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公路建设养护革命性新技术-纤维封层
张宗辉 美国埃盟泰国际有限公司
摘 要: 本文从概念、性能特点等方面对一种全新的公路建设养护技术-纤维封层进行了详细的阐述,并结合国内外施工实例讲述其性能特征、具体应用以及在中国的发展前景。
关键词:同步洒布 玻璃纤维 应力吸收分散 反射裂缝
1、前言
2007年6月底,在法国赛格玛公司相关技术人员的协助下,辽宁营口公路处顺利完成了法国SECMAIR赛格玛纤维封层设备的调试,并在辽宁省成功进行了试验路,现已开始大规模施工。这是法国纤维封层创新技术在中国的首次使用,一经采用便取得不俗的效果。纤维封层对国内诸多人而言,可能尚是一个陌生的概念,但在国际上却已经推广多年,该技术在英国、美国、澳大利亚、法国等国家均已普遍应用。
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纤维封层技术是指采用纤维封层核心设备同时洒(撒)布沥青粘结料和玻璃纤维,然后在上面撒布碎石经碾压后形成新的磨耗层或者应力吸收中间层的一种新型道路建设施工和养护技术!
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具有网络缠绕独特结构的纤维封层,由于纤维本身高抗拉伸强度和高弹性模量值的特性,有效地提高了封层的抗拉、抗剪、抗压和抗冲击强度。利用纤维封层进行应力吸收中间层(SAMI)施工,铺设于旧沥青面层与新沥青面层或新建路基和新建沥青面层之间的纤维封层粘结层,兼具极高的张力与弹力,加之独特的结构,对外界应力具有超强的吸收和分散功能:一方面它能够吸收摊铺层中的应力或车辆荷载产生的局部集中应力,重新分散和分布。通过纤维封层大面积的分散减少了覆层所承受的张力并有效抑制了裂缝的产生;另一方面它能够吸收和分散旧沥青路面原有裂缝或路基的反射应力,消除旧沥青路面裂缝尖端产生的应力集中,能够有效地抑制反射裂缝出现,有效阻止了因车载负荷过重造成的路面破坏,极大地提高了道路的使用寿命。


2-4纤维封层施工碎石撒布后路面效果
2.2.3高防水性
具有独特的网络结构和综合力学性能的纤维封层用作沥青路面耐磨层或养护施工,北方寒冬季节里,纤维封层因为高弹性模量值,延伸力强,其抗拉强度远远大于温度变化带来的收缩拉应力或拉应变,降低了面层的低温脆裂性,能够有效抑制沥青道路常规裂缝—低温收缩裂缝的产生,避免了面层最大的“敌人”—水的破坏。
2.2.4高稳定性
结合纤维封层形成的机理可知,其结构为1层沥青+1层纤维+1层沥青连续施工工艺+1层碎石形成的一层物料相互作用的致密网络缠绕结构。2层沥青的连续洒布,更加提高了封层的密闭性,加之结构中起到加筋和桥接作用的纤维对于前后两层沥青结合料起到极强的吸附作用,它能非常容易地吸附沥青中的油分,增加其粘度和粘附力,能有效阻止沥青的流动,在原有路面上形成一层致密的保护膜,对沥青起到高温稳定、增韧阻裂的作用,从而避免了高温泛油造成的路面破坏,更好地保护了道路路基因水渗透的早期破坏,稳定了道路的寿命。
2.2.5施工快捷性
加快养护施工速度、缩短开放交通时间也是衡量道路养护工艺先进性的体现。法国SECMAIR公司研制的纤维封层车,在一台设备上同时完成2层沥青洒布、1层纤维撒布。沥青、纤维洒(撒)布后,碎石撒布车马上进行1层碎石撒布,即刻完成纤维封层施工。这种连续施工工艺极大地缩短了沥青道路养护的时间,缩短了开放交通的时间。纤维封层耐磨层施工后,乳化沥青破乳后15分钟即可开放交通。纤维封层用作应力吸收中间层(SAMI),比常规的应力吸收中间层更快付诸应用,完成初摊铺及磨耗层摊铺之后便可立即开放交通,磨耗层甚至还可以稍后再进行摊铺。

2-5纤维封层流水作业施工现场
2.3性能研究
二十世纪90年代,美国德州A&M大学(Texas A&M University)的一项长达15年之久、分布于4个不同国家的性能跟踪试验进一步表明纤维封层能够明显改善沥青路面的质量:
1、 抗拉强度增大30%以上;
2、 抗疲劳性能增大30%以上;
3、 抗车辙性能增大300%以上。

3、应用
具有优良性能的纤维封层工艺,可广泛应用于以下道路施工及养护:
1. 用作新建路基、面层层间粘结应力吸收层,防止反射裂缝
2. 新/旧沥青路面铺设耐磨层,进行预防性养护
3. 各等级公路下封层施工
4. 旧水泥路面改造
5. 桥梁防水层的施工
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纤维封层 传统石屑封层 2004年3月(施工6个月后) |
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2005年1月第二个冬季雪季后 |
2006年1月第三个冬季雪季后 |
4、结论
此次营口公路处于辽宁营口岫水线进行的纤维封层试验路施工面积约为15000平米,效果良好。该公路处非常肯定这一最新技术的应用前景,施工工程已接连排满,于抚顺沈通线及沈环线施工作业面积约260000平米,抚顺施工完成后,又于营口、大连、锦州、阜新接续进行了纤维封层施工,相信这一工艺的引进与推广必将为辽宁省以及全国的公路建设养护带来又一轮的技术革新。
