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沥青路面半刚性基层增强封层施工工艺

时间:2018-04-10 发布者:金盛沥青工程 浏览:1430

纤维增强封层是指施工时采用专用设备同步喷洒一次完成的,由底层乳化沥青、中层纤维、上层乳化沥青组成的纤封层。其与表面碎石集料共同组成的沥青路面层,可作为道路表面磨耗层或应力吸收中间层,能使结构中的局部集中应力被有效吸收、扩散、重分布,可有效降低路面结构应力,减少路面结构层裂缝产生并抑制、阻止反射裂缝出现,使路面抗裂性大幅增强。如图1。


图1 纤维封层示意图


1 工艺原理


纤维封层车下部按照一定间距布设三排喷嘴,第一排为下层乳化沥青喷嘴,第二排为纤维喷嘴,第三排为上层乳化沥青喷嘴,封层车向前行进可实现同步喷洒两层乳化沥青(底层、上层)及撒布一层纤维(中间层),再立即撒布一层碎石集料,采用胶轮压路机进行初期碾压,最后通过自然行车作用压实,形成沥青路面表面磨耗层或应力吸收中间层。封层材料中加入纤维,当力由机体传递给纤维时,纤维因变形而消耗能量,一旦沥青受拉断裂时,纤维跨接在裂缝的表面,阻止或延缓裂缝的扩展。如图2。

图2 纤维封层施工示意图


2 施工工艺


2.1 施工准备


(1)检查半刚性基层整体强度,对于局部强度不足处进行补强。基层必须平整、干燥、清洁、无浮土。


(2)对宽度大于3mm的块裂和纵横向裂缝进行灌缝处理,裂缝宽度大于5mm的龟裂进行挖补处理。对坑槽、松散等局部破损进行挖补处理。对严重车辙、沉陷、波浪拥包等病害进行处理。


(3)乳化沥青、碎石集料、纤维和添加剂等施工材料试验检验合格,碎石集料的存储与检验尤为重要。


(4)检查调试施工机具。


2.2 铺筑试验


试验路段按材料设计配合比进行铺筑,主要检查内容包括材料用量的准确性和均匀性,测量观察碎石集料的嵌入深度和嵌挤效果。根据试验段的铺筑效果调整技术参数和机械参数。


2.3 乳化沥青和纤维封层(如表1、表2、图3)


(1)纤维封层车应保持匀速行驶,速度宜保持在3.6km/h,同时与碎石撒布、碾压作业的进程相匹配。


(2)乳化沥青喷洒温度须保持在60~80℃,并确保具有合适的粘度和流动性。


表1 乳化沥青主要性能指标

技术指标指标要求单位PCRBCR破乳速度≤-快裂或中裂慢裂粒子电荷-阳离子(+)-筛上剩余量(1.18mm)%0.1粘度恩格拉粘度E25-1~103~30沥青标准粘度C25s8~2512~60含量(不小于)%5060针入度(100g,25℃,5s)dmm40~12040~100蒸发残留物软化点℃5053延度(5℃)cm20≥溶解度(三氯乙烯)%97.5与矿料的粘附性,裹覆面积-2/3-贮存稳定性1天%1≤5天%5


表2 玻璃纤维主要性能指标

图3 沥青喷洒与纤维同步施工

(3)喷洒过程中,根据乳化沥青喷洒的准确性和均匀性及时调整喷洒横梁的高度、喷嘴阀门的方向角度和喷洒压强,保证喷洒质量。同时,控制喷洒横梁上两端最外侧喷嘴喷洒区域的宽度,且纵向边缘与施工引导线对齐[1]。


(4)在施工开始、结束的连接区域内应采用沿横向铺放专用纸张等方法,保证接缝区域内乳化沥青及纤维洒布的连续性、均匀性和准确性。


2.4 碎石撒布(表3、图4)


(1)碎石集料的撒布应在乳化沥青及纤维洒布后1~2min内完成。碎石集料撒布车与纤维封层车行车间距宜控制在10m[2]。


表3 碎石主要指标

技术指标料压碎值/%指标要求其他等级的公路与城市道路表面磨耗层中间应力吸收层高速公路、一级公路、城市快速路、主干路262830洛杉矶磨耗损失/%283035视密度①/(t/m3)2.62.52.45吸水率①/%2.03.03.0坚固性②/%1212-≤软石含量/%155<0.075mm颗粒含量(水洗法)/%111针片状颗粒含量全部混合料粒径>9.5mm粒径<9.5mm 151820 1215-1820-


图4 封层碎石撒布

(2)碎石撒布车和集料运输车保持平稳行驶,速度不超过5km/h,轮胎表面确保洁净、平滑,以免影响碾压效果和嵌挤就位质量。


(3)碎石集料撒布时可保持表面湿润。


(4)纵向接缝搭接区域预留10~15cm宽度不撒布碎石,下幅施工时补撒。


(5)施工中必要的人工修整:安排2~3名专职工人在碾压前完成。


2.5 碾压


碾压在碎石撒布后立即进行,时间控制在2~5 min,且在乳化沥青破乳凝结之前完成。在撒布碎石全部宽度范围内,碾压次数不小于3遍,气温较低时增加碾压遍数。


道路宽度3.50~3.75m的单幅施工,碾压时不少于2台碾压设备同时工作,碾压设备大于3台时,应采取梯队碾压。碾压设备行进时速度不超过2km/h,行程内应缓慢平稳,防止碎石颗粒滑移、拖拽或翻滚,影响碎石集料嵌挤稳定性。


碾压结束时须确保碎石集料的嵌入百分率不低于70%。


2.6 封层养生


碾压结束后即开始封层养生,期间禁止车辆通行。封层养生时间不小于4h,并尽可能延长。延长时间应综合考虑乳化沥青类型、气温、路面温度、湿度及开放交通后的交通量大小、重载交通所占比例、车辆运行速度等多种影响因素。封层养生期间,避免阴雨或大幅降温天气。


封层以上的其它施工应在乳化沥青完全凝结、固化后方可进行。其它施工之前避免各种车辆驶入封层。


2.7 环保要求


选用先进的环保设备;采取隔音墙、隔音罩等消音措施使施工噪音满足要求;乳化沥青堆放不能污染环境;控制乳化沥青固含量,预防过低时造成施工中出现流淌污染环境。


3 施工质量控制

(1)施工前关闭封层车沥青喷油嘴,开启纤维喷头,检查纤维的切割长度、喷洒均匀性及单位面积用量。


(2)施工过程中采用铺放纸张称量或托盘称量等方法,检验封层车乳化沥青喷洒量(洒布率)[3]。


(3)随时观察前后排乳化沥青喷嘴是否有堵塞的情况,如果发现应立即停车清理,以免引起喷洒不均匀的白条状,局部不足之处采用人工补洒。


(4)封层车在运行过程中,后端纤维切割处配合人工在端部接送个别脱离齿轮的纤维进入切割装置,保证纤维同步均匀的喷洒。


(5)维切割出口处的上端需要设置挡板,保证纤维及时切割后浸入下层乳化沥青中不被风或轮胎吸力刮起,从而保证整个封层材料撒布的均匀性。


(6)目测封层表面平整性、空隙分布率及有无松散、泛油、纵向条纹、划痕、集料碎裂等情况,如果出现应立即调整或采取补救措施。


4 结论

该路段完工后1年调查发现,应用路段货车通行占比40%~50%,未出现裂缝;相邻同长度未应用路段出现1处轻微横向裂缝。


完工后2年调查发现,应用路段货车通行占比50%~60%,出现1条轻微横向裂缝;相邻同长度未应用路段出现4条横向裂缝,其中1条横向裂缝为重型裂缝。


结果表明:纤维封层的设置对抵抗裂缝效果明显,提高了路面抗裂抗破坏能力。该工艺为沥青路面的集中应力分散、抗裂、抗破损提供了解决方案,具有良好的经济效益和社会效益。