同步纖維磨耗層在公路養護中的應用

劉承勇

摘 ?要：作為一種新型路面預防性養護技術，同步纖維磨耗層在公路養護中得到了廣泛應用與推廣。該文闡述了同步纖維磨耗層技術原理，分析了不同纖維摻量下磨耗層的路用性能，試驗結果表明，同步纖維磨耗層可滿足路面預防性養護使用要求。在此基礎上，依托某公路工程，從黏層施工、磨耗層施工及質量檢測等方面進行了探討，以期全面提升工程質量。

關鍵詞：同步纖維磨耗層;公路養護;路用性能

中圖分類號：U416 ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

近年來，隨著社會經濟的快速發展，我國交通基礎設施建設投資越來越大，截至2017年底，我國公路建設總里程已超過477萬 km，高速公路建設里程躍居世界第一。公路網的逐步完善，為人們帶來了極大的交通便利，并推進了區域經濟發展，產生了巨大的社會效益與經濟效益。在其快速發展的背后，大量早期修建的公路工程已步入大中修階段，如何做好公路養護工作成了當前急需解決的問題。預防性養護技術是目前路面養護最常見的一種方式，這種養護模式可在路面結構性破壞還未發生前有效遏制病害發展，能夠有效恢復路面使用性能，延長路面使用壽命，并具有良好經濟性。同步纖維磨耗層是一種新型路面預防性養護技術，這種技術的應用，可達到提升預防養護質量，增強結構整體性，為此，在公路養護施工中對同步纖維磨耗層技術進行研究具有重要意義。

1 同步纖維磨耗層技術原理

2000年德國百靈公司首次提出“同步纖維磨耗層技術”，隨后在西方發達國家這項預防性養護技術得到了廣泛應用與推廣。相比國外，我國同步纖維磨耗層技術研究較晚，這項技術是從2012年才在我國開始使用，作為一種新型、快速的預防性養護技術，同步纖維磨耗層技術是指通過專用設備對乳化瀝青黏結料、玻璃纖維冷拌混合料同時進行噴灑、攤鋪，即同時完成噴灑、攤鋪2個施工工序，待碾壓施工后，可形成一種新型的磨耗層，這種技術同時具備同步保存罩面、微表處2種養護工藝的優點，具有高黏附性與良好的防水性能，且施工便捷，可滿足路面養護施工需求。

2 同步纖維磨耗層路用性能分析

在級配相同的條件下，于纖維磨耗層而言，纖維、水、水泥、瀝青材料用量多少均會對路用性能造成嚴重影響。為充分了解混合料路用性能中纖維摻量的影響程度，該文選擇0.05%、0.1%、0.15%、0.2%、0.25% 5種纖維摻量進行混合料路用性能檢測。

2.1 黏聚力試驗

黏結力試驗能夠充分反映纖維磨耗層初凝、交通開放時間。選擇上述5類纖維摻量，對30 min、60 min 2個時間段的混合料黏聚力進行檢測，結果見表1。

在混合料組成中，纖維可吸附少量瀝青，且能改變混合料內部受力結構，為此，纖維摻量變化，對混合料黏聚力影響較大。由表1可見，纖維摻量的增加，混合料黏聚力也會隨之增加，當摻量在0.1%～0.15%時，黏聚力變化最大，為此，建議0.1%～0.15%選擇纖維摻量效果更好。

2.2 濕輪磨耗試驗

一般情況下，纖維磨耗層的抗水損性能可通過濕輪磨耗試驗進行測試。在不改變其他條件的情況下，按上述5類摻量，對1h、6h磨耗值進行試驗。試驗結果如表2所示。

? ? ? 由表2可知，按照規范要求，混合料1 h濕輪磨耗值在540g/㎡以下，及6 h在800 g/m2以下的要求，表中未摻加纖維時，則1 h、6 h濕輪磨耗值均在該要求以下，則表明選擇7.5%油石比最為合理。在摻加纖維后，混合料濕輪磨耗值隨著摻量的增加不斷下降，其主要原因在于纖維可對混合料內部受力結構的進行改變，加大了石料之間的黏結作用，由此說明，摻加纖維對混合料性能而言具有良好的作用，即時磨掉了大顆粒石料，但附近石料卻不會輕易被連帶出來。根據試驗結果可選擇0.05%～0.15%范圍內的纖維摻量。

2.3 負荷車輪黏砂試驗

稀漿混合料瀝青最大用量可通過負荷車輪黏砂試驗確定。同樣在不改變其他條件的情況下，僅做纖維摻量改變，對混合料黏砂量指標進行分析，見表3。

由此可見，在增加纖維摻量的同時，混合料的黏砂量卻呈下降趨勢，其主要原因在于部分瀝青被纖維吸附，混合料內自由瀝青含量減小，在纖維加筋作用下，又對此類自由瀝青遷移起到強烈的限制作用，但整體來講，上述纖維摻量均滿足規范規定。

2.4 車轍變形試驗

混合料抗車轍能力的強弱可通過車轍變形試驗進行測試，同樣在不改變其他條件的情況下，僅改變纖維摻量，對混合料寬度變化率進行檢測，由表3可見，上述摻量均滿足5%以下規范規定。隨著纖維摻量的不斷增加，混合料寬度變化率隨著下降，但在摻量在0.2%以上時，寬度變化率卻呈現出增加趨勢，說明纖維摻量并非越多越好，需合理控制摻量，為此建議選擇0.2%以下纖維摻量。

綜上所述，同步纖維磨耗層中纖維摻量可合理設定于0.1%～0.15%。

3 工程概況

某公路工程屬于雙向四車道，路基寬24.5 m，建成通車多年，路面早期病害顯現，象橫向裂縫、輕微車轍等，據路面勘查結果顯示，該路段路況整體性能良好，僅局部存有縱向裂縫、網裂等現象。網裂病害是由微小裂縫組成，若僅選用灌縫法進行路面整治，并不能完全封閉裂縫，雨水仍會順著裂縫下滲基層，長此以往將嚴重影響路面性能，為此必須通過罩面處治進行路面病害處理。

經檢測舊路可知，樁號K239+000～K243+000段，PCI<80，DRC>5%，且剩余壽命超過8年，針對這種情況，可對此路段做預防性養護。原設計選擇微表處技術進行養護，但發現微表處與原路面黏結性能較差，極易出現剝落、脫皮等問題，為了提高微表處的耐久性，決定改善微表處施工工藝，在玻璃纖維摻加的同時，并加鋪一層高性能防水黏結層，則構成了一種新型養護方法，即同步纖維磨耗層。最終決定以路面結構：0.9 cm同步纖維磨耗層+改性乳化瀝青專用黏層油+原路面的形式進行罩面處治。

4 同步纖維磨耗層技術要點

4.1 施工流程

（1）施工準備

施工前，要按照生產配合比，合理確定所有原材料的用量。拌和施工中，要保證混合料拌和均勻，瀝青結合料被礦料顆粒完全裹住，一般以40 s～60 s控制拌和時間。若拌和過程中出現結團、離析、花白等問題，需及時處理。此外，還要控制好混合料溫度，尤其是出廠溫度，可控制在170 ℃～180 ℃，若在195 ℃以上不得用于施工。

（2）攤鋪

選用專用攤鋪設備，按照0.3 L/m2～0.5 L/m2噴灑改性乳化瀝青材料，攤鋪溫度控制在160℃以上。按照勻速、緩行原則進行攤鋪施工，為了保證攤鋪的連續性，供料必須充足，一般可在攤鋪機前等待5輛料車，卸料后，需迅速駛離現場。攤鋪過程中，還需合理控制攤鋪速度，一般為每分鐘10 m～20 m，嚴禁攤鋪時隨意轉彎、掉頭。

（3）碾壓

選擇雙鋼輪壓路機進行同步纖維磨耗層施工，靜壓時，碾壓寬度需重疊1/3～1/4輪跡。為避免混合料黏輪，需保證輪胎始終濕潤，碾壓時無需開啟振動模式。攤鋪后，要盡快進行碾壓施工，保證在110℃左右時即可完成整個碾壓過程。碾壓時，可根據碾壓具體情況確定碾壓遍數，且在5 km/h以內控制碾壓速度。結束后，嚴禁任何在其上通行，待罩面溫度降至70℃以內時，才能開放交通。

（4）接縫處理

第一，橫向接縫。一般以垂直平接縫處理橫向接縫，保證施工質量。第二，縱向接縫。條件允許情況下，盡可能一天內完成相同橫斷面攤鋪。攤鋪過程中，接縫可通過熱料預熱，整平時可選擇人工方式，隨后通過壓路機進行縱向施工，保證縱向接縫碾壓密實。

4.2 質量檢測

（1）現場狀況

施工結束后，觀察施工現場，可見路面平整、美觀，裂縫被封閉，具有良好性能。

（2）完工檢測

完成試驗段鋪筑后，在規定時間內對其相關性能進行檢測，檢測結果見表4，由此可見，相比規范要求，同步纖維磨耗層各項指標均滿足要求，具有良好的使用效果。

5 結語

綜上所述，該文依托K239+000～K243+000段路面養護工程，對公路養護中同步纖維磨耗層技術的應用進行了分析與探討，所得結論如下。

（1）在全面了解同步纖維磨耗層技術原理的基礎上，對5種不同纖維摻量下，同步纖維磨耗層混合料路用性能進行了分析，并確定了纖維摻量范圍，即0.1%～0.15%。

（2）依托K239+000～K243+000段路面養護工程，對通車運營后，路面病害問題進行了闡述，并提出了同步纖維磨耗層技術，通過拌和、攤鋪和碾壓等一系列施工流程，規范了施工工藝，并對工后路面現場實際狀況進行了觀測，可見路面平整，裂縫被封閉，經檢測，可得路面性能良好，滿足相關規范要求，具有良好的養護施工效果。

參考文獻

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