纤维封层施工工艺
    历史

    纤维封层技术发源于英国,凭借其优越的性能及广泛的适用性。现在该技术在英国、美国、澳大利亚、法国等国家都已得到普遍应用。曾于四个不同的国家对纤维封层进行了一项长达15年之久的持续实验室评估;美国德州A&M大学在宾夕法尼亚州及德克萨斯州一直在进行纤维封层的相关研究,并在宾夕法尼亚州设置了检测段;澳大利亚新南威尔士州的公路运输厅自20世纪90年代起一直对纤维封层路段进行现场的性能跟踪观察。一致的实验结果数据以及现场评估观察均表明纤维封层能大大延长路面的服务寿命,减少病害,并能提供很好的防水性能;而且此工艺可应用于各种路面结构和各种路面条件,很快便可开放交通。

    概念

    纤维封层技术是指采用纤维封层核心设备同时洒(撒)布沥青粘结料和玻璃纤维,然后在上面撒布碎石经碾压后形成新的磨耗层或者应力吸收中间层的一种新型道路建设施工和养护技术!

   纤维封层施工中,经过专门工艺破碎切割的纤维在上下两层均匀洒布的沥青结合料中呈乱向均匀分布,相互搭接,与沥青混合料形成网络缠绕结构,有效的提高了封层的抗拉、抗剪、抗压和抗冲击强度等综合力学性能。类似在新建道路基层和面层之间或原有路面基础上加铺了一层具有高弹性和高强度的防护网垫。特别适用于旧沥青路面(或新建路基)、面层层间应力吸收中间层施工,和原有旧沥青路面耐磨层施工。对新旧沥青道路建设及养护起到有效的保护作用,更能延长其养护周期及服务寿命。


   技术特点

    一、良好的应力吸收和扩散能力

    具有网络缠绕独特结构的纤维封层,由于纤维本身高抗拉伸强度和高弹性模量值的特性,有效地提高了封层的抗拉、抗剪、抗压和抗冲击强度。利用纤维封层进行应力吸收中间层施工。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的纤维封层粘结层,兼具极高的张力与弹力,加之独特的结构,对外界的应力具有极其有效的吸收和扩散功能,是一种很好的应力吸收中间层(SAMI)。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集中应力,重新扩散和分布。通过纤维封层大面积的扩散减少了覆层所承受的张力并有效的抑制了裂缝的产生,另一方面它能够吸收和扩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,有效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。

    二、高耐磨性

    纤维封层设备施工后,紧接其后进行碎石集料撒布,撒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。有效地限制了骨料的滑移,脱落。因此,采用纤维封层耐磨层施工,极大地提高了路面的耐磨性,有效地延长了路面的使用寿命。

    三、高防水性

    结合纤维封层形成的机理可知,其结构为1层沥青+1层纤维+1层沥青连续施工工艺+1层碎石形成的一层物料相互作用的致密网络缠绕结构。2层沥青的连续洒布,更加提高了封层的密闭性,加之结构中起到加筋和桥接作用的纤维,纤维比表面积大,对于前后两层沥青结合料中起到极强的吸附作用,它能非常容易地吸附沥青中的油分,增加其粘度和粘附力,能明显阻止沥青的流动,在原有路面上形成一层致密的保护膜,该封层明显地具有更高的防水性能。对沥青起到高温稳定,增韧阻裂的作用,从而避免了路面高温泛油造成的路面破坏。更好的保护了道路路基因水渗透的早期破坏,稳定了道路的寿命。

    四、高稳定性

    具有独特的网络结构和综合力学性能纤维封层用作沥青路面耐磨层或养护施工,北方寒冬季节里,纤维封层因为高弹性模量值,延伸力强,其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,能够有效的抑制了沥青道路常规裂缝—低温收缩裂缝的产生,避免了面层最大的“敌人”—水的破坏。

    五、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公司研制的纤维封层车,在一台设备上同时完成2层沥青洒布、1层纤维撒布。沥青、纤维洒(撒)布后,碎石撒布车马上进行1层碎石撒布,即刻完成纤维封层施工。这种连续施工工艺对极大地缩短了沥青道路养护的时间,缩短了开放交通的时间。纤维封层耐磨层施工后,乳化沥青破乳后15分钟即可开放交通。纤维封层用作应力吸收中间层(SAMI),比常规的应力吸收中间层更快付诸应用,完成初摊铺及磨耗层摊铺之后便可立即开放交通,磨耗层甚至还可以稍后再进行摊铺。

    二十世纪90年代,美国德州A&M大学(TexasA&MUniversity)的一项历达15年之久,分布4个不同国家的跟踪性能测试试验,一致的结果实验研究数据也进一步表明,纤维封层能够明显改善沥青路面的质量。

    1、抗拉强度增大30%以上;

    2、抗疲劳性能增大30%以上;

    3、抗轮距裂缝性能增大300%以上。

    技术应用

    具有优良性能的纤维封层工艺,可广泛应用于以下道路施工及养护。

    1.用作新建路基、面层层间粘结应力吸收层,防止反射裂缝

    2.新/旧沥青路面铺设耐磨层,进行预防性养护

    3.各等级公路下封层施工

    4.旧水泥路面改造

    5.桥梁防水层的施工

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