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沥青纤维碎石同步封层技术
一、沥青纤维同步碎石封层设备诞生的背景

纤维封层技术发源于英国,近年来,凭借其优越的?#38405;?#21450;广泛的适用性得到?#27426;?#30340;推广应用。曾有四个不同的国家对纤维封层技术进行了一项长达 15 年之久的?#20013;?#23454;验室评估,美国德州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?#38405;?#36319;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?#35775;?#30340;服务寿命,减少病害,并能提供很好的防水?#38405;埽欢?#19988;此工艺可应用于各?#33268;访?#32467;构和各?#33268;访?#26465;件,很快便可开放交通沥青网sinoasphalt.com。这种工艺在英国、美国、澳大利亚、法国等国家?#23478;?#24471;到普遍应用。

对国内诸多公路养护人员而言,纤维封层可能是个陌生的概念,但在国际上已推行多年了。2007 年法国赛格玛公司生产的纤维封层机首次进入中国,国内开始逐步应用纤维封层工艺,作为国内公路养护设备制造的研究者,于 2008 年初开始对国?#23460;?#20837;的这项技术进行消化吸收,并在此基础上进一步的创新,将纤维洒布和沥青、碎石撒布有机集合在同一台设备上,智能化高科技产品,填补了国内在纤维封层技术领域的空白。

二、沥青纤维同步碎石封层技术的概念

加纤同步碎石封层技术是指采用纤维碎石封层核心设备同时洒(撒)布沥青结合料、玻璃纤维?#36864;?#30707;,并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。其封层结构为 1 层沥青+1 层纤维+1 层沥青+1 层碎石连续施工工?#25307;?#25104;的一层物料相互作用的致密网格缠绕结构。

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?#30830;?#24067;,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?#20272;?#25239;剪、抗压和抗冲击强度等综合力学?#38405;埽?#31867;似在新建道路基层和面层之间或原有?#35775;?#22522;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?#35775;媯?#25110;新建路基)、面层层间应力吸收中间层和原有旧沥青?#35775;?#32784;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道?#36820;?#20351;用寿命。

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           图 2 纤维封层用于应力吸收中间层施工


三、沥青纤维同步碎石封层设备简介

我公司研制的加纤同步碎石封层车是一款适用于纤维碎石封层工艺的智能化高科技产品,属国内首?#30784;?/p>


1、结构组成

加纤同步碎石封层设备采用底盘和上装两大部分组成。上装部?#31181;?#35201;由沥青洒布系?#22330;?#30707;料撒布系?#22330;?#32420;维撒布系?#22330;?#30005;气操作系统?#26696;?#26426;系统等组成。

(1)沥青洒布系统

主要有沥青罐、加热部分、液压部分、控制部分和喷洒部分组成。

 ① 沥青罐:罐体外壁采用不锈钢磨砂板,中间加保温填料,内部由加热火管和导热油盘管组成,罐体外部增设的气控阀组,实现了沥青在管路中的大小循环,避免了沥青局部过?#21462;?#32769;化;

② 加热部分:加热装置选用进口柴油燃烧器,它具有燃?#25307;?#29575;高,雾化效果好,耗油量少,加?#20154;?#24230;快,运行安全、稳定?#21462;?#19981;需要人工的监护,保证管路中的沥青都能获得有效的加热温度;

③ 液压部分:采用国际知名?#25918;?#30340;元件,保证传动?#38405;?#30340;可靠;

④ 控制部分:采用雷达、编码器?#30452;?#20934;确检测设备速、沥青泵转速,确保洒布精度,其中雷达、编码器以及主电路开关元件均是进口元件。设定洒布量后,电气操作系统自动计算出设备速和泵速,实现了洒布的自动控制,并可以为司机推荐合理设备速;

⑤ 喷洒部分?#22909;?#20010;喷嘴的启闭有气阀的控制来实现,通过特殊的双排管道设计,保证压力均匀及良好的喷洒效果。

(2)石料撒布系统

   石料撒布系统有料仓、料门控制机构和螺旋布料撒布器组成。料仓内安装有两个消力锥机构,保证石料从皮带传送到双螺旋布料器里面;料门为 20 路控制,独特的滚筒防滑设计,解决了石料在滚筒上打滑下不落的难题;双螺旋布料器把石料输送下料斗内,石料靠重力滚筒摩擦力和重力直接下落,不经分料板分料,保证石料撒布的均匀性;适用石料规格(3~25mm)的粒径。

(3)纤维剪切系统

① 纤维剪切系统由多组独立的纤维剪切单元组成,多组纤维剪切单元采用同一根驱动轴,两端液压马达采用串联?#38382;劍?#20445;证了纤维剪切的一致性和均匀性。

②独特的纤维剪切、计量及撒布结构的设计,能够实现三种不同长?#35748;?#32500;的剪切(30、60、120mm),保证一种纤维长度剪切的一致性,且撒布量准确可靠。

③ 纤维撒布装置内设有防回流气动喷嘴,确保纤维乱向均?#30830;?#24067;。

④手动/自动控制方式均可以实现对纤维剪切单元的单独控制,从而随机调节纤维撒布宽?#21462;?/p>

(4)电气操作系统

   ① 根据不同的工作需求给操作人员提供准?#36820;?#27922;布?#38382;?#36890;过后操作台上显示

   屏?#38382;?#30340;设定,?#23548;?#27979;量?#38382;欢?#30340;改变能准?#36820;?#21453;应出设备的运行情况;

   ② 手动操作简单,能实现手动/自动的转换,提高了工作效率;

③ 能根据?#35775;?#30340;宽?#20154;?#24847;调整沥青洒布、石料撒布的宽度,准确测出石料上、下限传感器, 保证两石料撒布器中石料始终处于正常料位;

④ 采用限位开关装置,对喷头架、撒布器的伸缩进行控制,避免超程使人机受到伤害;

⑤ 配置导热油自动报警装置,具有导热油油位上限、下限报警,沥青下限报警指示功能。

(5) 辅机系统

   辅机采用 70kw 发动机,该发动机动力强劲,质量可靠,辅机主要作用是向液压系统和电气系统输出动力源和电源,保证设备运行?#38405;?#31283;定。

2、基本工作原理

该设备的主要功能是实现一层沥青洒布+一层纤维撒布+一层沥青洒布+一层碎石撒布同步进行,有效地提高骨料与沥青、纤维等结合效率。常规的纤维封层技术是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。该设备打破了常规的纤维封层技术,更能显著体现纤维封层的优点。图 3 为只撒纤维的效果,图 4 为沥青加纤维的效果,可以看到纤维呈乱向均?#30830;?#24067;,能够满足施工工艺的要求。

沥青纤维碎石同步封层技术 沥青网,sinoasphalt.com

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图 5 为撒布石料后的效果,可以看到石料撒布均匀,覆盖率基本一致,能够满足施工要求。施工时可根据具体路段的施工工艺来调节纤维和石料的撒布量及沥青的洒布量。

3、?#38405;?#29305;点

(1)采用双皮带输送石料,不需举升料斗就可实现石料撒布施工,更方便涵洞施工、桥下施工、以及弯道施工;

(2)完全采用电气控制,自动化程度高,自动控制撒布器伸缩长度,能精?#36820;?#35745;算出设备在施工过程中的沥青洒布量;

(3)石料撒布采用双螺旋布料器把石料输送到下料斗内 ,石料靠重力滚筒摩擦力和重力下落,不经分料板分料,更易保证石料撒布的均匀性;

(4) 降?#22303;?#26045;工的?#25237;?#24378;度,节约了人力资源,降低施工成本,提高工作效率、工作质量;

(5)该设备运行稳定,撒布均匀,可自由调节沥青洒?#25216;?#30707;料撒布宽度;

(6)良好的保温层确保保温?#38405;?#25351;数≤20℃/8h,且?#26639;?#32784;用;

(7)并联式双洒?#25216;?#35774;计,可以洒布稀释沥青、乳化沥青、基质沥青、改性沥青、橡胶沥青等,兼容现有的沥青洒布车和同步碎石封层车,又能满足橡胶加纤同步碎石封层工艺的施工;

(8)每组纤维剪切装置都有工作情况检测及信号输出装置,可以实时检测每个剪切装置的工作情况,确保纤维的剪切量和撒布的均匀性;

(9)通过电气控制与液压系统恒压装置的完美结合,实现了零起步喷洒。

四、沥青纤维同步碎石封层的技术特点


1、良好的应力吸收?#22836;?#25955;能力

具有网络缠绕独特结构的纤维封层,由于纤维?#26087;?#26377;高?#20272;?#20280;强度和高弹?#38405;?#37327;值的特性,有效地提高了封层的?#20272;?#25239;剪、抗压和抗冲击强?#21462;?#21033;用纤维封层进行应力吸收中间层(SAMI)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,对外界应力具有超强的吸收?#22836;?#25955;功能: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,重新分散?#22836;?#24067;。通过纤维封层大面积的分散减少了覆层所承受的张力并有效?#31181;?#20102;裂缝的产生;另一方面它能够吸收?#22836;?#25955;旧沥青?#35775;?#21407;有裂缝或路基的反射应力,消除旧沥青?#35775;?#35010;缝尖端产生的应力集中,能够有效地?#31181;品?#23556;裂缝出现,有效阻止了因车载负荷过重造成的?#35775;?#30772;坏,极大地提高了道?#36820;?#20351;用寿命。

2、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?#31471;?#20307;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?#31181;?#20102;骨料的滑移,脱落。因此,采用纤维封层进行耐磨层施工能够极大地提高?#35775;?#30340;耐磨性,延长使用寿命。

3 高防水性

具有独特的网络结构和综合力学?#38405;?#30340;纤维封层用作沥青?#35775;?#32784;磨层或养护施工,寒冬季节里,纤维封层因为高弹?#38405;?#37327;值,延伸力强,其?#20272;?#24378;度?#23545;?#22823;于温度变化带来的收缩拉应力或拉应变,降?#22303;?#38754;层的低温脆裂性,能够有效?#31181;?#27813;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。

4 高稳定性

结合纤维封层形成的机理可知,其结构为一层沥青+一层纤维+一层沥青+一层碎石连续施工工?#25307;?#25104;的一层物料相互作用的致密网络缠绕结构。两层沥青的连续洒布,更加提高了封层的密?#25307;裕?#21152;之结构中起到加筋和桥接作用的纤维对于前后两层沥青结合料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,能有效阻止沥青的流动,在原有?#35775;?#19978;形成一层致密的保护膜,对沥青起到高温稳定、增韧阻裂的作用,从而避免了高?#36335;?#27833;造成的?#35775;?#30772;坏,更好地保护了道路路基因水渗透的早期破坏,稳定了道?#36820;?#23551;命。

5 施工快捷性

加快养护施工速?#21462;?#32553;短开放交通时间也是衡量道路养护工艺先进性的体现。在一台设备上同时完成两层层沥青洒布、一层纤维撒布、碎石撒布,即刻完成纤维封层施工。这种连续施工工艺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 ?#31181;?#21363;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。

五、技术应用


具有优良?#38405;?#30340;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?#35775;?#38138;设耐磨层,进行预防性养护

3. 各等级公路?#36335;?#23618;施工

4. 旧水泥?#35775;?#25913;造

5. 桥梁防水层的施工


标签:技术?#34892;?/a>,沥青混凝土
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