同步加纤碎石下封层施工工艺及质量控制研究

我国大部分高速公路采用“半刚性基层+沥青混凝土面层”的结构形式。而半刚性基层容易产生干缩和温缩裂缝，在行车荷载及温度应力的作用下极易形成反射裂缝。如此，在面层与基层间增加一层既能把面层和基层良好粘结又能防止放射裂缝的下封层十分必要。

同步加纤碎石下封层形成的结构为:玻璃纤维被沥青浸润，而碎石被压入其中，形成一个具有很强嵌锁作用的网状体系。这样，同步加纤碎石下封层既能很好加强层间结合，又能使路面结构有较强抗裂、抗渗等性能。同步加纤碎石下封层是采用加纤同步碎石封层车几乎同时喷洒两层乳化沥青、一层纤维及一层碎石集料，随即采用胶轮压路机进行碾压而成。

同步加纤碎石下封层技术特点

同步加纤碎石下封层这一新型层间结合技术具有其它层间结合技术无法比拟的优势:

(1)节省能源，减少环境污染。

(2)其结构中的纤维起着加筋和桥接作用，对前后两层沥青结合料形成极强的吸附力，加之碎石的压入，能很好的将面层与基层粘结在一起;对封层起到高温稳定、增韧阻裂及抗渗的作用，能有效延长道路的寿命。

(3)加纤同步碎石封层车同时完成2层沥青洒布、一层纤维及一层碎石撒布。施工快捷。

加纤同步碎石封层车

自2009年6月河南高远公路养护设备股份有限公司推出全球第一台GYKT0612加纤同步碎石封层车，加纤同步碎石封层车成为各专家关注的焦点。

加纤同步碎石封层车由沥青加热系统、沥青洒布系统、纤维撒布系统、石屑撒布系统、电器控制系统、雷达测速系统和液压动力系统等构成。其中，纤维撒布系统从结构上分为左右两个纤维剪切单元箱体，可以手动左右展开至撒布宽度，每个剪切单元均为“一控一”控制方式，形成沥青洒布→纤维撒布、沥青洒布→石屑撒布一一对应的关系;纤维输送管采用优质不锈钢软管输送。经剪切单元剪切后的纤维在上下两层均匀撒布的沥青中呈乱向分布，相互搭接，与沥青形成网络缠绕结构。电气控制系统根据沥青密度及负载的变化，由计算机修正参数，并进行标定，从而准确控制沥青泵的排量，使沥青洒布量误差控制在士1.5%;根据不同的施工需求给操作人员提供准确的洒布参数，通过后操作台上显示屏设定参数;采用进口知名品牌编码器准确检测沥青泵转速和纤维剪切单元剪切转速，确保沥青洒布精度和纤维撒布精度;能根据路面宽度任意调整沥青洒布、纤维撒布和石屑撒布宽度，石屑上下限传感器保证石屑始终处于正常料位。

加纤同步碎石封层车实现了机、电、液合一化操作，操作工序简单。

试验路实施情况

吉莲高速公路路面结构采用4cmSMA－13上面层+6cmAC－20C中面层+8cmAC－25C下面层+8cmATB－25上基层+17cm水泥碎石中基层+17cm水泥碎石下基层+20cm级配碎石底基层。全线双向4车道，设计速度100Km/h。在K86+250～K88+350左幅铺筑同步加纤碎石下封层。

原材料控制

(1)纤维

纤维在同步加纤碎石下封层中作为增强相，对封层整体的路用性能有重要增强作用。在选择纤维的种类时，应该充分考虑到其与沥青的粘结性。结合加纤同步碎石下封层在结构中的作用，在进行纤维的选择时，应该注意以下几点:①与沥青界面粘结性能良好;②应具有较高的抗拉强度;③具有较好的分散性。

选择60mm无捻粗纱型玻璃纤维。它由多股原丝络制而成，每股原丝含200根玻璃纤维单丝，玻璃纤维直径12～23μm，特克斯数150～9600tex(g/km)。

(2)沥青

改性乳化沥青热稳定性较高，高温下(60～70℃)不流淌;低温性能较好，脆点底;其软化点、回弹性、成膜性、粘附性均优于乳化沥青。本项目选择SBS改性乳化沥青为结合料。

(3)碎石

经对各种碎石的大量试验结果，从压碎值、石粉杂质含量、粘附性及掉粒率等性质综合对比可知，运用于同步加纤碎石封层的效果:玄武岩＞岩石灰＞花岗岩。

纤维沥青碎石封层技术对集料种类无特殊要求，花岗岩、玄武岩、石灰岩等均可。

本项目选用萍乡白竺4～6mm石灰岩碎石。

施工准备

(1)施工前，应组织专业人员对已过养护期的路面基层的平整度、横坡、高程、整体强度等各项指标进行检查，达到合格标准后对不平整的地方进行处理，先清扫表面的杂物及松动的石料、泥土及障碍物，必要时用钢丝刷或用水冲洗，尽量使基层表面集料颗粒外露;对路缘石边缘部位必要时用人工多次清扫后，并用强力吹风机吹净灰尘;被污染的路基面要用水冲洗干净，应等表面水分蒸发，基层表面干燥后才可进行下封层的施工。清扫后的基层应封闭交通，禁止行人及车辆通行。

(2)原材料性能检验。对改性乳化沥青、碎石、纤维等进行质量检测，确保施工时碎石、沥青和纤维的洒布量符合相关技术要求。

(3)机械及人员准备。现场应配备加纤同步碎石封层车、10m3以上碎石撒布车、10t胶轮压路机、以及路面清扫工具等设备，且设置专用人员。加纤同步碎石封层车在施工前应进行严格的检修、参数调试和校准。其配套设备、碾压设备、运输车、清扫设备等的检修工作也应同步进行，并注意考察各主要设备在作业速度等方面的协调性。

本项目主要设备投入情况如下表所示:

(4)天气。气温低于10℃时，或有雾、下雨，不宜施工。

施工工艺

(1)在路基顶面恢复中线，中线段每10m设一中心桩，并在两侧路面边缘外0.5m处设立竹片标桩。

(2)在洁净干燥的基层表面洒透层油，渗透48h以上。

(3)沥青、纤维与碎石同时撒布。根据全幅宽度调整加纤同步碎石封层车洒(撒)布宽度，使施工幅数为整数。施工行驶速度为4～5km/h，并尽量保持车速的稳定。必须保持改性乳化沥青温度在60℃左右。

本试验段施工中各材料洒(撒)布量:SBS改性乳化沥青为1.8kg/m2、纤维洒布量为60g/m2、石灰岩碎石用量采用7L/1000m2。

(4)局部处理。每车料起点、终点纵向裂缝处视具体情况进行人工处理，过厚或过薄区域进行人工找平。

(5)碾压。下封层洒(撒)布完成后，应及时用胶轮压路机跟进碾压。一般以6km/h速度碾压3～4遍，每次碾压重叠1/3轮宽，碾压两侧到边，确保有效碾压宽度。

同步加纤碎石下封层何时碾压要根据碎石的粒径、覆盖率、乳化沥青的破乳时间来确定，在保证不粘轮的情况下及时进行碾压，其吨位应以没有集料被压碎的情况下达到最适宜的材料嵌入深度为标准。

(6)养生。养生的时间与施工时的气候和环境有关，一般不超过3小时。养生期间应禁止车辆通行。养生直到乳化沥青完全破乳且具备一定强度。

(7)清扫。待改性乳化沥青破乳后清扫路面多余碎石;清扫应该从路面中间开始，向边缘进行，每个车道充分清扫3次。

施工质量控制要点和质量检测

施工质量控制要点

(1)加强原材料的入场前检测，确定满足规定技术要求后再投入使用。

(2)对实施加纤同步碎石封层的路段，要求基层具有一定的强度，平整度要好，表面清洁。

(3)施工前应对粘结料、碎石、纤维控制计量体系进行标定，确保施工时碎石、沥青和纤维的洒布量符合设计要求。

(4)为了纤维均匀洒布的问题，一方面合理调整撒布器的高度，另一方面安排人员及时对纤维洒布器上的纤维和散落在路面上形成的“纤维团”进行了清理。为碎石均匀洒布，调整了两个滚筒间料门的开度，并安排人员对前期出现的洒布不均匀的碎石进行了清扫，从而确保了碎石洒布的均匀。禁止撒布车在施工路段上有急转弯或急刹车等情况出现。

(5)接缝处理。

纵向两幅洒布之间会形成纵向接缝，纵向接缝处应保证有效重叠宽度，做好两幅间封层搭接处接缝的处理。第一幅下封层撒布时预留10～15cm宽度不洒(撒)布，待第二幅下封层洒(撒)布施工时覆盖上一幅预留沥青边缘，以保证纵向洒(撒)布接缝的喷洒量。

横向接缝应采用对接法进行处理。在每幅开始洒布的起点前和终点后可铺设3～5m油毛毡等不渗油材料，并固定好，待加纤同步碎石封层车从起点前起步后迅速打开阀门并行驶至正常撒布速度，以确保横向接缝处沥青碎石撒布均匀一致。

质量检测

同步加纤碎石下封层的施工质量检测主要项目、方法及标准如下表所示。

结语

随着加纤碎石封层车的问世，同步加纤碎石下封层因其适用范围广、施工工艺比较简单、节能环保等优点，可大大提高高速公路的路用性能，延长路面使用时间，此工艺有较高的推广应用价值。