乔杰

山西省公路局晋中分局 山西晋中 030600

近年来，我国公路交通网络体系不断完善，为人们的出行提供了极大的便利。但是，公路运营过程中，不可避免地会出现一定的问题，因此，必须高度重视公路养护。其中，预防性养护措施可在路面发生结构性破坏之前有效制止病害的发展，因此在公路养护中得到了越来越多的应用，同步纤维磨耗层便是一种典型的预防性养护措施。

1 工程概况

某公路，路基总宽24.50米，设计时速为60千米/小时，为双向四车道。通车多年，公路路面出现轻微车辙、横向裂缝等病害。路面勘查发现，该路段仅局部存有网裂、纵向裂缝等现象，路况性能状态基本良好。其中，网裂是由若干个微小裂缝组成。针对网裂病害，若是仅采取灌缝法实施路面整治，无法将裂缝完全封闭，下雨时，雨水仍有可能顺着裂缝深入路面基层，因此需进行罩面处理以解决病害问题。原设计采取微表处养护技术，但经过试验发现原路面、微表处之间的黏结性能较差，且容易发生脱皮、剥落等施工质量缺陷，为确保公路养护质量，决定对微表处养护技术进行优化与改善，在掺加玻璃纤维的基础上，铺一层高性能防水黏结层，构成同步纤维磨耗层[1]。

2 同步纤维磨耗层在公路养护中的应用

2.1 参数确定

对于同步纤维磨耗层来说，在级配相同的前提下，纤维、沥青、水、水泥材料用量不同，则混合料的路用性能也有一定的差异。开展多种试验探讨不同纤维掺量对混合料路用性能所产生的影响。

第一，黏聚力试验。其主要作用是对纤维磨耗层的初凝时间、纤维磨耗层的交通开放时间进行反映。纤维掺量为0时，混合料黏聚力30分钟为1.2，60分钟为2.1；纤维掺量为0.05%时，混合料黏聚力30分钟为1.4，60分钟为2.2；纤维掺量为0.1%时，混合料黏聚力30分钟为1.5，60分钟为2.4；纤维掺量为0.15%时，混合料黏聚力30分钟为1.6，60分钟为2.6；纤维掺量为0.2%时，混合料黏聚力30分钟为1.7，60分钟为2.7；纤维掺量为0.25%时，混合料黏聚力30分钟为1.8，60分钟为2.8。在由纤维、沥青、水、水泥材料组成的混合料中，纤维能够少量吸附沥青，同时可导致混合料的内部受力结构发生改变。因此，随着纤维掺量的改变，混合料的黏聚力也会相应地发生变化。通过开展黏聚力试验发现，随着纤维掺量的提高，混合料黏聚力不断上升。纤维掺量为0.1%-0.15%的时候，混合料黏聚力的变化最明显。因此，建议纤维掺量为 0.1%-0.15%。

第二，湿轮磨耗试验。其主要作用是对纤维磨耗层的抗水损性能进行检测。纤维掺量为0时，磨损值1小时为482，6小时为754；纤维掺量为0.05%时，磨损值1小时为475，6小时为740；纤维掺量为0.1%时，磨损值1小时为470，6小时为730；纤维掺量为0.15%时，磨损值1小时为450，6小时为680；纤维掺量为0.2%时，磨损值1小时为350，6小时为650；纤维掺量为0.25%时，磨损值1小时为200，6小时为600。根据相关规范的要求，混合料1小时湿轮磨耗值＜540克/立方米，6小时＜800克/立方米。未掺加纤维的时候，混合料1小时、6小时湿轮磨耗值在规范要求范围之内[2]。但在掺加纤维之后，随着纤维掺量的增加，混合料1小时、6小时湿轮磨耗值均在不断下降。其原因可能是纤维可以改变混合料的内部受力结构，增加石料间的黏结性。说明，通过掺加纤维可改善混合料的性能。根据湿轮磨耗试验结果，建议纤维掺量为 0.05%-0.15%。

第三，负荷车轮黏砂试验。其主要作用是确定沥青最大用量。纤维掺量为0时，混合料黏砂量为410克/立方米；纤维掺量为0.05%时，混合料黏砂量为380克/立方米；纤维掺量为0.1%时，混合料黏砂量为340克/立方米；纤维掺量为0.15%时，混合料黏砂量为325克/立方米；纤维掺量为0.2%时，混合料黏砂量为315克/立方米；纤维掺量为0.25%时，混合料黏砂量为290克/立方米。随着纤维掺量的提高，混合料黏砂量不断下降。其原因可能是纤维吸附了部分沥青，导致自由沥青含量降低，同时受到纤维加筋影响，限制了自由沥青迁移。这五种纤维掺量均可符合要求。

第四，车辙变形试验。其主要作用是对混合料的抗车辙能力进行检测。纤维掺量为0时，混合料宽度变化率为4.1%；纤维掺量为0.05%时，混合料宽度变化率为3.85%；纤维掺量为0.1%时，混合料宽度变化率为3.4%；纤维掺量为0.15%时，混合料宽度变化率为3.15%；纤维掺量为0.2%时，混合料宽度变化率为3.0%；纤维掺量为0.25%时，混合料宽度变化为3.25%。纤维掺量增加的同时，混合料宽度变化率不断下降，但若是纤维掺量超过0.2%，则宽度变化率会上升。建议纤维掺量应＜0.2%。

综合考虑四种试验结果，确定纤维掺量为0.1%-0.15%。

2.2 施工流程

第一，做好施工准备。根据配合比，对原材料用量进行合理确定。在材料拌合的时候，应均匀拌合混合料。确保，沥青结合料完全被矿料颗粒裹住。拌和时间控制在40-60秒的范围内。如果拌和过程中发生花白、离析、结团等问题，必须及时处理。还要对混合料温度进行严格控制，出厂温度必须在170-180摄氏度范围内，不可超过195摄氏度[3]。

第二，摊铺。应用专用设备进行摊铺施工。改性乳化沥青材料的喷洒量为0.3-0.5升/立方米，摊铺温度需要＞160摄氏度。摊铺施工过程中，应匀速、缓行，可以在设置5辆料车等待在摊铺机前，以确保供料充足，维持摊铺的连续性。将摊铺速度控制在10-20米/分钟的范围内，摊铺过程中严禁转弯、掉头。

第三，碾压。摊铺完成后，尽快进行碾压，确保混合料在110摄氏度以上时整个辗压施工完成。碾压施工中应用双钢轮压路机设备。静压的时候，需重叠1/3-1/4个轮迹。维持轮胎湿润，避免黏轮的出现。合理确定碾压的遍数，一般为3-6遍。碾压速度不可超过5千米/小时。碾压结束后，需在罩面温度低于70摄氏度之后再开放交通。

第四，接缝处理。对横向接缝进行处理的时候，采取垂直平接缝。对纵向接缝进行处理的时候，尽量一天内完成相同横断面摊铺，对接缝进行热料预热，人工整平，并使用压路机实施纵向施工，确保碾压密实。

2.3 质量检测

首先，对施工现场情况进行观察，确定路面平整、裂缝被封闭、路面美观、性能良好。其次，开展性能检测，发现同步纤维磨耗层的摆值Fb（BPN）为58，符合技术规范≥45的要求；渗水系数为2，符合技术规范≤10的要求。说明，同步纤维磨耗层的使用效果良好。

3 结语

公路养护中，对同步纤维磨耗层进行实际应用的时候，应合理确定纤维掺量，并要规范施工，以充分发挥同步纤维磨耗层的作用，恢复路面的使用性能、延长公路使用寿命。