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文檔簡介

1、摘要 11 纖維封層技術的應用 21.1 纖維封層技術 21.2 浙江省的應用和推廣 21.3 纖維封層技術施工的要求 21.4 纖維封層的優點 32 纖維封層材料 62.1 瀝青結合料 62.2 集料 82.3 纖維 103 纖維封層配合比設計方法 133.1 經驗配比法 134 纖維封層施工技術 164.1 施工工藝 165 纖維封層施工質量管理 225.1 原材料檢驗 225.2 施工過程管理 255.3 驗收 266 工程應用、經濟效益 286.1 工程應用 286.2 經濟效益 297 結論 308 指導意見 31摘要纖維封層技術是我國新引進的一種瀝青路面養護新技術。是指采用專用設備

2、同時灑布瀝青結合料和纖維, 然后在上面撒布碎石, 通過膠輪壓路機及自然行車碾壓后形成的薄層超強復合材料。 主要應用于預防性路面養護的表面磨耗層, 能較好地封閉原路面的龜網裂, 提高原路面的防水、抗滑、耐磨等路用性能和先進的施工工藝、快捷的施工速度,具有良好的經濟效益和應用前景。為進一步探索纖維封層在實際工程設計、 施工中的應用。 針對纖維封層的施工過程中存在施工質量缺陷的問題,結合工程應用實例,從施工技術中的材料特性,配合比設計,施工工藝,施工質量管理等方面進行分析和論述。為今后的實際施工提供一些經驗和技術指導。通過 09 年和 10 年二年間浙江省內公路纖維封層施工, 迄今為止已鋪筑了近 2

3、00 萬平方米的纖維封層。 事實證明具有明顯公路養護技術優勢, 已施工過的有原瀝青路面上封薄層表面磨耗層、 高速公路橋面磨耗層和水泥混凝土路面上的磨耗層的類型。 待以后長期觀察研究、 總結取得經驗指導設計和施工。31纖維封層技術的應用1.1 纖維封層技術纖維封層技術是指乳化改性瀝青和纖維采用同步設備同時灑布結合料,然后在上面撒布碎石經碾壓后形成磨耗層和應力吸收和分散的中間層的一種新型道路養護和建設的新技術。1.2 浙江省的應用和推廣浙江引進該技術的時間比較短。從2008年引進, 2009年開始施工,到 2010 年底。已在全省國省道、縣鄉道和甬臺溫高速公路施工200 萬平方米之多。針對目前纖維

4、封層層間黏結性能,抗拉性能等力學性能指標及各項指標影響因素的研究還處于起步階段,收集數據,總結經驗。還沒有作出定性和定量的研究結論。對防水、抗滑、抗裂有很顯著效果。1.3 纖維封層技術施工的要求1.3.1 對路況要求對實施纖維封層的路段, 原路面經過病害處理, 要求基層和面層有一定的強度,平整度要好。路面破損率要低,盡可能的提高路況好路率。對于年久失修,超期服役,重交通量的路面病害嚴重急需大修的路段,不適合用纖維封層。1.3.2 對地域條件、氣候條件的要求借鑒于國外對纖維封層技術的廣泛應用, 可以說纖維封層技術適用于各國家和地區, 但對氣候條件要求卻十分嚴格。 當氣溫達到 15并且持續下降時,

5、不允許進行施工 ;但是在氣溫到達10并且持續上升時,可允許施工。盡量避免雨天施工作業。1.3.3 纖維封層適用范圍纖維封層施工中, 經過專門工藝破碎切割的纖維在上下兩層均勻灑布的瀝青結合料中呈亂向均勻分布, 相互搭接, 與瀝青結合料形成網絡纏繞結構,有效的提高了纖維封層的抗拉、抗剪、抗壓和抗沖擊強度等綜合力學性能。 類似在新建道路基層和面層之間或原有路面基礎上加鋪了一層具有高彈性和高強度的防護網墊。 適用于大修路段的基層和面層之間、 路基強度好的舊瀝青路面與上面加鋪層之間用作應力吸收中間層,用以吸收和分散應力,阻止路基裂縫或! 日路面的裂縫反射到上面層:適用于基層強度好、出現輕微的龜網裂現象需

6、要中修改造的老路面;用作磨耗層,能預防并抑制裂縫繼續擴延,并且起到路面防水防滑的作用 ;還可用于橋梁橋面鋪裝的防水層和橋面磨耗層,舊水泥路面白改黑下封層和上封層,以及農村公路的路面面層。1.4 纖維封層的優點1.4.1 良好的應力吸收和分散能力具有網絡纏繞獨特結構的纖維封層, 由于纖維本身高抗拉伸強度和高彈性模量值的特性,有效地提高了封層的抗拉、抗剪、抗壓和抗 沖擊強度。 利用纖維封層進行應力吸收中間層施工, 鋪設于舊瀝青面層與新瀝青面層或新建路基和新建瀝青面層之間的纖維封層粘結層,兼具極高的張力與彈力, 加之獨特的結構, 對外界應力具有超強的吸收和分散功能:一方面它能夠吸收攤鋪層中的應力或車

7、輛荷載產生的局部集中應力, 重新分散和分布, 通過纖維封層大面積的分散減少了覆層所承受的張力并有效抑制了裂縫的產生;另一方面它能夠吸收和分散舊瀝青路面原有裂縫或路基的反射應力, 消除舊瀝青路面裂縫尖端產生的應力集中, 能夠有效地抑制反射裂縫出現, 有效阻止了因車載負荷過重造成的路面破壞,極大地提高了道路的使用壽命。1.4.2 高防水性具有獨特的網絡結構和綜合力學性能的纖維封層非常適用于瀝青路面耐磨層或養護施工, 特別是在北方寒冬季節里, 纖維封層因為高彈性模量值, 延伸力強, 其抗拉強度消除溫度變化帶來的收縮拉應力或拉應變, 降低了面層的低溫脆裂性, 能夠有效抑制瀝青路面常規裂縫低溫收縮裂縫的

8、產生,避免了水對面層的破壞。1.4.3 高耐磨性纖維封層設備施工后, 緊接其后進行碎石集料撒布, 撒布后的集料進入由纖維與瀝青結合料形成的網狀結構中, 壓實成型后集料被結合料網狀結構緊緊裹縛,形成了一個復合的力學嵌鎖體系。纖維、瀝青和骨料緊密相連,有效抑制了骨料的滑移、脫落。因此,采用纖維 封層進行耐磨層施工能夠極大地提高路面的耐磨性,有效地延長瀝青 道路的使用壽命。1.4.4 高穩定性結合纖維封層形成的機理可知,其結構為 1層瀝青+1層纖維+1 層瀝青連續施工工藝+1層碎石形成的一層物料相互作用的致密網絡 纏繞結構如圖1.1。第2層瀝青的連續灑布,更加提高了封層的密閉 性,加之結構中起到加筋

9、和橋接作用的纖維對于前后兩層瀝青結合料 起到極強的吸附作用,能非常容易地吸附瀝青中的油分,增加其粘度 和粘附力,能有效阻止瀝青的流動,在原有路面上形成一層致密的保 護膜,對瀝青起到高溫穩定、增韌阻裂的作用,從而避免了高溫泛油 造成的路面破壞,防止了路基因水滲透出現早期破壞, 穩定了瀝青道 路的壽命。圖1.11.4.5 施工快捷性加快養護施工速度、 縮短開放交通時間, 也是衡量道路養護工藝先進性的體現。 纖維封層這種連續施工工藝極大地縮短了瀝青道路養護的時間, 縮短了開放交通的時間。 纖維封層的耐磨層在炎熱天施工后,乳化改性瀝青破乳20min 即可限速開放交通;而中間應力吸收層可更快的開放交通。

10、二 纖維封層材料2.1 瀝青結合料2.1.1 材料特性纖維封層所采用的瀝青結合料類型為陽離子改性乳化瀝青。 瀝青結合料主要有稀釋瀝青, 高粘度乳化瀝青和改性瀝青三種。 與稀釋瀝青和高粘度乳化瀝青相比, 普通瀝青不容易灑布均勻, 且灑布到路面以后會因為溫度迅速降低而影響與石料的粘附, 對施工設備和工藝要求較高, 。改性乳化瀝青具有灑布均勻,快凝,環保,與石料的粘附性好等優點受到青睞。使用場合不同由纖維封層的原理可知, 結合料必須同時保證足夠的粘結性能和流動性能。 乳化改性瀝青只有具有足夠的粘結性能, 才能保證骨料與原路面、骨料與骨料之間的粘結。在封層沒有成型前,乳化改性瀝青必須有一定的流動性,

11、以確保在膠輪的壓實作用下有足 夠的爬升能力,只有這樣才能確保封層的質量。乳化改性瀝青是將通常高溫使用的道路瀝青, 經過機械攪拌研磨 和乳化作用,擴散到水中而液化成常溫下粘度很低、流動性很好的一 種道路建筑材料。可以常溫使用,且可以和冷的和潮濕的石料一起使 用。當乳化瀝青破乳凝固時還原為連續的瀝青并且水分完全排除掉, 道路材料的最終強度才能形成。在眾多的道路建設應用中,乳化瀝青提供了一種比熱瀝青更為安 全、節能和環保的系統,因為這種工藝避免了高溫操作、加熱和有害 排放。乳化瀝青分為兩大類:陰離子乳化瀝青和陽離子乳化瀝青。陰離 子乳化瀝青使用陰離子乳化劑制備而成,瀝青微粒上普遍帶有負電荷 陽離子乳

12、化瀝青使用陽離子乳化劑制備而成,瀝青微粒上普遍帶有正電荷。陽離子乳化瀝青對各種瀝青都可充分乳化、 與各種濕潤石料都 有很好的粘附能力,雖然成本比陰離子乳化瀝青略高,但應用陽離子 乳化瀝青已經成為趨勢。2.1.2 檢驗指標經試驗測定乳化改性瀝青指標符合公路瀝青路面施工技術規 范(JTG F40-2004)中規定的瀝青面層用乳化瀝青質量技術要求。本 試驗中選用的乳化改性瀝青為寧波市公路局路橋工程處自營生產的 陽離子乳化改性瀝青,測得其主要指標見表2.1。表2. 1改性乳化瀝青的技術指標試驗項目單位要求值實測值篩上剩余量(1.18 mm)%至0.10.06電荷陽離子陽離子蒸發殘留物含量%三6062針

13、入度(100g, 25 c , 5s)0.1mm40-10082軟化點C三5360延度(5C)cm三2036溶解度(三氯乙烯)%三 97.599.2貯存穩定性1d%至10.35d%至50.9恩格拉1-1082.2 集料2.2.1 材料特性纖維封層所用集料的粒徑應考慮原有路面表面的硬度、交通量大小、軸載大小以及車輛運行速度等,根據路面平整度情況和抗滑性能 要求確定石料的粒徑范圍。集料紋理和磨光性能,將影響路面的抗滑 能力,因此應選用抗磨耗性、抗風化性強的集料。纖維封層技術對集料種類無特殊要求,花崗巖、玄武巖、石灰巖 等都可以。但應根據不同交通量和路基結構等情況,對集料進行有針 對性的選擇。纖維封

14、層所用集料必須有足夠的硬度抵抗交通量的磨 損,特別在相對重載車較多,車流量較大的情況下更要如此。單一粒徑集料的主要優點:(1)礦料間隙率大,有更多的空間供結 合料填充,利于集料與瀝青的牢固粘結;(2)單一粒徑碎石封層與車輛 輪胎的接觸面積比大,抗滑性能更好;(3)單一粒徑碎石封層的表觀更 加美觀;(4)單一粒徑碎石封層的碎石之間可以形成連通的排水渠道, 更有利于路面排水;(5)單一粒徑碎石封層的設計、施工和質量控制都 比有級配的簡單。為了保證碎石與瀝青的牢固粘結,碎石中應盡量不含粉料。一般要求碎石中0.075mm以下的顆粒含量不超過1%。纖維封層所用集料技術要求與瀝青混合料面層所用骨料基本相同

15、,但對于磨耗和棱角性提出了更高的要求。 集料應盡量使用立方體 的骨料,避免針片結構,以保證骨料在瀝青中達到合適的嵌入深度, 應選用四級或四級以上的石料軋制而成的碎石,必須符合磨耗的要 求。同時,要求使用堅韌、粗糙、有棱角的優質骨料,必須嚴格限制 集料的扁平細長顆粒含量。2.2.2 檢驗指標參照公路瀝青路面施工技術規范(JTG F40-2004K口公路工程集料試驗規程(JTG E42-2005),技術要求見表22表2. 2集料的技術要求及試驗結果指標要求值實測值壓碎值(%)至2619.3洛杉磯磨耗損失()至2822.5針片狀顆粒含量()至157.4表觀相對密度/2.950粘附性三4級4級粉塵含量

16、(%)至10.2碎石和改性乳化瀝青附著力試驗尤為重要,附著力試驗即為落球實驗或粘附一試驗。試驗結果證明在常溫下改性乳化瀝青與集料之間 具有良好的粘結性。本省碎石均采用玄武巖,單粒經尺寸現有均采用 經驗法取值,一般在4-8mm。2.3 纖維2.3.1 材料特性玻璃纖維是一種性能優異的無機非金屬材料。主要成分為二氧化硅原材料經高溫熔制、拉絲、絡紗、織布等工藝。最后形成各類產品, 玻璃纖維單絲的直徑從幾個微米到二十幾個微米,相當于一根頭發絲的1/20-1/5,每束纖維原絲都有數百根甚至上千根單絲組成,通常作 為復合材料中的增強材料,廣泛應用于國民經濟各個領域。 本省使用 玻璃纖維偉TEX2400-1

17、80型,產地浙江桐鄉。玻璃一般人之觀念為質硬易碎物體, 并不適于作為結構用材,但 如其抽成絲后,則其強度大為增加且具有柔軟性,故配合樹脂賦予形 狀以后終于可以成為優良之結構用材。玻璃纖維隨其直徑變小其強度 增高。作為補強材玻璃纖維具有以下之特點,這些特點使玻璃纖維之 使用遠較其他種類纖維來得廣泛,發展速度亦遙遙領先其特性列舉如下:( 1)拉伸強度高,伸長小 (3%)。(2)彈性系數高,剛性佳。(3)彈性限度內伸長量大且拉伸強度高,故吸收沖擊能量大。 (4)為無機纖維,具不燃性,耐化學性佳。 (5) 吸水性小。 (6)尺度安定性,耐熱性均佳。 (7) 加工性佳,可作成股、束、氈、織布等不同形態之

18、產品。 (8)透明可透過光線。 (9)與樹脂接著性良好之表面處理劑之開發完成。 (10)價格便宜。纖維分散在瀝青中,其巨大的表面積成為浸潤界面。在界面中,瀝青和纖維之間會產生物理和化學作用,如吸附、擴散、化學鍵等。在這種作用下, 瀝青成單分子排列在纖維表面, 形成結合力牢固的瀝青界面, 稱之為結構瀝青。 結構瀝青比界面層以外的自由瀝青粘結性強,穩定性好,因此纖維在封層中起到以下作用 :(1) 加筋纖維分布在瀝青膠結料中, 形成了一種以纖維為基質, 瀝青膠結料為基體的復合材料。 當受到外力作用時, 纖維大分子的軟鏈與瀝青高分子產生交聯、嵌段等作用,約束了瀝青高分子的運動,從而提高了瀝青路面裂紋的

19、自愈能力, 減少裂紋的出現。 同時也增加了瀝青混合料抗拉、抗剪及抗沖擊強度。(2)吸附纖維使得裹覆于骨料周圍的瀝青膜增厚, 瀝青與骨料之間的粘結 力增強,提高了瀝青混合料的耐久性。纖維分布到瀝青中,其巨大的表面積成為可使瀝青浸潤的界面, 在此界面上纖維可以吸附大量的瀝青。(3)分散加入纖維可以使膠團均勻分散在集料中,從而保證了瀝青混合料 的均一。(4)穩定纖維對瀝青膜起到很好的牽拉固定作用,使集料表面的瀝青處于 比較穩定的狀態,從而提高了高溫穩定性。由于纖維有良好的耐磨阻 特性,纖維可復合成涂附集料的保護層。較低溫度下,纖維增韌的纖 維瀝青膠漿對集料顆粒粘裹力增大,縱橫交錯的纖維一方面起到了“

20、加筋”作用使整體不易松散。(5)增粘纖維將增加瀝青和礦料的粘附性,通過瀝青油膜的粘結作用,提高集 料之間的粘結力,進而提高了瀝青混凝土的水穩定性能。2.3.2檢驗指標纖維作為纖維封層的核心材料,在施工和后期行車碾壓時,纖維會受到溫度,拉應力等因素的影響。因此,玻璃纖維的長度、拉伸強度及耐熱性等技術性能必須滿足施工要求。纖維主要技術指標如表2.3所示。表2. 3纖維土要技術指標項目指標纖維類型玻璃纖維纖維直徑(u m)13纖維長度(mm)60纖維顏色乳白色熔點(C)250-260燃點(C)390吸濕率(%)0.7由上表可知,纖維的熔點遠高于纖維封層施工時的溫度 60 C , 纖維的抗拉強度也遠高

21、于層間的拉應力, 纖維的技術指標完全符合施 工要求。三纖維封層配合比設計方法纖維封層與碎石封層在結構上很相似, 只是比碎石封層多了 一層 纖維,因此纖維封層配合比設計可以參考碎石封層,再加上纖維的配合比設計即可。對于碎石封層的設計,不同國家和地區有不同的方法, 但設計內容都主要包括瀝青灑布率和石料撤布率兩項,歸納起來可以分為經驗配比法和理論計算法兩類。3.1 經驗配比法美國很多州的如密歇根州、加利福尼亞州等道路科研人員認為碎 石封層是“不可設計”的,要求工程師在施工中根據情況在允許的用 量范圍內確定材料撤布率,這便是經驗配比法。3.1.1 對碎石用量的要求碎石在路面上應完全覆蓋, 否則就會露黑

22、, 而且容易粘住后續設備輪胎,把下面瀝青連碎石一起卷起,影響施工質量。在瀝青用量滿足要求的前提下, 若碎石用量明顯不足, 瀝青液面的抬升高度就不夠,從而導致瀝青對碎石的裹附高度不足,因而對碎石的固定能力降低,日后路面經車輛輪胎的擠壓和推拉, 碎石顆粒會很快脫落, 達不到封層效果。盡管如此,碎石覆蓋率也沒必要超過100%。因為多余的碎石沒有瀝青的粘結,一開始浮在路面上,經車輛行駛碾壓,最后還是會飛出路面,造成資源浪費。3.1.2 對瀝青用量的要求瀝青用量原則應是能夠牢固地將碎石料固定在瀝青混合料攤鋪層上而又不至于泛油。 根據碎石封層的特點, 碎石封層路面經碾壓后瀝青必須將碎石裹附2/3 才能達到

23、這一目的。由于不同粒徑碎石的粒徑上限不同,瀝青液面被抬升后的高度要求也就不同。因此,要求瀝青灑布到瀝青混合料面層上的瀝青液面高度也不同, 即瀝青用量也是不同的。在碎石用量滿足要求的前提下,當瀝青用過低,瀝青液面被抬升后的高度過低, 對碎石的裹附強度不足, 路面上碎石顆粒易脫落。當瀝青用過多時,會出現瀝青外露太多的情況。這樣,施工時瀝青易粘住后續設備輪胎,把下面瀝青連同碎石一塊卷起,影響施工質量。日后路面由于瀝青外露太多, 使碎石與車輛輪胎的接觸減少, 路面的摩擦力不足,經暴曬后易泛油,影響行駛,同時造成資源浪費。碎石(比重 )與乳化瀝青用量無關。3.1.3 經驗法小結在設計中,瀝青結合料的用量

24、對于施工質量的好壞有著明顯影響。結合料偏少,上封層可能出現脫粒;偏多,則可能出現車道輪跡帶嚴重的泛油。 合適的用量要根據交通量、 原有路面情況、 施工季節、施工路段等做出調整。 這既是經驗法設計需要考慮的因素, 也是完善理論法設計的重要基礎。通過經驗法施工后得出以下幾點結論:纖維封層的抗滑性能試驗表明 :隨著乳化瀝青用量的增加,纖維封層試件的構造深度有所減小。 隨著纖維用量的增加, 纖維封層試件的構造深度均有所增加。這是由于若纖維用量不變, 隨著乳化瀝青用量的增加, 瀝青爬升高度增大, 所以纖維封層試件的構造深度有所減小。 若乳化瀝青用量不變,隨著纖維用量的增加,纖維吸附的瀝青量增加,纖維封層

25、試件粘附的碎石量減少, 瀝青爬升高度降低, 所以纖維封層試件的構造深度有所增加。當纖維用量達到 120g/M時由于過量纖維存在,吸附的瀝青量成為影響構造深度的主要因素,所以構造深度增加得較快。這是由于若乳化瀝青用量不變, 隨著纖維用量的增加加入纖維后, 纖維吸附及穩定瀝青, 使瀝青的粘稠度和粘聚力增大, 同時由于縱橫交錯的纖維加筋作用,使纖維封層的整體性、抗拉性、抗剪性都有所增強,但若纖維用量繼續增加,則纖維吸附及穩定瀝青的量不再增大,使瀝青的粘稠度和粘聚力增大程度減緩, 同時由于過量纖維存在, 形成薄弱層。四 纖維封層施工技術4.1 施工工藝纖維封層施工工藝與碎石封層大致相同, 只是增加了纖

26、維, 其余完全相同,應參考碎石封層的施工工藝。作為表處層或磨耗層的纖維封層施工前首先要求對其原路面進行質量評定和預處理,其使用條件是原路面平整度和強度滿足要求,然后材料進行材料選擇,材料指標試驗和室內配合比試驗確定瀝青,纖維用量,從而確定施工配合比。施工前首先對待施工路段的路面狀況、交通量等進行實地勘察。根據檢測數據,認真分析并做試驗,確定施工方案,其內容包括:施工結構選擇,瀝青和碎石的選用,對車轍、坑槽等病害的處理等。施工前還應做好纖維封層車調配、組織安全等準備工作。纖維封層施工前要對原路面進行認真清掃。 纖維封層車應以適宜的速度均勻行駛,在此前提下石料和粘結料兩者的撒布率必須匹配。作業過程

27、中應保證足夠數量的膠輪壓路機, 以便在瀝青溫度降低之前或乳化瀝青破乳后能及時完成碾壓定位工序。 另外, 封層后即可通車,但在初期應限制車速,待2h 后可完全開放交通,從而防止快速行車造成石子飛濺。在纖維封層現場攤鋪時應勻速行駛。在撒布碎石后, 有膠輪壓路機碾壓,然后進行交通管制。在開放交通前進行路面清掃,回收剩余骨料等工作。在路面或空氣溫度達到 15并且持續下降時,不允許進行施工,但是在路面或空氣溫度到達10以上并且持續上升時,可允許施工。盡量避免雨季施工作業。4.1.1 施工準備工作施工前準備工作步驟如下 :(1)對舊瀝青路而如果存在擁包,要先進行銑刨,保證路面平整;(2)對于強度不足的路段

28、要進行補強;(3)坑槽要進行修補;(4)對大于 5 mm 的裂縫要進行開槽灌縫, 大縫要填充灌縫料, 小于 5mm 用壓縮空氣吹掃后用乳化瀝青灌縫;(5)施工單位應做好配套工作,如配套設備的組織協調工作,原材料供給,交通的封閉、開放及車輛限速工作;(6)對舊瀝青路面裂縫、坑槽、擁包等嚴重病害進行處理;(7)做好配套工作,如配套設備的組織協調工作,原材料的供給,交通的阻斷、開放及車輛限速等工作;(8)在施工路段內設置交通施工提示標志;(9)在施工前完成整個路段的清掃工作,如果使用水沖洗路面,須待所有的路面裂縫完全干燥以后才能進行施工,確保路面無塵土、垃圾等雜物。4.1.2 施工過程先在一段路面上

29、進行一次試驗路施工作業, 并根據效果對施工各參數進行調整(包括纖維封層設備瀝青噴灑、纖維撒布試作業,碎石撒布車碎石撒布量的修正) ,直到達到預期效果后,再進行連續長距離的施工。在施工過程中, 隨時根據情況做出相應的響應,確保施工按設計要求進行。施工工藝具體步驟如下 :(1)路面清潔為使灑布層與原路面有良好的粘附力, 在封閉的作業區內先進行泥塊等雜物清掃,再用吹風機清除灰塵。應特別注意堆積的泥漿,必要時使用高壓水或空氣進行清理,以保證原路面表面清潔、干燥、無灰塵、無雜物。一般地段可采用強力吹風清掃、機械設備清掃。應將路面上所有遺留的材料、 泥土、 雜草和其它有害物質都清理干凈。 如果使用水沖洗路

30、面, 則需要待所有的路面裂縫完全干燥后再進行施工。(2)同步灑布瀝青和纖維法國賽格瑪(SECMAIR)纖維封層設備同1臺設備同時進行2層乳化改性瀝青噴灑, 1 層纖維撤布施工。根據全幅寬度調整瀝青灑布寬度,使施工幅數為整數,減少作業時間。灑布一層乳化改性瀝青,同時儀器將纖維破碎成規定尺寸, 同時灑布第二層乳化改性瀝青, 乳化改性瀝青溫度不得低于60C,控制車速在3-4.5 km/h,最佳車速為3.6km/h。纖維用量根據封層的用途和舊路面的網裂程度進行調整。舊路面的網裂嚴重程度越大,纖維用量越大。纖維封層施工主要機械設備如表 4.1所示。表4. 1纖維封層主要機械設備機械設備名稱用途纖維封層車

31、撒布乳化改性瀝青及纖維乳化改性瀝青成套設備生產乳化改性瀝青瀝青罐車運輸、保溫加熱和存儲瀝青碎石撒布機碎石自動撒布膠輪壓路機碎石封層的碾壓大刑運輸車碎石運輸空壓機及吹風機路表面塵土清除交通設施交通組織、交通安全手推車、鐵鍬邊線碎石修整指揮車現場引導、指揮裝載機裝卸石料(選用)碎石收集設備收集多余浮動碎石、回收其中纖維封層車屬于核心設備,完成兩層瀝青粘結料的噴灑和纖 維的自動切割及噴灑工序,目前國內尚無相應設備,均采用從法國引 進的纖維封層車。該設備的主要技術參數如表 4.2所示。表4.2法國SECMAIR纖維封層機主要技術參數纖維倉儲品(kg)纖維撒布寬度(m)瀝青灑布寬度(m)最佳施工一速度(

32、km/h)45004.04.03.6(3)接縫與搭接處理施工縫及構造物兩端的連接處接縫應緊密、平順。橫縫的處理:施工初始前的新舊路面及前后兩車噴灑時產生的接 逢應過渡搭接良好。橫縫可采用對接法的處理方式。在每段接縫處, 用鐵板或油氈紙橫鋪在本段起灑點前及終點后,其長度為1-1.5m。澆灑第二層瀝青時的搭接縫要與第一層的橫縫錯開。縱縫的處理:橫向施工另一幅時,封層左側石料的灑布應與上一 幅右側的石料對齊,保證縱縫對接良好。若采用半幅施工的方式,則在兩幅搭接處也應做好搭接的處理:兩幅搭接處,第一幅邊暫留5-10厘米寬度不撒骨料,第二幅延預留 瀝青邊緣進行撒布。(4)撒布碎石碎石撤布車續接跟進纖維封

33、層設備進行碎石撤布,但是碎石撒布 車與纖維封層車之間的距離控制在一定范圍內,以保證乳化瀝青與碎 石之間的粘結。碎石撒布車灑布寬度調整到與瀝青灑布幅寬相同為 宜,車速與纖維封層設備相匹配。而且碎石的撒布量要根據乳化瀝青 的量和碎石粒徑大小進行調整。(5)局部處理每車料起點、終點縱向裂縫處視具體情況進行人工處理,過厚或過薄地區進行人工找平, 所有這些工作應盡量在最短時間內完成。 石料撒布應在瀝青破乳前施工完畢。(6)碾壓為使集料與瀝青結合料之間能得到很好的嵌擠, 壓路機的初期碾壓工序至關重要。 應保證足夠數量的膠輪壓路機, 在乳化瀝青破乳后能及時完成初步碾壓, 使碎石定位并盡量與瀝青結合料接觸。

34、撒布一段碎石,應立即用20t 以上膠輪壓路機跟進碾壓作業,碾壓2-3 遍,碾壓初始速度不宜超過2-3km/h,以后可適當增加。經穩壓后的碎石浸入深度為粒徑的1/2 為宜。(7)纖維封層通車前的清掃對于破乳后形成一定的初期強度, 有通行能力時, 及時作一次路面的清掃。采用設備是滑移收集機(凱斯、山貓滑移) ,倒車收集、裝車運輸至碎石場地進行清理干凈碎石, 作為下一次使用, 也能節約材料。滑移收集清掃時,合理操作清掃力度適度為宜。使路面既不破壞而能達到清掃多余的碎石。使開放交通后汽車的擋風玻璃不會彈破,確保行車安全。(8)開放交通經乳化改性瀝青撒布、 破乳及碾壓后,此時,由于瀝青結合料與碎石之間的

35、粘結強度還未達到一定要求, 故不可開放交通。 一般根據氣溫濕度狀況而定, 1-3 小時后方可開放交通。在通車初期應限制車速,設立標志或派人把守,使過往車輛車速限制在40km/h 以內,防 止快速行車造成碎石松動移位、飛濺剝離,影響最終成型質量。對于 一些散落在路邊的骨料,進行及時的清除。在保證封層質量的前提下, 應盡量縮短初期養護的時間, 即縮短封閉交通的時間,也對交通安全創造條件。當氣溫和路面溫度較高、濕度較低時,該時間將縮短。在開放交通后,纖維封層需要經過自然行車的長期碾壓,粘結強度不斷增長,最終形成穩定的薄層結構。(9)對賽格瑪纖維封層設備按保養技術要求馬上實施保養維護,包括瀝青管路清洗

36、,設備除塵等操作。路面養護工程,通車后再對路面進行一次清掃。選擇接觸后滾式路掃車進行,確保行車安全。五 纖維封層施工質量管理5.1 原材料檢驗根據原路面狀況、交通量、氣候和材料性質,合理選擇瀝青結合料和碎石集料的使用量,并使瀝青結合料品質 (潤濕性、粘結性和內聚性等 )與碎石品質(粒度、 耐磨性、 抗壓性和持久性等)之間達到良好的相容性。5.1.1 瀝青結合料1) 乳化瀝青的適用量由纖維封層的原理可知, 結合料必須同時保證足夠的粘結性能和流動性能。 乳化瀝青只有具有足夠的粘結性能, 才能保證骨料與原路面、骨料與骨料之間的粘結。在封層沒有成型前,乳化改性瀝青必須有一定的流動性, 以確保在膠輪的壓

37、實作用下有足夠的爬升能力, 只有這樣才能確保封層的質量如果乳化改性瀝青灑布過多,會導致在行車碾壓過程中,瀝青粘 結料從石料的空隙中溢出,從而導致路面泛油,摩擦系數降低,在潮 濕的天氣里,該問題尤為突出;如果過少,則不能將骨料固定住,會 出現掉粒、松散等病害。因此合適的乳化瀝青結合料灑布量是保證纖 維封層質量的一個十分重要的因素。乳化改性瀝青的灑布量應由乳化 改性瀝青類型、碎石空隙率、碎石形狀及尺寸等因素共同決定。對于 應用特定碎石集料尺寸時乳化瀝青灑布量的參考值,如表5.1所示。表5. 1乳化瀝青灑布量集料尺寸(mm)乳化瀝青灑布量(kg/itf)4.75-13.21.5-2.22.36-9.

38、51.1-1.71.18 -4.750.8-1.22)乳化瀝青用量的調整原路面狀況、交通量、季節等因素都對乳化瀝青的用量有影響, 應加以考慮。原路面嚴重坑梢,滲水,被氧化,宜采用瀝青用量的上 限值;原路面泛油,宜采適當減少乳化瀝青用量。舊路面粗糙度越大, 瀝青乳化瀝青用量越大;網裂越嚴重,乳化瀝青用量越大。同時應根 據施工氣溫、交通量等因素,進行相應的調整。在施工氣溫較低的寒 冷地區,當瀝青針入度較小、基層空隙較大時,宜采用瀝青用量的上 限值。大交通量的道路乳化瀝青用量宜減少 5%-10%,秋季施工用量 比夏季應增加5%左右,如表5.2所示。表5. 2乳化瀝青撒布量根據影響因素的修正值影響因素

39、修正值(kg/ m2)泛油-0.1 -0.3坑梢,滲水,被氧化+0.1 +0.5交通量大交通量的道路用量宜減少10%-20%季節秋季施工用量比夏季應增加0.05-0.15.1.2集料纖維封層用于磨耗層,碎石集料撒布量應該保證能完全覆蓋原路 面并緊密地構成磨耗表面層。如果集料覆蓋率過低,瀝青將老化加劇、 路面泛油;如果石料覆蓋率過高,將導致石料脫落、材料浪費。對于 不同的碎石粒徑,具撒布量有所區別。為得到合適的集料撒布量,應 在室內對石料堆密度和單位覆蓋質量進行試驗, 對于應用不同集料尺寸的纖維封層的集料撒布量,如表 5.3所示表5.3集料撒布量集料尺寸(mm)集料撒布量(kg/ m2)4.75

40、-13.210-142.36-9.58-121.18-4.756-95.1.3纖維纖維的用量根據路面的狀況、 施工類型、路面龜網裂嚴重程度進行確定。龜網裂越嚴重,纖維用量越大。應力吸收中間層比做磨耗層的纖維用量要大。 玻璃纖維用量是60-120g/m2, 纖維的平均長度一般采用 30mm, 60mm 或 120mm。5.2 施工過程管理纖維封層的施工自動化程度高, 改性乳化瀝青及纖維的撒布量由纖維封層核心設備通過電腦操作進行自動控制, 碎石的撒布也可達到機械自動和電腦智能化控制。 但是施工質量問題也還是存在的。 常見施工質量問題包括:瀝青撒布不均勻、碎石撒布不均勻、封層與原路面粘結性差、碎石與

41、瀝青粘結性差、局部泛油、雨后損害等。影響施工質量的主要因素包括:纖維封層核心設備自動控制系統的準確性和穩定性、施工速度、施工經驗、瀝青與集料的撒布量、瀝青與集料的粘結性能、集料粉塵含量、 碾壓的時間及次數、施工期間的環境溫度濕度、初始養護期問的氣候、開放交通后的交通量及軸載大小等。為驗證纖維封層車自動控制灑布量的準確性,可將1*1 itf的硬紙板稱好重量后鋪在原路表面, 待瀝青及纖維撒布后再稱其重量, 由兩次重量差即可得到乳化瀝青及纖維的實際撒布總量。 為使瀝青及纖維的灑布量均勻并滿足規定要求,纖維封層車的運行速度必須設置合理。實際施工作業速度受瀝青灑布量、灑布寬度、撒布速度等因素的綜合影響。

42、為保證瀝青灑布量、 灑布均勻度及碎石布料器的正常布料, 要求車速的調節范圍能夠滿足瀝青泵流量的調節、 灑布高度的調節及碎石料的正常下滑,所以實際的車速范圍將比瀝青灑布車的作業速度范圍小。根據施工經驗,該作業速度一般為 3-6km/h。法國賽格瑪纖維封 層車的最佳施工運行速度為1.0m/s,即3.6km/h。目前相關規范還缺乏專門針對纖維封層的檢測指標和檢測方法。根據纖維封層的功能、用途及特點,擬定以下主要的檢測指標、標準和頻率。每批集料均應按公路瀝青路面施工技術規范(JTGD40-2004)所列技術指標進行取樣檢驗。其中材料用量檢驗標準參考表55表5.5主要材料撒布量檢驗標準檢查項目允許偏差值

43、檢查頻率檢查方法改性乳化瀝青撒布量(kg/ m2)±0.23處/次單點監測,擺盤子法±0.1適時總量檢驗,每車油重/撒布面積碎石撒布量(%)±5.03處/次單點監測,擺盤子法總纖維撒布量(%)±0.5適時總量檢驗,每車油重/撒布面積5.3 驗收5.3.1 纖維封層質量評定標準1)外觀檢查指標外觀檢查即視覺評價,其基礎在于纖維封層損害主要表現在泛油 和集料剝落等方面2)路用性能指標通過后續路用性能的檢測、觀察和分析,獲得其變化規律,評價 路段的施工質量,如構造深度、磨擦系數、透水系數、耐久性能等”我國規范中可參考的檢測內容,用途與方法,如表 5.6所示表5

44、.6試驗檢測檢測內容用途撒布均勻度評定改性乳化瀝青、纖維及石料的撒布質量碎石剝落量評定石料與改性乳化瀝青之間的粘附性情況及質量問題松散評定在行車作用下集料從表面脫落情況泛油評定是否有過量乳化瀝青構造深度評定路面抗滑性能滲水系數評定路面防水性能國內外資料與實踐表明,構造深度和基于視覺的評價將成為檢驗 纖維封層質量的主要指標。抗滑指標為北美最常用的測試纖維封層的 指標,但實踐證明,抗滑指標對纖維封層的質量沒有任何意義,而對 于確定路面何時采用纖維封層有著非常重要的價值。5.3.2 質量評價和驗收纖維封層的質量驗收指標包括外觀質量、厚度、平整度、寬度、 石料剝落、構造深度、磨擦系數擺值、滲水系數等。一般情況下,可 按表5.7所示的標準進行檢查及驗收。表5.7纖維封層驗收質童標準檢查項目檢查頻度質量要求或允許偏差試驗方法外觀全線密實,不松散日測厚度每200m 一點/鉆芯平整度每1km10處,各連綴f尺5mm3米直尺寬度每1km20個斷面不小于設計寬度用尺量石料剝落度每1km4點<5%現場測值構造深度每1km5點>0.55鋪砂法摩擦系數擺值每1km5點>45擺式儀滲水系數每lkml點>5ml/min變水頭滲水

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