我國的公路建設(shè)已經(jīng)經(jīng)歷了一個高峰期，公路總里程在逐年大比例增加。但是在公路建設(shè)取得巨大成就的同時，日益繁重的公路養(yǎng)護(hù)工作也擺在我們面前。目前，我國不少的公路養(yǎng)護(hù)部門已經(jīng)開始嘗試采用各種公路養(yǎng)護(hù)新技術(shù)與新材料，以達(dá)到節(jié)約成本和延長道路使用壽命的目的。作為經(jīng)濟(jì)、有效的道路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，繼2002年引進(jìn)同步碎石封層技術(shù)后，目前，我國又引進(jìn)了道路建養(yǎng)的最新技術(shù)—瀝青纖維碎石封層，為國內(nèi)筑養(yǎng)路業(yè)界帶來了又一新技術(shù)。
瀝青纖維碎石封層不僅可以作為下封層、面層層間粘結(jié)應(yīng)力吸收層，還可用于舊瀝青路面鋪設(shè)耐磨層，進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。本文針對瀝青纖維碎石目前在我國路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)中的試驗及使用情況進(jìn)行介紹，為其在路面養(yǎng)護(hù)中的推廣應(yīng)用積累經(jīng)驗。
一、瀝青纖維碎石封層技術(shù)簡介
?。ㄒ唬?、概念
瀝青纖維碎石封層技術(shù)是指采用纖維封層核心設(shè)備同時灑布瀝青粘結(jié)料和玻璃纖維，然后在上面撒布碎石，經(jīng)碾壓后形成新的磨耗層或者應(yīng)力吸收中間層的一種新型道路建設(shè)施工和養(yǎng)護(hù)技術(shù)。
?。ǘ?、發(fā)展歷史及國內(nèi)外應(yīng)用
瀝青纖維碎石封層技術(shù)發(fā)源于英國，憑借其優(yōu)越的性能及廣泛的適用性，該技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)在英國、美國、澳大利亞、法國等國家得到普遍應(yīng)用。20世紀(jì)90年代，四個國家對瀝青纖維碎石封層進(jìn)行了一項歷時長達(dá)15年之久的持續(xù)實驗室評估，并進(jìn)行跟蹤試驗，研究數(shù)據(jù)表明瀝青纖維碎石封層能夠明顯改善瀝青路面的質(zhì)量：抗拉強度及抗疲勞性能均可提高30%以上，抗車轍性能提高300%以上。
我國對瀝青纖維碎石封層的研究才剛剛起步，2007年6月底，遼寧營口公路處在岫水線順利完成了法國SECMAIR賽格瑪纖維封層設(shè)備的調(diào)試，并進(jìn)行了試驗路鋪筑，效果良好，這是瀝青纖維碎石封層新技術(shù)在中國的首次使用，隨后在遼寧、浙江兩省逐步得到推廣應(yīng)用。
?。ㄈ?、技術(shù)特點
瀝青纖維碎石封層是經(jīng)過專門工藝將纖維在上下兩層均勻灑布的瀝青結(jié)合料中呈亂向均勻分布，相互搭接，與瀝青混合料形成網(wǎng)絡(luò)纏繞結(jié)構(gòu)，類似在新建道路基層和面層之間或原有路面基礎(chǔ)上加鋪了一層具有高彈性和高強度的防護(hù)網(wǎng)墊，效果見圖1。
圖1 纖維封層效果
纖維封層的特點主要有以下幾點：
（1）良好的應(yīng)力吸收和擴散能力
具有網(wǎng)絡(luò)纏繞獨特結(jié)構(gòu)的纖維封層，由于纖維本身具有高抗拉伸強度和高彈性模量值的特性，有效地提高了封層的抗拉、抗剪、抗壓和抗沖擊強度。它能夠吸收和擴散舊瀝青路面原有裂縫或路基的反射應(yīng)力，消除舊瀝青路面裂縫尖端產(chǎn)生的應(yīng)力集中，有效地抑制反射裂縫出現(xiàn)、阻止因車載負(fù)荷過重造成的路面破壞，提高了道路的使用壽命。
（2）高耐磨性
纖維封層設(shè)備施工后，緊接其后進(jìn)行碎石集料撒布，撒布后的集料進(jìn)入由纖維與瀝青結(jié)合料形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，壓實成型后集料被結(jié)合料網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)緊緊裹縛，形成了一個復(fù)合的力學(xué)嵌鎖體系，有效地限制了骨料的滑移、脫落。因此，采用瀝青纖維碎石封層，提高了路面的耐磨性，有效地延長了路面的使用壽命。
?。?）高防水性
瀝青纖維碎石封層是由1層瀝青+1層纖維+1層瀝青+1層碎石形成的物料相互作用的致密網(wǎng)絡(luò)纏繞結(jié)構(gòu)。2層瀝青的連續(xù)灑布，提高了封層的密閉性，纖維起到加筋和橋接作用，在原有路面上形成一層致密的保護(hù)膜，因此該封層明顯具有很好的防水性能。更好的保護(hù)了道路因水損害造成的早期破壞。
?。?）高穩(wěn)定性
纖維比表面積大，對于前后兩層瀝青結(jié)合料起到很強的吸附作用，它能吸附瀝青中的油分，增加其粘度和粘附力，對瀝青起到高溫穩(wěn)定，增韌阻裂的作用，從而避免了路面高溫泛油造成的路面破壞。
（5）施工快捷性
纖維封層車，在一臺設(shè)備上同時完成2層瀝青灑布、1層纖維撒布，隨后馬上進(jìn)行1層碎石撒布，即刻完成瀝青纖維碎石封層的施工。這種連續(xù)施工工藝極大地縮短了瀝青道路養(yǎng)護(hù)的時間，縮短了開放交通的時間。
?。ㄋ模?、適用條件
與其他預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)相同，纖維碎石封層的應(yīng)用首先應(yīng)滿足宏觀標(biāo)準(zhǔn)即路面狀況指數(shù)PCI、路面強度SSI和行駛質(zhì)量指數(shù)RQI評價等級都為優(yōu)秀，即預(yù)防為主。
在宏觀路況滿足預(yù)養(yǎng)護(hù)要求的前提下，還應(yīng)判斷路面的具體損壞類型、程度等是否適合預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。一般適合應(yīng)用預(yù)養(yǎng)護(hù)的路面損壞類型和程度包括：輕微的橫向裂縫或縱向裂縫、細(xì)小或輕微的不規(guī)則裂縫、輕微或中等程度的龜裂、輕微的車轍（深度小于25 mm）、路面輕微磨損（包括磨光、麻面）、輕微的松散、各種程度的老化（包括老化、硬化、泛白）、泛油、輕微的路面滲水等9種情況。
對不適合于預(yù)養(yǎng)護(hù)的路面狀況則應(yīng)先進(jìn)行結(jié)構(gòu)性修復(fù)和重建。
二、材料特性及指標(biāo)
根據(jù)原路面的表面構(gòu)造深度、平整度等情況，選擇不同的纖維、碎石和瀝青類型。纖維封層配合比設(shè)計后需進(jìn)行抗滑性能試驗、濕輪磨耗試驗、負(fù)荷輪粘砂試驗、車轍變形試驗及力學(xué)性能試驗，各種材料的要求如下：
?。ㄒ唬r青結(jié)合料
一般選用陽離子型聚合物改性乳化瀝青，可作為瀝青纖維封層結(jié)合料的包括SBS，SBR等各種改性劑，改性劑劑量通常不少于3%。當(dāng)天生產(chǎn)后能在第二天使用完時可選用1d的試驗。乳化瀝青粘度以恩格拉粘度為準(zhǔn)，改性乳化瀝青撒布溫度宜控制在50～70℃左右，通過室內(nèi)相關(guān)試驗確定改性乳化瀝青的改性劑和改性劑劑量。乳化劑采用快裂新型配方，乳化瀝青的粒徑應(yīng)在5um左右。目前用于瀝青纖維碎石封層的改性乳化瀝青應(yīng)符合表1質(zhì)量要求，乳化改性瀝青噴灑用量為1.5-2.0kg/m
2。
表1 乳化改性瀝青PCR的質(zhì)量要求
說明：①我國以往采用瀝青標(biāo)準(zhǔn)粘度計進(jìn)行乳化瀝青的粘度檢測。為使粘度指標(biāo)與國際接軌，決定同時采用恩格拉粘度和瀝青標(biāo)準(zhǔn)粘度，并以恩格拉粘度為準(zhǔn)。②考慮到瀝青纖維碎石封層用于南方炎熱地區(qū)、重載交通道路時，軟化點對熱穩(wěn)定和抗車轍能力的重要性，初步規(guī)定軟化點應(yīng)不低于57℃。
?。ǘ?、集料
碎石的規(guī)格要求根據(jù)原路面構(gòu)造深度及平整度等情況進(jìn)行試驗決定。集料宜采用水洗后為佳。碎石覆蓋率要求達(dá)到整個面積用量宜選用7-11m
3/km
2。碎石與瀝青的粘附性達(dá)到4級以上，不考慮添加劑。碎石與乳化改性瀝青的粘附性大于2/3以上，其他指標(biāo)應(yīng)符合表2要求
表2 碎石質(zhì)量要求
集料的級配是影響碎石封層使用性能的關(guān)鍵指標(biāo)之一。通過多次實驗證明，在碎石封層施工中，單一粒徑集料比有一定級配的集料使用效果要好，其優(yōu)點主要表現(xiàn)在：（1）礦料間隙率大，有更多的空間供結(jié)合料填充，利于集料與瀝青的牢固粘結(jié)；（2）單一粒徑碎石封層與車輛輪胎的接觸面積比有級配的大，抗滑性能更好；（3）單一粒徑碎石封層的碎石之間形成連通的排水渠道，更有利于路面排水；（4）單一粒徑碎石封層的設(shè)計、施工和質(zhì)量都好控制。
?。ㄈ⒗w維
纖維與瀝青之間的粘結(jié)力、纖維用量及纖維的力學(xué)性能是決定纖維封層使用性能的關(guān)鍵。試驗證明纖維性能及用量控制不好往往會出現(xiàn)纖維結(jié)團(tuán)、分布不均、纖維從瀝青材料中拔出等病害。
圖2 纖維拔出、結(jié)團(tuán)
一般規(guī)定纖維類型：噴射無捻粗紗型玻璃纖維。特克斯數(shù)級為2400TEX（g/km）采用卷軸式纖維盤的纖維平均用量一般為50～70g/m
2，具體用量需通過室內(nèi)相關(guān)試驗予以確定，在未進(jìn)行相關(guān)試驗時，通常情況下選用60 g/m
2左右。
纖維長度：30mm，60mm，120mm，具體用量需通過室內(nèi)相關(guān)試驗予以確定，在未進(jìn)行相關(guān)試驗時，通常選用長度為60mm的纖維段。
纖維物理性能：選擇HB6000或HB6300型,可燃物含量1.35%，含水率0.1%，線密度24000TEX，纖維直徑11um，包裝防水。
為達(dá)到更好的使用效果，部分業(yè)主優(yōu)先選用耐溫性、抗氧化，抗壓縮性、與瀝青的粘結(jié)性、強度等各項使用性能更優(yōu)的玄武巖纖維。
三、施工技術(shù)要點
1）修補原路面的各種病害，清掃干凈，經(jīng)檢查合格后提交下一道工序。
2）對已檢查合格后的路面進(jìn)行放樣，確定施工方案，準(zhǔn)備好施工所用的機械和材料，進(jìn)行施工。
選擇試驗路段，把已準(zhǔn)備好的機械運至施工路段，裝配完畢后按放樣的尺寸邊線順直，控制順直美觀，同時對厚度實行嚴(yán)格控制，根據(jù)最佳要求控制改性乳化瀝青噴灑用量。嚴(yán)格控制碎石灑布量；厚度均勻、顆粒嵌擠密實，特別對纖維控制量的確定，增強表處層，既能封水，又能抗裂縫的傳遞，根據(jù)試驗路段的試驗結(jié)果指導(dǎo)下步生產(chǎn)工作。
在試驗結(jié)果的指導(dǎo)下，確定全面大面積施工方案，提交各種實驗數(shù)據(jù)，推薦施工方案，進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。對施工完畢的路段進(jìn)行封道，封道時間1-3小時，然后進(jìn)行適當(dāng)養(yǎng)護(hù)，保證工藝正確，施工精細(xì)。
3）改性乳化瀝青生產(chǎn)和噴灑，纖維噴灑同步進(jìn)行。
選用滿足技術(shù)要求的乳化瀝青，噴灑前應(yīng)用強力清刷機清掃原路表面，表面無灰塵即可，用法國賽格瑪纖維封層設(shè)備進(jìn)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(yīng)保證灑布均勻，起步及終止時必須采取措施，避免噴灑過量或過少，橫向搭接處應(yīng)調(diào)整好寬度，避免搭接處噴灑過多或漏灑現(xiàn)象，控制車速在3～4.5km/h，最佳車速為3.6km/h。
4）碎石的灑布。
碎石的灑布車緊跟纖維層設(shè)備車進(jìn)行碎石灑布，車速與纖維封層設(shè)備相匹配，撒布車應(yīng)倒車撒布，車速不宜過快。在接頭處灑布時宜提前開啟撒布車，在改性乳化瀝青未噴灑的接頭處應(yīng)提前關(guān)閉，對撒布不到位的區(qū)域應(yīng)及時處理，確保撒布均勻。碎石撒布全部在乳化改性瀝青破乳之前完成。
5）碾壓
碎石撒布后，應(yīng)立即用26T輪胎壓路機碾壓作業(yè)不少于2-3遍，初壓速度不宜超過2km/h，復(fù)壓碾壓速度宜控制在2.5km/h左右。經(jīng)穩(wěn)壓后的碎石顆粒浸入度為顆粒徑的1/2左右。若分幅進(jìn)行施工時，應(yīng)做好搭接縫的處理。兩幅搭接處第一幅暫留5-10厘米寬度不撒骨料，第二幅沿預(yù)留瀝青邊緣進(jìn)行撒布。
6）施工結(jié)束
①施工結(jié)束，碾壓完成后，待改性乳化瀝青破乳后可開放交通，但須對來往車輛進(jìn)行限速，設(shè)立標(biāo)志或派人把守，使過往車輛限速在20～30km/h以下，同時嚴(yán)格限制重載車輛通行。對于一些散落在路邊的骨料進(jìn)行及時的清除。
?、谕ㄜ囈恢芎髮β访孢M(jìn)行一次清掃，碎石殘留率大于80%ASTMD7000。
?、弁ㄜ囈恢艿穆访?，可進(jìn)行臨時性冷標(biāo)線處理，劃分超車道和主車道，確保交通安全。
?、芙还を炇諜z驗。
四、交工驗收檢驗要求
根據(jù)目前經(jīng)驗，確定表3中各項驗收檢驗指標(biāo)：
表3 交工驗收檢驗要求
注：由于現(xiàn)階段各地經(jīng)驗存在較大差別，因此暫無將厚度檢驗作為硬性驗收指標(biāo)要求。
五、結(jié)語
根據(jù)纖維瀝青碎石封層的形成機理、技術(shù)特點及其在遼寧浙江省的應(yīng)用效果來看，該技術(shù)具有其他養(yǎng)護(hù)措施無法實現(xiàn)的優(yōu)點，能有效降低養(yǎng)護(hù)成本和提高路面使用效益，應(yīng)用前景十分廣泛。作為一項新技術(shù)，它在國內(nèi)的研究雖然才剛剛起步，還沒有一套成熟的施工技術(shù)、檢測方法和驗收標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)有工藝和技術(shù)還有待不斷的深入研究及完善提高。但在短短兩年時間內(nèi)，已經(jīng)達(dá)到了很好的進(jìn)展與使用效果，相應(yīng)的施工指導(dǎo)意見也逐步出臺，相信在不久的將來，該項新技術(shù)的各項優(yōu)勢在我國的道路建養(yǎng)業(yè)會得到更充分的發(fā)揮。
