同步纤维磨耗层技术工法.pdf

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同步纤维磨耗技术工

1前言

当前,随着大规模养护时代的到来,对路面实施预防性养护已在我国大部分地区得到大范围的应用与推广.与之相呼应的是各种预防性养护新材料、新技术的层出不穷.微表处技术作为近年来国内兴起的路面预防性养护技术,被认为是修复道路车辙及其他多种路面病害最有效、最经济的手段之一,在国内外得到了广泛应用.但在长期的实践及应用中,微表处普遍存在三方面的问题:

(1)颗粒间粘附性较差,导致路面产生掉粒现象:

(2)与原路面粘附性较差,造成运营短时间内易出现脱皮病害:

(3)耐久性不足.

基于微表处出现的上述问题,对道路美观、性能及寿命造成严重影响.从解决传统微表处使用寿命短、容易脱皮等问题出发,在原有微表处工艺的基础上,同步纤维磨耗层技术提出了洒布粘层、稀浆混合料中掺入纤维的解决方案,采用添加纤维的方式来增强颗粒间的粘聚性,采用喷酒粘层的方式来增强与原路面的粘附性.同步纤维磨耗层结合同步薄层罩面与微表处两种技术的优点,依托加入玻璃纤维的冷拌合工艺和改良的粘结层工艺,采用一台专用设备同时喷洒乳化沥青粘结料、切割纤维、摊铺拌合玻璃纤维的冷拌混合料形成磨耗层,从而提高路面各项性能、延长路面使用寿命.

作为一种冷排冷铺的预防性养护技术,同步纤维磨耗层技术符合交通部《十三五公路养护管理发展纲要》“绿色养护、节能减排、生态环境"养护理念.同步纤维磨耗层克服了传统微表处易掉料、松散、脱皮、层间粘结差等缺点,不仅可

改善路用性能,校正路表缺陷,改善行驶质量,提高服务水平,同时可用于高等级公路及交通量大的路面养护.

相比传统微表处,同步纤维磨耗层技术具有高耐磨损性、高粘附性、高防水性、低噪音、超强的抗裂能力等优势,不但可改善路面的各项性能,而且能有效减少施工设备使用数量、提高设备利用率、缩短养护时间,符合现代公路养护作业对快速、安全、可靠的要求,项目具有显著的社会效益及经济效益.

该技术成果经中国公路学会评价,《同步纤维磨耗层技术研究与应用》项目研究成果总体上达到国际领先水平,获得中国公路建设行业协会“公路工程科技创新成果”一等奖、2017年中国公路学会科技进步二等奖、2017年度中国交建科学技术进步二等奖、及2018年黑龙江省科技进步三等奖.目前已在山西大新高速、黑龙江佳木斯、齐齐哈尔、牡丹江、伊春等多个高速公路管理处的高速公路进行了规模性应用,且已积累两年以上的实体工程监测及跟踪应用,有良好的实践应用基础,取得了显著的经济效益和社会效益,值得大范围推广应用.

2工法特点

2.1该技术结合同步施工工艺和纤维稀浆混合料冷拌工艺,采用专用设备使乳化沥青粘层洒布、纤维切割、稀浆混合料冷拌及混合料摊铺四种施工工序同时、连续完成,避免层间污染,实现快速连续:

2.2实现常温及低温条件下粘结层喷洒与纤维磨耗层混合料同步施工,节能环保:

2.3同步纤维磨耗层施工设备增加全电脑智能服务与控制系统,实现工艺智能化控制及实时远程监测定位装设高性能多头液压驱动纤维剪切装置,纤维箱储量大(68/102kg),剪切长度多种规格可选(8/12/16mm)、可调节纤维添加能力(≤4kg/min):利用汽车发动机尾气的热能来预热路面的预热装置,实现汽车尾气的循环废气利用:

2.4同步纤维磨耗层专用设备施工速度达24~36m/min,较常规磨耗层摊铺的摊铺速度提高4~5倍:

2.5解决并克服了传统微表处易脱皮掉粒、层间粘结差、使用寿命短的问题,引入同步快速施工、施工专用设备,且成本仅有微弱涨幅,与微表处相比使用寿命延长1~2年,可作为微表处的理想替代技术.

3适用范围

适用于各等级公路路面预防性养护工程,包括路面罩面、隧道铺面、桥面铺装层罩面等.

作为一种路面预防性养护技术,同步纤维磨耗层主要功能是封水、改善抗滑、恢复路面轻微不平整.但其作为厚度仅10mm左右的薄层结构,同步纤维磨耗层不适宜填补过深的车辙,对路面结构性补强不起作用.因此,采用同步纤维磨耗层技术的原路面应满足以下要求:

(1)路面结构强度指数PSSI不得低于良;

(2)路面状况指数PCI评价宜为优,不得低于良.

4工艺原理

同步纤维磨耗层技术采用添加纤维的方式来增强颗粒间的粘聚性,采用喷洒粘层的方式来增强与原路面的粘附性,依托加入玻璃纤维的冷拌合工艺和改良的粘结层工艺,采用一台专用设备同时喷洒乳化沥青粘结料、切割纤维、摊铺拌合玻璃纤维的冷拌混合料形成磨耗层,最大程度解决了传统微表处容易脱皮、掉粒及耐久性不足的问题,从而提高路面各项性能、延长路面使用寿命.

5施工工艺流程及操作要点

5.1施工工艺流程

图5.1-1施工工艺流程图

5.2施工要求

5.2.1一般要求

(1)同步纤维磨耗层施工的气候条件应满足:

1)施工、养生期内的气温不得低于10℃.

2)严禁在雨天施工.施工中遇雨或施工后混合料尚未完全成型时遇南的,应在雨后将无法正常成型的材料层铲除.

3)严禁在过湿或积水的路面上进行同步纤维磨耗层施工.

(2)同步纤维磨耗层施工前须与相关部门协调并确定交通管理方案,施工须在设置足够数量的合格安全标志的施工区域内进行.为保证行车及施工安全,同步纤维磨耗层应在白天施工并控制好当日工作量,尽量在天黑前开放交通.若确有特殊情况下不能开放交通,应增加夜间反光标志,确保交通安全.

(3)同步纤维磨耗层用于路面养护工程时,施工现场的安全控制应严格按照最新版的《公路养护安全作业规程》的要求进行,保障养护作业安全.

(4)同步纤维磨耗层施工前应选择合适路段铺筑试验路段,根据现场情况调整优化生产配合比,总结合理的施工工艺及施工组织安排.试验段长度不小于200m.试验路铺筑完成后,组织试验路总结会议并完成试验路总结报告.

5.2.2施工准备

(1)施工前应对各种材料(改性乳化沥青、矿料、纤维、水、填料等)进行检查试验,确定来源和质量,经选择确定的材料在施工中应保持使用的连续性,不得随意更换.备料充足.施工前,改性乳化沥青乳液应在容器中不断搅拌.

(2)施工前应对各类计量设备、仅器等进行检查和标定.

1)各种施工机械和辅助工具均应具齐,并保持良好的工作状态.

2)摊铺车在以下情况下必须进行标定:

a.新设备第一次使用时:

b.设备每年的第一次使用时:

c.新工程开工前:

d.原材料改变和配比发生较大变化时.

(3)同步纤维磨耗层施工前,必须对原路面的病害进行处理与修复,保证原路面清洁、无污、无明显病害.修复方法与要求见表5.2-1.

表5.2-1原路面处理方法

处理方法病害类型 病害分类横、纵裂缝 宽度>5mm 灌缝不规则裂缝 宽度≤5mm 可不处理深度<15mm 可不处理15mm≤深/度<25mm 采用同步纤维混合料或微表处填充车辙 25mm≤深度<40mm 双层同步纤维混合料或双层微表处填充深度≥40mm 采用其他方法处理车辙沉陷 1 应处理拥包 1 应处理松散 1 应处理轻 可不处理坑槽 应处理重 (4)使用高压水枪冲洗路面冲洗后在下道工序施工前不可通车放行.原路面及裂缝完成干燥后,才能进行施工.同时为了使层间结合更好,须提前对原路面进行清扫,对有浮土污染和泥块黏贴的地段用扫录清扫或钢刷刷洗,必要时使用高压水枪冲洗.冲刷过的路面应在表面干燥后喷洒粘层. (5)交通标线应在同步纤维磨耗层施工前处理干净,标线铣刨要彻底,同步纤维磨耗层开放交通并基本稳定后,可恢复交通标志线. 5.2.3施工工序 (1)确定交通管制方案,建立保通队伍; (2)对原路面进行病害处理,彻底清除原路面的泥土、杂物等: (3)按生产工艺要求准备改性乳化沥青生产所需的各项原材料并进行材料性能检验.原材料检测合格后,按生产工艺要求进行改性乳化沥青制备并进行合理的储存: (4)施画导线,以保证摊铺车顺直行驶.根据施工路段的路幅宽度,计算和调整摊铺的施工宽度,尽量减少纵向接缝数.在高速公路施工,纵向接缝尽可能设置于高速公路纵向车道交通标线的中心,尽量减少半幅摊铺或不规则宽度的摊铺:

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