施工設備包括賽格瑪（法國SECMAIR）纖維封層設備一臺；和相關施工配套設備，主要有25m3保溫乳化改性瀝青罐車一臺、碎石撒布機二臺、膠輪壓路機26t 2臺、路面清刷機一臺，以及若干小型機具。

3.2 原材料的選擇

3.2.1 試驗方法

纖維類型和瀝青根據原路面的表面構造深度、平整度等情況進行選擇，具體需通過室內相關試驗予以確定。

3.2.1.1 室內掃地試驗

通過室內試驗確定乳化瀝青類型、噴灑量以及碎石的撒布量等，具體試驗方法參照乳化瀝青碎石封層的室內掃地試驗。

3.2.1.2 拉拔和頂刺試驗

為確定纖維的類型、噴灑量，建議模擬纖維封層施工的方法，按照先噴灑瀝青，接著噴灑纖維，再噴灑乳化瀝青的方法，在室內成型試件，待乳化瀝青完全破乳后，借鑒土工布的方法，測試乳化瀝青纖維布的拉拔力和頂刺力，從而確定纖維的類型和噴灑量。

由于室內掃地試驗和乳化瀝青纖維布的拉拔和頂刺試驗均為非標準試驗，建議進行深入試驗研究，為制定乳化瀝青纖維封層技術指南提供基礎數據。

3.2.2 原材料選擇

3.2.2.1 乳化改性瀝青的選擇

選用陽離子型聚合物改性乳化瀝青，改性劑劑量通常不少于3%。如當天生產后能在第二天用完，可選用1d的試驗。乳化瀝青粘度以恩格拉粘度為準，改性乳化瀝青撒布溫度宜控制在50～70℃左右。

可作為纖維封層的結合料包括SBS、SBR等各種改性乳化瀝青，通過室內相關試驗確定改性乳化瀝青的改性劑和改性劑劑量。

3.2.2.2 纖維的選擇

在纖維類型方面，選擇噴射無捻粗紗型玻璃纖維。特克斯數級為2 400Tex（g/km）采用卷軸式纖維盤的纖維，平均用量一般為50～120g/m2，具體用量需通過室內相關試驗予以確定，在未進行相關試驗時，通常情況下先用60g/m2左右。

表1 乳化改性瀝青PCR的質量要求

在纖維長度方面，選擇30mm、60mm和120mm，具體用量需通過室內相關試驗予以確定，在未進行相關試驗時，通常選用長度為60mm的纖維段。

在纖維物理性能方面，選擇HB6000或HB6300型，可燃物含量1.35%，含水率0.1%，線密度24 000Tex。纖維直徑11um，包裝防水。

3.2.2.3 碎石的選擇

應選擇堅硬、粗糙、耐磨、潔凈的集料。規格選擇2.36～4.75mm（選用范圍S12、S13之間），嚴格控制粉塵含量小于0.075mm，含量比例不大于1%。

表2 碎石質量技術要求

碎石覆蓋率要求達到覆蓋整個面積用量宜選用8～11m3/km2。建議采用玄武巖碎石。

3.3 纖維封層施工工藝流程

3.3.1 修補原路面的各種病害，經檢查合格后提交下一道工序。

3.3.2 對已檢查合格的路面應進行放樣確定施工方案，準備好施工所用的機械設備和材料，進行施工。

其次，以試驗路為參照，確定大面積施工方案，提交各種試驗數據，進行大規模施工。

最后，對施工完畢的路段封道1～2h，待乳化瀝青完全破乳后方可開放交通，且早期嚴格限制重載車輛通行。

3.3.3 改性乳化瀝青生產與噴灑、纖維噴灑同步進行。

選用滿足技術要求的乳化瀝青，噴灑前應用強力清刷機清掃原路表面，表面無灰塵即可。具體檢測方法采用目測法，即采用空壓機吹原路表面未見粉塵，用法國賽格瑪纖維封層設備進行噴灑改性乳化瀝青第一層，同步噴灑纖維和第二層改性乳化瀝青，應保證灑布均勻，起點及終點時必須采取措施，避免噴灑過量或過少，橫向搭接處應調整好寬度，避免搭接處噴灑過多或漏灑現象，控制車速在3～4.5km/h，最佳車速為3.6km/h。

3.3.4 碎石的撒布

碎石撒布車緊跟纖維封層車邊倒車邊撒布碎石，車速與纖維封層車相匹配，車速不宜過快，撒布不到位的區域應及時處理，確保撒布均勻。碎石撒布全部在改性乳化瀝青破乳之前完成。

3.4 碾壓

碎石撒布后，應立即用輪胎壓路機跟進碾壓作業，碾壓2～3遍，初壓不宜超過2km/h，碾壓速度宜控制在2.5km/h左右，壓路機重量不宜過重，以免將碎石壓縮或降低封層表面的抗滑性能。經穩壓后的碎石顆粒浸入深度為顆粒粒徑的1/2為宜。若分幅進行施工時，應做好搭接縫的處理，兩幅搭接處第一幅暫留5～10cm寬度不撒骨料，第二幅沿預留瀝青邊緣進行撒布。

3) 耕地土壤養分空間分布。通過Arc GIS 10.2進行趨勢效應分析和Ordinary Kriging方法插值繪制長順縣耕地各土壤養分含量等級及空間分布圖。

3.5 施工結束

3.5.1 施工結束，碾壓完成后，待改性乳化瀝青破乳后可開放交通，但必須對來往車輛進行限速，設立標志或派人把守，使過往車輛限速在20～30km/h以下，對于一些散落在路邊的骨料進行及時的清除。

3.5.2 通車一周后對路面進行一次清掃。

3.5.3 通車一周的路面，可進行臨時性冷標線處理，劃分超車道和主車道，確保交通安全。

3.5.4 交工并按照檢驗要求驗收。鑒于改性瀝青纖維碎石封層在我國剛剛推廣，尚無成熟的檢測方法和驗收標準，建議專門成立一個課題組，進行室內試驗和跟蹤施工全過程，摸索改性瀝青纖維碎石封層檢測方法和驗收標準。

4 纖維碎石封層的優缺點

4.1 纖維碎石封層的優點

普通的碎石封層具有優越的路用性能：

a）封閉路表面的微小裂縫、防止雨水滲入下面層或基層；

b）防止瀝青面層疲勞破壞，提高路面抗滑與耐磨性能；

c）延遲既有路表面的老化并減少集料松散；

d）較好的成本效益；

e）施工快捷、對道路交通的影響程度較小；

f）纖維碎石封層不僅具有普通碎石的基本性能，在提高防水性能、低溫抗裂及防止反射裂縫等方面具有更強的優越性。

4.2 纖維碎石封層的缺點

纖維碎石封層對于碎石封層存在的以下缺點基本沒有改進。

4.2.1 適用范圍方面

與碎石封層一樣，纖維碎石封層一般適用于低、中交通量道路，在高交通量道路上其性能將受到影響，不適合于特低或特高交通量等級。主要表象為集料散失和泛油。

4.2.2 交通安全方面

由于乳化瀝青破乳、凝結速度較慢，尤其是在高濕天氣里施工，必須要經過幾個小時時間（與氣候、氣象條件相關）才能使瀝青與碎石之間的粘結性能滿足開放交通的條件，所以對車輛通行和交通安全管理會造成一定的影響。另外，纖維碎石封層一般均存在過剩的碎石集料，在車輛輪胎的沖擊、吸附作用下會引起松散碎石集料的飛揚，對過往車輛的擋風玻璃及車身造成損害，必須在開放交通前專門進行清除。

4.2.3 路面噪音方面

（纖維）碎石封層路面比較粗糙（尤其是當集料尺寸較大時），比普通瀝青混凝土路面具有更大的輪胎噪音。

4.2.4 日常養護方面

碎石封層路面構造深度較大，外觀比較粗糙，容易沉積泥土、灰塵和降雪等，給日常養護清掃保潔以及冬季除雪防滑等工作帶來不利影響。