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1、沥青碎石封层方案沥青碎石封层方案为了防止路面早期破坏，延长路面的使用寿命，利用沥青碎石同步封层技术加强公路路面预防性养护。该技术是在同一秒内同步洒布沥青和撒布骨料，使它们之间具有最大的表面裹覆强度。成型封层具有抗滑、抗车辙、抗磨耗、防渗水等特点，能有效治愈路面龟网裂、掉颗、轻微波浪等病害，且施工工艺简单、快捷、可靠。1 原材料质量控制 1.1 沥青粘结料沥青碎石同步封层最常用的是 90和 110普通道路石油沥青，沥青粘结料应符合公路沥青路面施工技术规范（jtgf-2004）的相关规定和技术要求。1.2 碎石碎石为经过反击（锤式）破碎加工而成，碎石要求洁净、干燥、无风化、无杂质，形状规正，并具有
2、足够的强度和耐磨耗性的单级配集料。其中针片状石料在 15%以下，不含杂质和石粉，压碎值小于 20%。对于高等级公路沥青混凝土路面龟网裂、掉颗等病害采用沥青碎石同步封层施工时，易在施工前做试验段选配碎石的规格，5-10mm 的可供参考。碎石规格为 10-14mm，用量控制在 10-12m3/1000m2；碎石规格为 10-20mm，用量控制在 12-14m3/1000m2。严格控制粉尘含量及含水量：当进场后的碎石粉尘含量高时，采用装载机配合吹风机进行除尘，与采取水洗风干或拌合楼加热搅拌除尘措施相比速度快，且节约成本；当碎石潮湿时，如果离施工时间较长，采用装载机进行翻晒处理，如果时间紧，可采用拌合
3、楼加热除湿除尘，即时应用。2 施工过程质量控制 2.1 施工气温条件沥青碎石封层宜选在干燥和炎热的夏季施工。施工时各工序必须紧密衔接，不得脱节，当天施工的路段必须当天完成。由于天气状况对沥青碎石封层的性能影响较大，禁止在出现大风、雨天和低温（路面温度低于 10）天气施工。同时，要密切关注气象信息，在雨后路面湿度大（75%）和雨前（一小时）不能保障碾压成型时，应当暂停施工。2.2 原路面病害处理施工前，应对原路翻浆、沉陷、拥包、裂缝等病害进行全面详细的调查和彻底处理，禁止在存在上述病害的路基上实施沥青碎石封层。2.3 路面清洁对欲与碎石封层的路面进行彻底清扫，清除一切松散材料、杂物及尘土，防止喷
4、洒的沥青被粉尘包裹而形成隔离层，并应保持原路面层干燥。2.4 沥青碎石同步封层2.4.1 沥青温度控制。沥青温度控制是非常重要的环节，沥青加热时温度应随时量测控制，对于普通道路石油沥青加热温度控制在 165-170，不得超过 170，防止温度过高导致沥青老化。沥青洒布温度易控制在 155-170。2.4.2 沥青用量控制。沥青碎石同步封层沥青最佳用量是碎石落到沥青面上，由于流体沥青的表面张力，使热沥青沿石料表面向上爬升高度约为石料高度的 2/3，并在石料表面形成一个半月面，使石料被沥青裹覆的面积达到 70%的沥青洒布量。经实际量测，使用 10-14mm 碎石，沥青洒布量易控制在1.5-1.6k
5、g/m2 内；使用 10-20mm 碎石，沥青洒布量易控制在1.6-1.7kg/m2 内。沥青洒布时，要求沥青喷洒后应形成均匀、等厚度的沥青膜，防止因沥青不均匀导致石料的剥离、斑纹。沥青洒布形状规则，线形顺直。2.4.3 同步碎石封层车的标定。施工前，应对同步碎石分层车的计量系统、控温系统及碎石撒布控制系统等进行标定，通过试洒（撒），确定沥青洒布量和碎石撒布厚度、均匀度、宽度是否满足施工要求，经检查确认设备正常完好后方可投入使用。同步碎石封层车洒（撒）布后，除在两幅搭接处预留10cm 不撒石料外，碎石覆盖率应达到 100%。2.4.4 紧跟同步碎石封层车，随时掌握封层情况。对于路基平整度较差、
6、路面超高值较大、或机械故障，对出现小的零星的沥青膜外露部分，应及时进行人工补料，尽量不出现碎石重叠、沥青膜外露现象。当沥青膜外露形成条宽时，应及时关闭喷油嘴和料门，检查喷油嘴的压力是否符合要求，料门是否被大粒径石料堵塞。2.5 胶轮压路机碾压在碎石撒布的同时，应立即采用 16 吨以上胶轮压路机紧跟碾压。碾压时应保持 2-3km/h 匀速行驶，应遵循先两边后中间、先慢后快的原则，碾压时每次轮迹重叠 30cm，碾压遍数不少于 5 遍。碾压后，使集料之间嵌挤紧密，石料不得出现较多压碎现象。2.6 清扫浮动石料碾压结束后，如仍出现较多浮动石料时，应在开放交通前将其扫除，防止浮动石料对已经粘着在位石料挫
7、动、脱落。2.7 接缝处理2.7.1 横向接缝。在封层起点前及前一车封层尾 1.5m 范围内，用与封层宽度同宽的铁板或油毛毡进行横铺，可以有效避免重复封层造成的横向接茬凹凸现象。2.7.2 纵向接缝。沥青同步封层车要求行车直顺，纵向搭接处沥青洒布重叠部分不得超过 10cm，避免纵向条带状泛油及接茬处偏高现象。2.8 开放交通及初期养护沥青碎石封层施工结束后，在通车 2h 内，应设专人控制行车，车速不得超过 30km/h。在成型后，对泛油部分，应薄撒、勤撒 5-8mm 的嵌缝料，并应扫匀。避开高压线及其它空中传输线。第二篇：同步碎石沥青封层同步沥青碎石封层是利用专门的施工设备同步碎石封层机，将高
8、温沥青（喷洒时热改性沥青的温度应达到 170a。c 以上）与洁净干燥的均匀石料几乎同时（1s 内）喷洒在路面上，保证沥青与石料在最短的时间内完成结合，并在外荷载的作用不断形成强度，骨料摊铺停止时，沥青结合料的摊铺自动停止，不存在等待骨料的沥青结合层。结合时，喷洒温度为 170的聚合物改性沥青，结合时温度也可保证在 165以上，沥青结合料的流动性仍很好，由于流体沥青的表面张力，使热沥青沿石料表面向上爬升高度约为石料高度的 2/3，并在石料表面形成一个半月面，使石料被沥青裹覆的面积达到 70，保证了沥青与石料有足够的结合强度。同时，沥青的毛吸引力可以产生一个凹面，流动性很好的沥青进入骨料表面的微观
9、纹理中，该凹面与骨料间好似镶嵌珠宝，因此不会有骨料流失。然后通过自然行车碾压或轮胎压路机碾压形成单层沥青碎石层。主要作为路面表处封层使用，也可用于低等级公路的面层施工。同步碎石封层技术缩短了粘结剂喷洒与集料撒布之间的间隔，增加了集料颗粒与粘结剂的裹覆面积，更易保证它们之间稳定的比例关系，提高了作业效率，降低了施工成本。同步沥青碎石封层技术主要有以下几个优点：1）同步碎石封层是低能量沥青结合料顺利渗入基层表面微裂缝的技术，起着很好的封缝作用。2）同步碎石封层实质是靠一定厚度沥青膜（12mm）粘结的超薄沥青碎石表面处治层，其整体力学特征是柔性的，能增加路面抗裂性能、治愈路面龟网裂、减少路面反射裂缝
10、、提高路面防渗水性能，用于道路养护可延长路面使用寿命 10 年以上，若使用聚合物改性沥青、橡胶沥青等高粘度粘结料效果更佳。3）作为新建半刚性基层沥青路面的封水层，不但有优秀的封水效果，而且对半刚性基层的反射裂缝有显著的延缓作用。4）同步碎石封层可以大大提高原路面的摩擦系数，即增加路面防滑性能，并能使路面平整度得到一定程度的恢复。5）通过采用局部多层摊铺不同粒径石料的施工方法，同步碎石封层能有效治愈深达 10cm 以上的车辙、沉陷等病害，这一点是一般养护方法无法比拟的。6）同步碎石封层可以作为低等级公路的过渡型路面，以缓解公路建设资金严重不足的矛盾。7）同步碎石封层工序简单、施工速度快，可即时限
11、速开放交通。8）无论用于道路养护还是作为过渡型路面，同步碎石封层的性能价格比明显优于其他表处方法，从而大大降低道路的维修养护成本。1、沥青装置与碎石装置在同一底层上，降低了成本，性价比高。2、同一点的碎石与沥青撒到地面的时间不会超过一秒，所以增加了它们的粘结效果。3、全自动电脑控制。4、增加了安全性。5、一机多用功能，能够替代分体式撒布车的功能。6、降低了对身体的危害。7、减少了对周围环境的影响，因为沥青散发出来的有毒气体能够被及时覆盖住，而且不会产生沥青的飞溅。沥青碎石同步封层技术。所谓同步碎石封层，就是用专用设备即同步碎石封层车同一秒内同步洒（撒）布沥青结合料和骨料，通过自然行车碾压或轮胎
12、压路机碾压形成单层沥青碎石磨耗层，他可进行公路路面的下封层、上封层施工；新旧路面加铺磨耗层施工；沥青路面的层铺法施工；也可用于道路的预防性养护和修复性养护，无论是高速公路还是普通公路都可以使用此项技术。它的先进、科学件及所具有的高性价比已经得到实践证明。2、同步碎石封层技术主要有以下几个特点；（1）同步碎石封层实质是靠一定厚度沥青膜（12illm）粘结的超薄沥青碎石表面处治层，流动性很好的沥青充分流入裂缝中，碎石在沥青中与沥青的裹覆强度大，其整体力学特征足柔性的，能增加路面抗裂性能、治愈路面龟网裂、减少路向反射裂缝、提高路面防渗水性能，若使用聚合物改性粘结料效果史佳。（2）同步碎石封层可以大大
13、提高原路面的摩擦系数，被沥青结合料粘接到公路 f=的骨料直接接触轮胎，这种骨料镶嵌的粗糙度将确保它能以最低的能耗，极好地满足公路防滑性的要求，并能使路面 f-整度得到一定程度的恢复。我国的高速公路一般只做上面层，而不做磨耗层和上封层，这是经济上的一种浪费，近年来各种石屑封层、微表处、超薄磨耗层层出不穷。在我国沥青路面预防性养护中也开始大量使用上封层技术，主要有：裂缝填封、雾层封层、石屑封层、冷薄层罩面（包括稀浆封层、微表封层和覆盖封层）、热薄层罩面（包括开级配、密级配和间断级配）。同步沥青碎石封层作为沥青路面的上封层技术可大大节省工程造价。同时，同步沥青碎石封层技术，从 20 世纪80 年代开
14、始在法国被大规模采用，20 世纪 90 年代传播到整个欧洲各国及美国，还在俄罗斯、印度、非洲、澳洲等数十个国家和地区中得到推广。据统计，在欧洲有 95以上的公路均采用这项技术进行养护。目前同步沥青碎石封层技术在我国许多高速公路都采用作为预防性养护方法，在我省京珠高速也修筑了部分试验段，其技术要求如下。3.1 集料要求必须有足够的硬度抵抗交通磨损，在相对重载车较多，车流量较大的情况下，骨料的硬度尤其重要；级配一般采用近于单一级配，几乎不含粉料；形状上尽量采用立方体的骨料，避免针片结构，以保证骨料在沥青中达到合适的嵌入深度。3.2 沥青可采用符合规范要求的普通石油沥青、改性沥青、橡胶沥青、乳化沥青
15、、改性乳化沥青等，且符合公路沥青路面施工技术规范的要求。3.3 材料用量石料撒布量，应用同步沥青碎石封层进行路面养护时，石料抵抗车轮磨耗，石料之间应该是肩并肩紧密构成一个平面，达到石料覆盖率 100，其撒布量可参照表 3.3.4 沥青用量应采用合适的沥青用量，如果洒布量过多，导致行车碾压过程中，沥青粘结料从石料空隙中溢出，从而导致路面泛油，摩擦系数降低；如果过少，不能将骨料固定住，会出现跑子等现象。3.5 施工工艺及控制同步沥青碎石封层养护工艺为。原有路面的处理一施工材料的准备一现场施工一胶轮压路机碾压一开放交通一路面清扫一剩余骨料回收。4、结语改性沥青同步碎石封层不但具有良好的防水效果，提高
16、防水层的高温抗剪强度，改善了防水层的低温抗裂性与延缓反射裂缝的能力，对保护基层免受冲刷破坏和沥青面层早期损坏具有非常现实的重要意义。改性沥青同步碎石封层将高温改性沥青与洁净干燥的均匀石料几乎同时喷洒在路面上，保证了沥青与石料在最短的时间内完成结合，保证了沥青与石料有足够的结合强度。同时，同步碎石封层技术简单、迅速，提高工作效率；可以节省材料、设备成本，降低工程造价，性价比高，由于同步碎石封层设备的高精确度，使劳动强度大大降低。因此，采用同步碎石封层技术和改性沥青相结合，能大大提高沥青路面的施工质量和防水密水、抗裂性能，有十分重要的推广意义。目前 XX 省应用的主要是同步碎石下封层技术，同步碎石
17、封层技术用于上封层以及沥青路面预防性养护也十分广泛，能迅速地提高沥青路面的使用品质，而且比铣刨加铺等处理更经济，是一种良好的养护方法，值得进一步的研究和实践。同时由于同步碎石封层技术在我国应用不久，许多施工工艺还没有完全掌握，施工经验缺乏，在同步碎石封层设备的研究远落后于国外，还有许多理论上和应用上的问题没有掌握，只有通过更深入的研究、积累经验、不断改进，才能使同步碎石封层得到更广泛的应用第三篇。同步沥青碎石封层施工工艺摘要同步碎石封层技术被公认是世界上耗能最低、性价比最高的公路建设和路面养护技术，这也是该项技术得以快速发展遍及世界的基础，这对我国尚处于发展中国家的国情也是十分适用的。关键词同
18、步碎石封层技术；施工工艺；裂缝处治中图分类号：tb3 文献标识码：a 文章编号：1671-7597（2009）0310091-01一、同步碎石封层技术及其特点所谓同步碎石封层，就是用专用设备即同步碎石封层车及粘结材料（改性沥青或改性乳化沥青）同步铺洒在路面上，通过自然行车碾压或轮胎压路机碾压形成单层沥青碎石磨耗层，他主要作为路面表处层使用，也可用于低等级公路的面层施工。沥青路面经过同步碎石封层处理后，使路面具有良好的抗滑性能和防渗水性能，能有效治愈路面贫油、掉粒、轻微网裂、车辙、沉陷等病害，主要用于道路的预防性养护和修复性养护，无论是高速公路还是普通公路都可以使用此项养护新技术。同步碎石封层技
19、术主要有以下几个特点：（1）同步碎石封层实质是靠一定厚度沥青膜（1-2mm）粘结的超薄沥青碎石表面处治层，其整体力学特征是柔性的，能增加路面抗裂性能、治愈路面龟网裂、减少路面反射裂缝、提高路面防渗水性能，用于道路养护可延长路面使用寿命 10 年以上，若使用聚合物改性粘结料效果更佳。（2）同步碎石封层可以大大提高原路面的摩擦系数，即增加路面防滑性能，并能使路面平整度得到一定程度的恢复；（3）通过采用局部多层摊铺不同粒径石料的施工方法，同步碎石封层能有效治愈深达 10cm 以上的车辙、沉陷等病害，这一点是企图养护方法无法比拟的；（4）同步碎石封层可以作为低等级公路的过渡型路面，以缓解公路建设资金严
20、重不足的矛盾；（5）同步碎石封层工序简单、施工速度快，可即时限速开放交通；（6）无论用于道路养护还是作为过渡型路面，同步碎石封层的性能价格比明显优于其他表处方法，从而大大降低道路的维修养护成本。二、同步碎石封层施工工艺1.要求。从对沥青路面的预防性养护的角度来看，与其他的技术相比，同步碎石封层技术并没有对施工条件提出更高的要求，但是为了提高养护性能，充分发挥这种新技术的优势，还是需要有一定的条件。首先，要对公路表面损伤进行诊断，明确将要进行修补的要害问题；充分考虑沥青结合料和骨料的质量标准，比如其润湿性、粘合性、耐磨性、抗压性等；在技术规范所允许的范围内进行摊铺操作；正确合理地选择材料，确定级
21、配，正确操作摊铺设备。2.同步碎石封层施工工艺：（1）常用的结构。普遍采用间断级配结构，碎石封层所用石料粒径范围有严格要求，即等粒径石料最理想。考虑到石料加工的难易程度及路面防滑性能的要求不同，可 2-4mm，4-6mm，6-10mm，8-12mm，10-14mm 等 5 档，比较常用的粒径范围为 4-6mm，6-10mm 这两种，而 8-12mm 和 10-14mm 两档主要用于低等级公路过渡型路面的下面层或中面层。（2）根据路面平整度情况和抗滑性能要求确定石料的粒径范围。一般路面掩护进行一次碎石封层即可，在路面平整度较差说可选用适宜粒径的石料作为下封层找平，然后再做上封层。碎石封层作为低等
22、级公路路面时须 2 层或 3 层，各层石料粒径应互相搭配以能产生嵌挤作用，一般遵循下粗上细的原则；（3）封层前要对原路面进行认真清扫，作业过程中应保证足够数量的胶轮压路机以便在沥青温度降低之前或乳化沥青破乳后能及时完成碾压定位工序。另外，封层后即可通车，但在初期应限制车速，待 2h 后可完全开放交通，从而防止快速行车造成石子飞溅；（4）使用改性沥青作为粘结料时，为保证雾状喷洒而形成均匀、等厚度的沥青膜，必须保证沥青的温度在 160-170范围内；（5）同步碎石封层车的喷油嘴高度不同，所形成的沥青膜厚度会不同（因为各个喷嘴喷出的扇形雾状沥青重叠情况不同），通过调整喷嘴高度使得沥青膜的厚度符合要求
23、；（6）同步碎石封层车应以适宜的速度均匀行驶，在此前提下石料和粘结料两者的撒布率必须匹配；（7）作为表处层或磨耗层的碎石封层，其使用条件是原路面平整度和强度满足要求。三、同步碎石封层对沥青路面裂缝的处治同步碎石封层技术针对不同程度的裂缝有以下三种处治方案：（一）kraxtop（裂缝阻扩）技术。kraxtop（裂缝阻扩）技术主要用于轻微裂缝的处治。在高温季节全部或大部分可愈合的轻微裂缝，可不加处理。对高温季节不能愈合的轻微裂缝，需将有裂缝的路段清扫干净对路面进行局部处理。kraxtop 技术是在存在裂缝病害的路段摊铺 1.2kg/m2 的沥青层，使用的骨料为 2-4mm 或 4-6mm 的细碎石
24、，摊铺后的沥青层可以持久地防止渗透（及渗透产生的结果）。这种裂缝处治技术整体施工面积小，所耗成本低，所费时间短，可以很快地开放交通。kraxtop 只铺洒一层沥青的实现是一个经济而又及时的措施，而且可能发挥的效能是最大的，但这种技术对裂缝处治的精度要求很高，因此要求施工的设备具有相当的技术先进性。（二）同步碎石封层。因路面沥青性能不好或路龄较长、油层老化产生较大面积的裂缝（包括网裂），但基层强度尚好时，可采用同步碎石封层技术对裂缝路面进行全面处理。同步碎石封层对材料的要求如下：1.沥青粘结料。同步碎石封层技术的领先性能很高，但对适用沥青没有特别严格的要求。可以使用不同的沥青结合料，如软化纯沥青
25、、聚合物改性沥青、乳化沥青、聚合物改性乳化沥青、稀释沥青等，热沥青主要由于大规模封层。使用改性沥青作为粘结料时，为保证雾状喷洒而形成均匀、等厚度的沥青膜，必须保证沥青的温度在 160-170范围内。2.碎石。常用的结构。普遍采用间断级配结构，碎石封层所用石料粒径范围有严格要求，即等粒径石料最理想。碎石要求经过反击破碎（或锤式破碎）得到的碎石，针片状石料严格控制在 15%以内，几何尺寸要好，不含杂质和石粉，压碎值小于 14%，对石料酸碱性无特殊要求，并严格经过水洗风干。（三）粘结层。对路面裂缝不仅要治理，还要实施有效的预防措施。同步碎石封层还可以做新建沥青路面下面层与上基层之间的覆层。若在沥青路
26、面下面层与上基层之间加铺一层能承受很大应变而不破坏，能分散基层的收缩应力或应变，将由于车辆荷载产生的应力重新分布的应力吸收中间层，则能够有效防止或减少向上发展的反射裂缝。该应力吸收中间层同样可以设置在旧路面与新铺沥青混合料之间，能够有效减少旧路面的裂缝向上覆层扩散。利用同步碎石封层技术进行的沥青路面应力吸收膜（sami）施工，在上基层与沥青下面层之间设置了一定厚度的碎石中间层，可以明显减小基层裂缝在沥青下面层底面引发的应力，因此能减轻甚至全部消除基层对沥青面层的反射裂缝。第四篇：纤维沥青碎石封层文献综述纤维沥青碎石封层1 引言预防性养护是美国上世纪 90 年代提出的，是在适当的时机对公路设施进
27、行合理的维护，在路面尚未发生破坏性或刚出现病害时采取强制性保养措施，将病害消除在萌芽状态，避免路面出现结构性破坏。通过相关研究表明，养护不及时产生道路的早期破坏，增大养护成本，形成恶性循环，但是在合理的养护时机进行路面的预防性养护，能够有效减缓病害的发展，维持路面的使用性能，虽然初期投入会增加，但是总体而言会减少路面使用期内的公路中修及大修次数，提高寿命周期内资金的利用率。目前，国内常用的公路预防性养护措施有稀浆封层、同步碎石封层、超薄磨耗层、雾封层、微表处等。这些预防性养护措施均各有特点，可改善旧路面的某些使用性能，比如减少网裂，改善平整度，提高抗滑性能，防止水分下渗等等，但这些技术适用性不
28、同，各有一定的使用范围及条件限制，没有哪一项措施能将这些养护措施的优点集于一身，比较全面的解决路面病害，达到预防性养护技术的最终目的。1.1 稀浆封层稀浆封层是指用适当级配的石屑或砂、一定比例的填料（水泥、石灰、粉煤灰、矿粉等）与乳化沥青、添加剂、水等四种材料，经拌合制成均匀的稀浆混合料，并按要求的厚度及宽度均匀摊铺在路面上而成的沥青表面处治薄层。与传统沥青薄罩面相比，稀浆封层的特点在于，具有更好的抗磨性、防水性，与下层粘附力更强；可延长道路寿命，降低养护综合成本；施工速度更快，对交通的影响更小；常温作业，清洁环保。由于影响稀浆封层施工稳定性差，施工中常出现，泛油，松散，脱落等现象，而且其抗反
29、射裂缝的能力不强，这导致稀浆封层路用性能衰减速度快，过早的发生破坏，严重影响路面路用性能，下图 1 稀浆封层出现的病害：泛油松散脱落表面划痕图 1.稀浆封层常见病害1.2 微表处微表处是一种由聚合物改性乳化沥青、集料、填料、水和外加剂按合理配比拌和并通过专门施工设备摊铺到原路面上，达到迅速开放交通要求的薄层结构。微表处在原材料选择、混合料技术要求都要比稀浆封层严格，其使用性能和寿命都要比稀浆封层有很大的提高，现阶段作为预防性养护技术使用较为广泛。微表处具有良好的防水、抗滑、耐磨和填充作用，具有修复车辙的作用，可显著改善路面的使用性能，延长路面使用寿命，很适合于处理路面早期出现的抗滑能力不足、轻
30、微网裂、松散、麻面和车辙病害，避免病害进一步发展，起到预防性养护作用。同时，在实际施工过程中，微表处仍然存在一定的问题，诸如：混合料可拌和时间太短，表观效果差，摊铺厚度不够，表面泛油，纵向和横向接缝不美观，脱落等，而且其养护费用也较高。1.3 同步碎石封层同步碎石封层是采用同步碎石封层车将碎石及黏结材料同步铺洒在路面上，通过自然行车碾压形成单层沥青碎石磨耗层。它主要作为路面表层处治使用，也可用于低等级公路面层。同步碎石封层实质是一种超薄沥青碎石表面处治层，其整体力学特征表现为柔性，能够提高路面防渗水性能、抗滑性能，延长路面使用寿命。其不足之处为：同步碎石封层的工程造价较高，而且其抗裂效果一般，
31、实际工程中，经常出现碎石脱落现象，而且如果同步碎石封层与原旧路面之间粘附性能不强，易出现脱皮现象，影响路面的使用功能，图 2为同步碎石封层经常出现的病害：碎石脱落封层脱皮图 2.同步碎石封层常见病害1.4 纤维沥青碎石封层预防性养护技术纤维沥青碎石封层技术是指采用纤维沥青碎石封层核心设备同时撒布改性乳化沥青和纤维，然后再撒布碎石，经碾压后形成新的磨耗层，这是一种全新的道路养护技术，纤维沥青碎石封层按层位功能分为上封层（表面磨耗层）和下封层（应力吸收层），其结构图如图 3 所示：图 3.纤维沥青碎石封层结构图纤维碎石封层采用两层乳化沥青及一层纤维和一层碎石的结构，与其它路面养护材料相比，具有良好
32、的应力吸收与扩散、抗拉、抗剪、抗冲击等综合力学性能和高耐磨、高防水性、高稳定性等路用性能及耐久性能。应用于公路沥青混凝土路面上封层，能较好地封闭原路面的龟网裂，提高原路面的防水性能，恢复或改善原路面的使用功能，延缓原路面的大修周期，具有了较好的经济成本效益和良好的推广应用前景；应用于沥青路面应力吸收层，具有良好的应力吸收、分散能力和坚固的防水中间层，它能够吸收和分散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，而且降低了面层的低温脆裂性，防止水损坏。图 4.纤维沥青碎石封层试件浇筑步骤2 国内外纤维沥
33、青碎石封层研究现状2.1 国外纤维沥青碎石封层研究现状分析纤维沥青碎石封层技术是由拥有 40 多年公路建设和养护经验的法国赛格玛公司发明，目前在英国、美国、澳大利亚、法国等国家和地区的道路建设和养护工程中普遍应用，其中对其性能也都进行了相应的研究。美国纽约州奥林斯郡曾在 2003 年分别对一条公路分幅分别应用纤维沥青碎石封层和普通碎石封层，并进行长期跟踪路况对比检测，结果显示在通车半年后，普通碎石封层养护路面，由于没有加入纤维的作用，原旧路面的裂缝反射到封层表面，而纤维沥青碎石封层其路用性能依然良好，未出现路面裂缝；通车一年后，经过两个冬季的通车运行，碎石封层开始出现脱粒现象，局部出现碎石跑光
34、现象，纤维沥青碎石封层依然良好，未出现明显的碎石脱落现象；通车 2 年后，碎石封层在轮迹处出现明显的碎石跑光，并且进一步出现水损害现象，而纤维沥青碎石封层只在局部出现碎石脱落现象。通过跟踪研究发现纤维沥青碎石封层较碎石封层能够延缓路面病害的发展，延长路面的使用寿命。据统计，在美国，据记载纤维沥青碎石封层可延长路面使用寿命 10 年以上。澳大利亚有关机构研究表明，纤维沥青碎石封层能使损坏比较严重的道路寿命增加 1015 年。曾有四个不同的国家对纤维沥青碎石封层进行了一项长达 15 年之久的持续实验室评估，一致的实验结果数据以及现场评估观察均表明。与未实施纤维沥青碎石封层路段相比，纤维沥青碎石封层
35、能够明显改善沥青路面的质量，抗拉强度提高 30%以上，抗疲劳性能增加 30%以上，抗裂性能增加 300%以上。图 5 纤维沥青碎石封层提高路用性能纤维沥青碎石封层预防性养护技术在国外已经广泛使用，应用技术经验已经相当成熟，通过图 5 可知因其具备良好路用性能适合多种公路的应用，并且由于使用材料特性以及特殊的施工工艺，具备良好经济效益和社会效益，已经成为欧美等发达公家首选的养护措施。2.2 国内纤维沥青碎石封层研究现状分析随着对预防性养护观念的不断深入，纤维沥青碎石封层因其可以迅速恢复路面的使用性能，得到越来越多的重视。2007年 6 月底，在法国赛格玛公司相关技术人员的协助下，辽宁营口在中国首
36、次进行了纤维沥青碎石封层施工，2008 年 10 月，纤维沥青碎石封层在浙江进行施工，效果较好，各项指标均满足要求，2009 年 3 月，在山东日照完成了纤维沥青碎石封层应用于应力吸收层施工，并且性能良好。通过辽宁、XX 省以及 XX 省试验段及实际应用效果发现，该技术对路面所发生的早期病害，特别是网裂等病害有很好的治愈和预防作用，这项预防性养护新技术集目前养护技术的优点于一身，克服了现有养护技术的不足和缺憾，采用纤维封层养护的路面各项路用性能大幅度提高，有效地延长沥青路面的使用寿命，减少了寿命周期的养护费用。随着国内对于纤维沥青碎石封层的研究和使用，取得了一定的成果：大连理工大学叶尖等通过对
37、纤维沥青碎石封层的研究，进行了室内试验试件成型的研究，提出了纤维沥青碎石封层试件成型方法，包括胶垫厚度、初压次数、复压次数、养生温度等条件。长安大学陈晓娟等根据断裂力学理论，通过 ansys 有限元软件，建立了纤维沥青碎石封层路面结构计算模型，分析了纤维沥青碎石封层抗裂机理，计算了不同轴载、路面强度、裂缝宽度状况下的应力强度因子，建立了纤维沥青碎石封层的使用寿命模型。长安大学杨昆等对于纤维沥青碎石封层研究从复合材料角度出发，利用细观力学对纤维沥青碎石封层进行模量预估，并且运用 ansys 有限元软件模拟纤维拉拔试验，研究纤维/沥青界面力学性能。长安大学郭寅川等结合纤维沥青碎石封层使用的实际情况
38、，开发了多功能沥青混合料动态渗水试验仪以及沥青路面材料动水压力冲刷试验仪，从而进行了纤维沥青碎石封层动水压力下的防水性能研究。总的来说，随着相关研究的开展，纤维沥青碎石封层优越的性能得以体现，但是随着预防性养护技术的不断推广，纤维沥青碎石封层在使用过程中依然存在一定的不足：1.纤维沥青碎石封层在国内属于起步阶段，还未形成系统的理论体系，配合比设计方面主要还是依靠经验法，我国幅员辽阔，各地气候环境、温度、湿度都不尽相同，用于全国各地公路的纤维沥青碎石封层配合比会有一定差异。2.纤维沥青碎石封层具有良好的路用性能，但是国内现阶段对于其高温性能、防水性能等没有找到合适的方法进行评价，路用性能评价体系
39、不够完善。3.纤维沥青碎石封层作为预防性养护技术，对原路面路况有一定的技术要求，如何通过结合有限元力学模型以及作用机理，提出纤维沥青碎石封层的适应性还存在不足。3 纤维沥青碎石封层技术特点3.1 良好的应力吸收和分散能力具有网络缠绕结构的纤维沥青碎石封层，由于纤维本身具有较大的抗拉伸强度和高弹性模值，有效地提高了封层的抗拉、抗剪、抗压和抗冲击强度。当纤维沥青碎石封层用于应力吸收中间层（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做粘结层时，兼具极高的张力与弹力，加之独特的结构，对外界应力具有极好的吸收和扩散功能；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应力
40、集中，使其分散和重新分布。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扩展；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，从而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。3.2 高耐磨性纤维沥青碎石封层洒布后，紧接其后进行碎石洒布，洒布后的集料进入由纤维与沥青结合料形成的网状结构中，压实成型后集料被结合料网状结构紧紧裹缚，形成了一个复合的力学嵌锁体系，类似微观领域中的分子结构物理模型，纤维、沥青和骨料紧密相连，有效抑制了碎石的滑移，脱落。因此，采用纤维封层进行磨耗层施工能够极
41、大地提高路面的耐磨性，延长路面使用寿命。3.3 高防水性当纤维沥青碎石封层用作沥青路面耐磨层或养护施工时，以其独特的网络结构和综合力学性能，在北方寒冬季节里，纤维封层因具有较高弹性模量和延伸力强，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，能够有效抑制沥青路面的低温收缩裂缝产生，避免了面层最大的“敌人”水的破坏。3.4 高稳定性结合纤维封层形成的机理可知，其结构为两层乳化沥青及一层纤维和一层碎石形成的一层物料相互作用的致密网络缠绕结构。第二层乳化沥青的连续洒布，更加提高了封层的密闭性，加之在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
42、能非常容易地吸附沥青中的油分，增加其粘度，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，延长了道路的寿命。3.5 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 公司研制的纤维碎石封层车能够实现一台设备上同时完成两层乳化沥青洒布和一层纤维洒布。乳化沥青、纤维洒布后，碎石洒布车马上进行一层碎石洒布，即刻形成纤维沥青碎石封层。这种连续的施工工艺大大地缩短了道路养护的时间和开放交通的时间。当用于磨耗层施工时，乳化沥青破乳后 20m
43、in 即可开放交通。纤维沥青碎石封层用作应力吸收中间层（sami），比常规的应力吸收中间层施工更快。4 原材料技术要求4.1 乳化沥青乳化沥青必须有足够的粘结性能，保证骨料与原路面、骨料与骨料之间的粘结。同时在满足单位面积洒布量的情况下，乳化沥青必须具有一定的流动性，在洒布石料之前不会流淌，从而保证石料在沥青膜中的嵌入深度，减少骨料的脱落。同时，乳化沥青的破乳速度直接决定了在保证没有过多骨料脱落的情况下可以多快开放交通。一般选用慢裂快凝型改性乳化沥青。旧路面粗糙度越大，改性乳化沥青的用量就越大；耐磨层及面层养护时用量要比应力吸收中间层施工大一些；相对来说高温季节施工改性用量要比低温季节施工用量
44、要小一些。4.2 纤维纤维的平均长度：30、60 或 120mm，根据经验，60mm 的纤维封层效果更佳。纤维的平均用量一般为：50120g/m2，通常情况下用量在60g/m2 左右。纤维用量根据路面的状况、施工类型、路面龟裂严重程度进行确定。龟裂越严重，纤维用量越大。应力吸收层的纤维用量要大。4.3 碎石对碎石的选择大多采用玄武岩，常用粒径为。46mm，610mm，1014mm（具体所用级配要根据交通量、施工结构等不同因素选择）。碎石要洁净，必须有足够的硬度已抵挡交通磨损，级配近乎单一级配，石粉、泥土杂质含量不超过 1%。尽量使用立方体的骨料，避免针片状结构，以保证骨料在沥青中达到合适的嵌入
45、深度。磨耗层养护施工普遍采用 610mm 碎石粒径，应力吸收层施工采用 46mm 碎石粒径。5 纤维沥青碎石封层表面功能纤维沥青碎石封层具有优良的应力分散作用，能够延缓裂缝的发展。纤维沥青碎石封层作为一种预防性养护技术，其主要功能在于有效的改善路面表面状况，提高路面行车质量。5.1 纤维沥青碎石封层抗滑机理所谓路面的抗滑性能是指轮胎受到制动时沿路表面滑移时产生足够的摩擦力，使车辆能在各种环境条件下，在合理的距离内停驶。良好的路面抗滑性能包含两方面的含义：一方面指路面在建成初期具有良好的抗滑性能；另一方面是指路面在寿命年限内抗滑性能够始终保持在一定要求之上不致下降太多而影响路面行车的安全。5.1
46、.1 沥青路面抗滑特性对于新建路面来说其抗滑性能主要取决于路面自身的微观构造和宏观构造。良好的微观构造能够保证集料在潮湿状况下穿透路表的水膜、排除水分并保持轮胎与路面的紧密接触。良好的宏观构造可以在轮胎与路面的接触界面上提供有效的积水渲泄通道，减少水雾、喷雾和溅水等现象，使轮胎与路面能处于“干燥接触”状态，因而能保证车辆在潮湿路面高速行驶时的所需抗滑力，并减缓路面抗滑力在高速行车下的衰减。随着交通荷载的长期作用，路面微观构造和宏观结构逐渐磨损，抗滑性能降低。由于车轮对路面的累积冲击与摩擦，路面外露集料表面的尖峰逐渐被车轮磨损，集料表面被磨光；同时由于行车荷载对路面的不断碾压，路面构造深度逐渐减
47、小。最终导致路面抗滑性能逐渐下降，一般情况下在行车作用下微观构造的下降幅度快于宏观构造。在不同车速条件下，沥青路面抗滑性能也不同。低速时，路面抗滑性能主要决定于路面微观构造，高速时，路面抗滑性能主要取决于路面宏观构造。路面潮湿时，轮胎与路面的接触面积减小，路面抗滑能力明显下降。路表水膜越厚，车速越高，轮胎与路面接触面积越小，抗滑能力下降的越快。随着路表宏观构造的降低，在轮胎与路面之间形成连续的水膜，甚至可能产生滑漂现象。5.1.2 材料因素材料是结构的基础，优质的原材料是保证其结构优异性能的前提。纤维沥青碎石封层是一种由碎石、沥青和纤维组成的特殊复合材料。1.矿料研究表明，沥青路面的抗滑能力主
48、要由其微观结构和宏观结构决定。第 18 届国际道路会议表面特性委员会指出，在优化沥青路面抗滑性能时，首先应考虑材料性能（即微观结构），要求有较好的耐磨光性和耐磨耗特性；其次是考虑路面结构，研究集料的大小及组成情况，满足路面对宏观构造的要求；最后是通过对施工技术和方法的改进来获取较好的路面抗滑性能。公路沥青路面设计规范（jtjd50-2006）要求抗滑路面必须选择磨光值高的石料，并对石料的磨耗值提出了要求。这两种指标是用来评价矿料在行车荷载的作用下抵抗磨损、撞击及剪切的能力。较高的磨光值能够保证路面微观结构具有良好的耐久性，磨光值高的矿料在车轮的长期作用下，尽管摩擦系数有所衰减，但在衰减稳定后仍
49、能保持到需要的水平之上。2 沥青混合料沥青结合料的品质对路面抗滑也有一定影响。就沥青种类而言，煤沥青路面摩擦系数较高，石油沥青次之。路面混合料中如果沥青的粘度太低，就会容易自由流动而形成光面，危及交通安全；沥青的含腊量太高，则其温度敏感性较差，夏季容易泛油，冬季容易开裂，并且与骨料的粘结力差，骨料容易松动脱落。当沥青混合料中的空隙率比较大时，常由于水的存在和环境因素的作用而导致沥青从矿料表面剥落，或是沥青过早老化，从而使抗滑表层的寿命缩短，因此，沥青路面抗滑表层应使用重交通道路石油沥青，必要情况下应考虑对沥青进行改性，以提高某一方面的性能，选用沥青种类和标号一定要结合工程所在地的气候温度状况。
50、除了沥青结合料自身性能对路面抗滑性能有影响外，选择一个合适的沥青用量也是十分重要的。当实际沥青用量过大时，在高温季节在车轮荷载的作用下，碎石挤入路面，沥青爬升，一方面降低了路面的宏观构造深度，容易引起泛油，另一方面沥青膜将原先裸露的集料裹覆起来，集料表面的凹槽被填平，间接降低了路面的微观构造特性，使得路面的摩擦系数降低，这些都对路面的抗滑性能造成不利影响。沥青用量过小，表层集料粘结力差易于形成松散、剥落等病害，路面的表面状况和耐久性差，不能满足行车舒适性的要求。因此，在纤维沥青碎石封层设计和施工时，首先，应该结合当地气候和交通条件，通过室内试验优选合适的沥青结合料；其次，在施工时，需要根据铺筑