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      淺析玄武巖纖維在瀝青路面車轍處理中的應(yīng)用及關(guān)鍵施工技術(shù)

      2019-12-09 14:45:42潘文貴
      建材發(fā)展導(dǎo)向 2019年22期
      關(guān)鍵詞:玄武巖車轍攤鋪

      潘文貴

      (安徽省蕪湖市公路管理局直屬分局,安徽 蕪湖 241011)

      車轍的產(chǎn)生降低了路面平整度,加劇了路面早期破壞,導(dǎo)致行車舒適性下降,危及行車安全,當(dāng)車轍達(dá)到一定深度,槽內(nèi)積水積冰,極易造成車輛漂滑,導(dǎo)致交通事故的發(fā)生,同時,大規(guī)模的車轍將產(chǎn)生廣泛的不良社會影響。而常規(guī)手段無法徹底處理車轍病害,故本文提出在瀝青混合料中加入玄武巖纖維處理車轍病害并淺析關(guān)鍵施工技術(shù)。

      1 項目應(yīng)用情況

      G205 蕪南路是蕪湖市的一條重要交通主干線,是蕪湖通往皖南及黃山、九華山風(fēng)景區(qū)的重要通道。G205 蕪南路K1377+700~K1390+200 段,全長12.5km,主路面寬度為24m,瀝青混凝土路面,使用狀況總體良好,主要病害為嚴(yán)重車轍、裂縫、坑槽等。路段信號燈交叉口9 處,交叉口處進(jìn)口道路面均重度車轍,出口道和交叉口處路面有輕度車轍,影響車輛安全通行,為改善道路通行狀況,2018年蕪湖市公路局對該段道路進(jìn)行局部中修處理。

      1) 車轍產(chǎn)生原因:夏季高溫天氣,路表達(dá)到一定溫度時,瀝青路面變軟,路面強(qiáng)度和穩(wěn)定性下降。在平交路口、公交車站、收費(fèi)站進(jìn)出路口等車輛經(jīng)常剎車和啟動的部位,重載車輛剎車和啟動過程中會對路面產(chǎn)生較大的水平推移力,在連續(xù)高溫和重荷載的共同反復(fù)作用下,導(dǎo)致瀝青路面產(chǎn)生車轍病害。

      2) 車轍處理對策:對車轍病害詳細(xì)調(diào)查,根據(jù)車轍的輕重程度及分布位置選擇代表性的車轍路面結(jié)構(gòu)層進(jìn)行鉆芯取樣,從取芯結(jié)果來看,水泥穩(wěn)定碎石基層、瀝青下面層基本完整,無明顯破壞,為此,決定采取銑刨加鋪上面層處理方式:將老路面上面層4cm 進(jìn)行銑刨,加鋪4cm 細(xì)粒式AC-13CSBS 改性瀝青混凝土。為提高瀝青路面抗車轍能力,決定在火龍崗等主要交叉口段(兩側(cè)各200m) 進(jìn)行短切玄武巖纖維新材料應(yīng)用試驗,在不改變集料級配和瀝青用量情況下,在細(xì)粒式SBS 改性瀝青AC-13C 中摻0.3% 短切玄武巖纖維進(jìn)行病害處理。

      2 玄武巖纖維特性

      玄武巖纖維既具有很高耐熱性能,又具有較高斷裂延伸率,將纖維摻入瀝青混合料中,從微觀上改變了瀝青結(jié)合料的性質(zhì),提高了瀝青混合料高溫性能,且纖維具有很大的比表面積,對瀝青具有較強(qiáng)的吸附作用,可以有效改善瀝青路面的泛油狀況,玄武巖纖維具有以下的優(yōu)點:

      1) 工作溫度范圍大:具有良好的耐高溫和耐低溫性能(-269~750℃),與瀝青高溫拌和時,材料性能不會熱退化,更不會與瀝青發(fā)生化學(xué)或溶解反應(yīng),且可有效改變?yōu)r青低溫硬化、高溫軟化的狀況,能夠適應(yīng)各種高低溫的路面環(huán)境;2) 高溫穩(wěn)定性:具有很好的抗永久變形能力,能明顯改善瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性;3) 力學(xué)性能優(yōu)異:具有很高的拉伸強(qiáng)度和模量,能有效提高瀝青混合料的低溫抗裂性;4)加筋作用:數(shù)量眾多的纖維在瀝青混合料中呈三維隨機(jī)分布,且形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),瀝青混合料承受的荷載可通過纖維瀝青界面?zhèn)鬟f給纖維,由于纖維的高模量、高抗拉特點,在瀝青混合料中起到類似鋼筋的加強(qiáng)作用,改善混合料使用性能;5) 穩(wěn)定作用:短纖維截面纖細(xì),每克6mm 長纖維有數(shù)十萬根單絲,在較小的纖維摻量的情況下,均勻分散后可形成縱橫交織的空間網(wǎng)絡(luò),增大了結(jié)構(gòu)瀝青的比例,減薄了自由瀝青膜,可防止或阻止瀝青在施工或運(yùn)營過程中產(chǎn)生遷移,提高瀝青混合料的穩(wěn)定性;6) 抗老化性能:不老化,不變質(zhì)退化;7) 綠色環(huán)保,可再生利用;8) 施工工藝簡單:拌和時直接加入拌和樓中即可,只需適當(dāng)延長拌和時間和提高施工溫度。

      3 施工工藝與質(zhì)量控制

      摻入玄武巖纖維瀝青混合料施工工藝與《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》JTG F40-2004 中改性瀝青混合料施工及養(yǎng)護(hù)工藝基本相同,但在施工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)需要嚴(yán)格控制好指標(biāo),以便充分發(fā)揮抗車轍劑外摻劑效果,其與一般瀝青混合料相比,在以下三方面有所差別:

      1) 纖維投放:根據(jù)每次攪拌瀝青混凝土的方量,按照實際配合比要求或建議摻量,正確計算每次加入的纖維重量,并預(yù)先將纖維包裝成固定重量的塑料小包。在集料干拌開始,瀝青還未加入及濕拌未開始時,將稱量好的小包纖維投入到拌和樓中,以保證纖維隨集料充分?jǐn)嚢?、分散,在瀝青混合料中添加玄武巖纖維,可采用人工投放的方式,利用攪拌樓側(cè)面的觀察窗,由人工直接將預(yù)定重量的纖維投入拌和樓,由于玄武巖纖維比較扎手,人工接觸纖維最好帶上塑料手套,也可以采用自動設(shè)備投放。

      2) 拌和:①與一般瀝青混合料相比,摻加玄武巖纖維后,增加了混合料拌和均勻的難度,為保證玄武巖纖維在瀝青混合料中分散均勻,需將拌和時間適當(dāng)延長,一般需要增加干拌時間5~10S,濕拌時間延長5~15S。②拌和時的礦料、瀝青加熱溫度與攪拌溫度可參照改性瀝青,瀝青加熱溫度為150~160℃,礦料加熱溫度為170~180℃,氣溫低于10℃時,不應(yīng)施工。③注意目測檢查混合料的均勻性,及時分析異?,F(xiàn)象。拌和后的混合料應(yīng)均勻,無離析、花白、纖維結(jié)團(tuán)塊現(xiàn)象,拌和完成后應(yīng)隨機(jī)取樣,如纖維均勻分散成單絲狀,則瀝青混合料可投入使用,如仍有成團(tuán)、束狀纖維,則再延長拌和時間15~30S,即可使用。

      3) 攤鋪、碾壓:纖維瀝青混合料應(yīng)在攤鋪后立即壓實,不應(yīng)等候。由于纖維具有一定的彈性,摻加玄武巖纖維后通常會增加瀝青混合料的壓實難度,為保證混合料的攤鋪、碾壓效果,應(yīng)確保出料溫度和碾壓溫度,宜采用中強(qiáng)夯等級的攤鋪機(jī),保證路面初始壓實度不小于85%,壓實時適當(dāng)增加壓實功率,宜采用大噸位壓路機(jī)。緊跟慢壓、高頻低幅、增加3~4 遍即可。

      4 施工注意事項

      1) 老路面銑刨處理:銑刨前調(diào)查路面預(yù)埋管線,通知權(quán)屬單位;做好雨污水井口、強(qiáng)弱電井口等部位的安全保護(hù);銑刨過程中由專人嚴(yán)格控制銑刨厚度,避免出現(xiàn)夾層或超銑現(xiàn)象,保證銑刨面的平整度;銑刨周邊接茬處切割整齊。

      2) 長度與摻量:玄武巖纖維最佳使用長度為6mm,這是由于隨著纖維長度的增加,纖維在瀝青混合料中的分散性降低。短切玄武巖纖維在瀝青混合料中的最佳摻量建議為0.2~0.4%。

      3) 攤鋪:瀝青攤鋪速度應(yīng)與供料、壓實速度相平衡,保證連續(xù)不斷的均衡攤鋪,中間不停頓。攤鋪過程中仔細(xì)查看纖維有無結(jié)團(tuán)現(xiàn)象,如果出現(xiàn)結(jié)團(tuán)應(yīng)適當(dāng)調(diào)整拌和時間。

      4) 接縫施工:纖維瀝青路面的接縫施工必須緊密、連接平順,上面層與下面層的應(yīng)錯開150mm (熱接縫) 或300~400mm(冷接縫) 以上,相鄰兩幅及上下層的橫向接縫均應(yīng)錯位1m 以上。

      5) 開放交通:瀝青混合料路面應(yīng)待攤鋪層完全自然冷卻,混合料表面溫度低于50 度后,方可開放交通。需提前開放交通時,可灑水冷卻降低混合料溫度。

      5 結(jié)語

      近年來,盡管我們在瀝青路面中采取了一些技術(shù)措施,提高了瀝青路面的高溫穩(wěn)定性,但是,隨著交通量日益增長、超限車輛增多、渠化交通運(yùn)行、高溫天氣持續(xù)時間長,公路車轍日趨嚴(yán)重,玄武巖纖維作為一種新型路用纖維材料,能極大的提高瀝青混合料高溫穩(wěn)定性,實踐表明,瀝青路面摻加玄武巖纖維后抗車轍、抗裂縫能力明顯提高,對抗水損和抗凍融劈裂能力也有所改善,避免路面早期損壞,從而延長路面使用壽命,降低養(yǎng)護(hù)成本,提高了社會效益,為今后新建道路和公路養(yǎng)護(hù)提供了一種新技術(shù),具有良好的推廣價值和應(yīng)用前景。

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