纤维封层技术在公路养护中的应用

张 欣

（河北省高速公路京秦管理处，河北 秦皇岛 066001）

0 引言

纤维封层技术是指采用纤维封层核心设备同时撒布沥青黏结料和纤维，并在上面撒布适量的碎石，然后对其进行碾压密实从而形成新的磨耗层或者应力吸收中间层的一种新型公路养护技术。

1 纤维封层的特点

1.1 可作为应力吸收中间层

纤维封层黏结层的张力和弹力性能十分明显，同时具有相对独特的结构，纤维封层铺设在旧沥青面层和新沥青面层之间，或者铺设在新建路基和新建沥青面层之间，可以有效地对外界的应力进行吸收和扩散，因此可以将纤维封层作为应力吸收中间层，具有很好的吸收应力作用。

1.2 高耐磨性

当纤维封层施工完成后，纤维与沥青混合料之间会形成网状结构，在上面均匀地撒布一层碎石集料，碎石集料即可很好地进入到网状结构中。在对其进行碾压密实后，碎石集料会被混合料网状结构紧密的包裹起来，这样就形成了一种复合的力学嵌锁体系。因此采用纤维封层技术对公路路面进行养护，可以有效地提高路面的耐磨性，从而大大地提高路面的使用寿命。

1.3 高防水性

通常在路面中采用纤维封层技术，其具体的路面结构为由一层沥青+一层纤维+一层沥青+一层碎石构成的纤维封层结构。通过连续的施工可以使路面形成一层网格缠绕结构，这种结构内部之间的物料具有致密的联系。同时两层沥青的连续洒布也提高了纤维封层的密闭性。在两侧沥青混凝土中纤维封层能够起到很好的吸附作用，从而减少沥青的流动，增强黏度和黏附力，因此采用纤维封层技术对公路路面进行养护，可以有效地提高路面的防水性。

1.4 高稳定性

纤维封层具有高弹性的模量值，能够很好地抵消温度变化所带来的收缩或拉伸作用，因此采用纤维封层技术对公路路面进行养护，在温度较低的情况下可以有效地防止低温出现的路面裂缝。

1.5 施工的快捷性

采用纤维封层机进行施工，即可同时完成两层沥青的洒布、一层纤维撒布、一层碎石撒布，这样即可迅速地完成纤维封层的施工。同时这种施工工艺可以大大减少沥青道路的养护时间，使得交通能够较早的开放，通常情况下纤维封层施工完成之后，乳化沥青完全破乳15min内即可对交通进行开放。

2 纤维封层技术在公路工程中的应用

2.1 工程概况

某公路为某市一级公路，道路全长为88.6km。至修建以来，已经运营多年，虽然其中进行了一次大修，但是随着公路荷载的不断增大，车辆的不断增多，以及气候等多种因素的影响，道路全线内出现了多种路面病害问题，如纵横向裂缝、沉陷、龟裂、车辙以及沥青老化等问题。为了改善路面的使用性能，提高行车安全和舒适度，决定对该公路进行路面大修整治。根据对路面病害的详细调查研究，本工程决定采用乳化改性沥青纤维碎石封层技术对路面进行预防性养护。

2.2 原材料的选择

对于纤维类型、沥青的选择应综合考虑原路面的表面构造、深度、平整度等情况，具体的数值应根据相关试验进行确定。通过试验即可确保最佳的乳化沥青类型、喷洒量以及碎石的撒布量。经过试验，本工程确定采用原材料分别为：乳化沥青采用阳离子型聚合物改性乳化沥青；纤维采用喷射无捻粗纱型玻璃纤维；集料应采用坚硬、粗糙、洁净的碎石。如表1所示为碎石的质量技术指标。

表1 碎石的质量技术指标

2.3 纤维封层施工工艺流程

（1）当原路面的病害修补完成并检查合格之后才可进入下一道施工工序。

（2）根据施工方案对路面进行放样，并根据要求准备好施工机械和材料，即可开始进行施工。

首先，应选择代表性的路段进行试验，将机械设备运输到试验路段，根据设计配合比对改性乳化沥青、纤维和碎石的用量进行控制。施工中应确保封层保持均匀的厚度，同时保证颗粒嵌挤密实，并根据试验结果对各种材料的用量进行微调，从而确保最终的正式施工配合比。其次，根据试验段的施工，确定全线施工方案，并将试验段的试验数据提交，接着即可开始进行正式的施工。最后，当施工完成之后，应封闭交通1～2h，等到乳化沥青破乳之后15min，即可开放道路交通，同时在交通开放早期，应严格限制车辆的荷载。

（3）改性乳化沥青喷洒与纤维喷洒同步进行。在喷洒前应采用强力清刷机对原路面进行清扫，确保表面无灰尘，具体检测采用目测法。然后即可开始进行改性乳化沥青的喷洒施工，采用纤维封层设备进行第一层乳化沥青的喷洒，同时进行纤维和第二改性乳化沥青的喷洒施工。喷洒应确保均匀，在起点和终点处都应采取措施，防止出现喷洒过大或者过少的问题。在横向搭接处，应确保搭接宽度满足要求，同时避免在搭接处出现喷洒过多或者漏洒的问题。通常情况下应将前进速度控制在3～4.5km/h，本工程最适宜的车速为3.6 km/h。

（4）碎石撒布。在施工中，碎石撒布车应紧跟着纤维封层车，纤维封层车施工完成之后，碎石撒布车应及时撒布碎石，其车速应与纤维封层车相协调，车速应满足要求。对于碎石撒布不到位的区域，应及时进行处理，确保全线任何区域均能够撒布均匀。应将碎石撒布的完成时间控制在改性乳化沥青破乳之前。如图1所示为纤维封层示意图。

图1 纤维封层示意图

2.4 碾压

碎石撒布完成，即可进入碾压施工工序。采用的机械设备为轮胎压路机，压路机的重量不宜过重，避免对碎石造成压缩，或者对封层表面的抗滑力造成影响。应进行2～3遍的碾压施工。当进行初压时，应将速度控制在2km/h以内，初压完成之后即可将碾压速度控制在2.5km/h。稳压施工完成之后，应确保碎石颗粒的浸入深度满足要求，通常应为颗粒粒径的1/2。如果采用分幅施工的方式，应做好两幅之间的搭接处理。当进行第一幅施工时，应在搭接处预留5～19cm宽度不撒布骨料，当进行第二幅施工时，应沿着预留宽度的边缘进行骨料的撒布。

2.5 施工结束

（1）碾压完成之后，等到改性乳化沥青破乳15min内即可开放交通，但必须对车辆的车速和载重进行限制，通常应将车速控制在20～30km/h以内。路面上的一些骨料或者杂物应及时进行清理。

（2）交通开放一周后对路面进行一次大清扫。

（3）交通开放一周后，为了确保行车安全，即可对路面进行临时性冷标线的处理，在路面上划分出超车道和主车道。

（4）根据要求对路面进行检测验收。由于纤维封层技术在我国推广时间较短，目前仍然没有较为成熟的验收标准和检测技术。因此建议成立一个专门的课题组，在施工中对纤维封层进行全程的跟踪。

3 结语

纤维封层具有高耐磨性、高防水性、高稳定性等特点，同时施工方便快捷，能够有效地吸收应力，因此在公路工程的养护中广泛应用。本文系统地阐述纤维封层技术的概念、性能特点，同时结合工程应用，总结出该技术在工程中的具体实施过程，可为同行提供参考实例。

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