丹拉110线高速公路宣化—内蒙交界全长80.7公里在路面施工过程中应用了美国进口的沥青砼聚酯纤维加强筋来加强沥青砼,由于现代高等级公路交通量大,来往车辆密集,车型偏重,造成车辆轴载重,荷载作用间歇时间短,致使沥青路面降低使用寿命,达不到设计使用年限。为了解决沥青路面在重载的情况下高温出现车辙、低温产生裂缝的问题,我们在这段道路路面施工中使用了聚酯纤维(polyeser)加筋沥青砼,并就施工情况进行了总结。
一、 工程概况
1.施工地点:丹拉110线宣化至内蒙交界
2.施工时间:2004年10月份
3.路基:路基宽26m
4.路面宽:22.5m双向四车道
5.路面结构:表面层:4cm碎石SAC-16;中面层:5cm碎石SAC-25;底面层:6cm碎石SAC-25;底基层:20cm石灰水泥稳定砂砾;基层:19cm二灰稳定碎石、18cm水泥稳定碎石。
二、材料及原材料质量
1.原材料
(1)沥青:实测各项指标符合规范要求。
(2)岩石料:实测各项指标符合规范要求。
(3)级配采用SAC-16。
2.室内试验
(1)马歇尔稳定度试验
按部颁标准《公路工程沥青混合料试验规程》规定,对两种类型的沥青混合料进行马歇尔稳定度试验:
未掺纤维:
稳定度(KN): 10.01; 流值(0.1mm): 31.2; 饱和度(%): 76.7; 空隙率(%): 3.35;密度(g/cm3): 2.570; 油石比(%): 4.48。
掺纤维2.5P/T:
稳定度(KN): 13.59; 流值(0.1mm): 33.0; 饱和度(%): 78.4; 空隙率(%): 3.18;密度(g/cm3): 2.558; 油石比(%): 4.66。
注:加入纤维后,室内试验最佳用油量从4.48增加到4.66。
(2)车辙试验
试验结果:DS=3336次,完全符合规范>800次要求。
按试验室配比进行生产配合比设计及验证,筛分结果符合设计级配,实际施工采用的混合料马歇尔结果:
油石比(%): 4.82; 密度(g/cm3): 2.570; 空隙率(%): 2.73; 饱和度(%): 80.0;流值(0.1mm): 27.5; 稳定度(KN): 4.05。
注:按油石比4.82%试验。
(3)冻融劈裂试验,结果符合规范要求
未冻融试件:劈裂抗拉强度(MPa):0.97;破坏拉应变(1×10-3):7.94;破坏劲度模量(MPa):264.0;劈裂强度比:87.6%。
冻融试件:劈裂抗拉强度(MPa):0.85;破坏拉应变(1×10-3):7.64;破坏劲度模量(MPa):240.6;劈裂强度比:87.6%。
(4)低温弯曲蠕变试验
试件拉抗弯拉强度(MPa):6.98;最大弯拉应变(10-3):5.48;弯曲破坏劲度模量(MPa):1334.86符合要求。
三、检测及评价
试验段完工后,进行弯沉、平整度、横向力系数检测,一年后进行了检测,同时与相邻路段铺筑的7kmSMA试验段进行了比较,检测结果分析如下:
1.弯沉值
(1)沥青砼聚酯纤维段
2004年12月份检测弯沉平均值:L=4.736
2005年12月份检测弯沉平均值:L=5.912
(2)SMA试验段
2004年11月份检测弯沉平均值: L=4.334
2005年11月份检测弯沉平均值: L=5.315
经过一年的运行,聚酯纤维沥青砼和SMA试验段的弯沉值均有所衰减,但比同结构的其他段落要小。
2.平整度IRI
经过实测,通车前纤维段、SMA段的平整度水平基本相同,经过一年的行车碾压,IRI值有所减小,平整度未发生衰减。
3.横向力系数SFC
2004年11月份检测, 2005年11月份分别对沥青砼聚酯纤维段和SMA试验段进行了检测, 检测结果表明,通车前,横向力系数大致相同,但经过一年运营,SMA段SFC值由60.04下降到了48.58,下降了22.8%,聚酯纤维段下降了6.9%。
4.车辙
2006年4月中旬,用三米直尺对行车道进行了车辙检测。
(1)多碎石段:平均3.055。(2)SMA段:平均1.865。(3)纤维段:平均1.57。
注:左轮迹靠近超车道,右轮迹靠近紧急停车带。
通过对车辙的检测,可以发现,在超车道上,纤维试验段和SMA试验基本上检测不到车辙,多碎石段车辙也很轻微,在0-0.1mm之间。车辙表现最突出的在行车道靠近紧急停车带的轮迹带上,检测结果可以看出,聚酯纤维和SMA试验段均表现出优良的抗车辙能力,聚酯纤维略优于SMA。分析SMA依靠其自身的骨架结构减小变形,聚酯纤维试验段是由于加入纤维后沥青混合料弹性恢复能力增强,减小了塑性变形的积累,从而提高了抗车辙能力。