玄武岩纤维封层技术-河南金石路桥技术开发有限公司有限公司.ppt

玄武岩纤维封层技术,新型预防性养护技术介绍 河南金石路桥技术开发有限公司,近年来，我国高速公路建设快速的发展，然而，如何采用科学合理的路面养护技术，以延长路面的使用寿命及减少养护工作时间？本文从这观点出发，阐述了预防性养护理念和技术，并着重介绍了一种新型预防性养护技术玄武岩纤维封层技术。,主要内容,养护技术分类,上述三种养护策略之间的区别，主要在于养护时机不同,预防性养护理念,预防性养护 是作为一个完整的概念于20世纪80年代提出，是一种周期性的强制保养措施，是在路面结构强度充足，仅表面功能衰减的情况下，为恢复路面表面服 务功能而采取的一种养护措施。 预防性养护是一种养护理念：其基本出发点是通过早期养护，延缓路面的病害发展过程，从而推迟了后期进行维修重建时间，延长了路面使用寿命，最终获得更高的费效比。 预防性养护的核心思想：是 要求采用最佳成本效益的养护措施，强调养护管理的计划性。,预防性养护技术的发展,交通部“十一五”公路养护管理事业发展纲要中第十二条也明确规定： “全面推行预防性养护。牢固树立全寿命周期养护成本理念。以现有高速公路、普通干线和重要旅游公路为重点，围绕路况检测调查、分析评价、养护决策和工程实施四个关键环节，抓紧研究制订预防性养护相关制度措施。积极推广应用预防性养护新设备、新技术和新工艺”。 摘自十一五公路养护管理事业发展纲要,预防性养护与矫正性养护的差别,预防性养护与改正性养护效果对比,研究表明：路面的使用性能不是直线下降的。在使用初期，其服务能力（路面状况）下降较缓慢，但当损坏状况超过某一限值时，路面的服务能力就开始急剧下降，病害急剧增 多。若在此之前就采取预防性养护措施，则可及时阻止这种发展趋势，从而使路面始终维持较好的服务状况，可以有效地延长路面的寿命，减少平时的矫正性养护次 数。,预防性养护时机,一条质量合格的道路，在使用寿命75%的时间内性能 下降40%（这一阶段称之为预防性养护阶段），如不能及时养护，在随后12%的使用寿命时间内，性能再次下降40%，从而造成养护成本大幅度的增加。,在预防性养护阶段投入一元的养护费用可以节约310元的矫正性养护费用,预防性养护的重要意义,预防性养护是许多国家在公路网重建过程中 总结了以往经验教训后提出来的。是一种费用效益十分明显的养护措施。预防性养护的重要意义体现在四个方面：,预防性养护提高路面使用性能,从对路面性能的影响来看，预防性养护有很大的优势。 矫正性养护策略是等路面损坏蔓延到了必须维修的程度后才采取的相应措施。进行路面矫正性养护时，路面在相当长的时间内处于较差的服务状况。 而采取预防性养护，当路面还处于良好使用状况时，就采取预防性养护措施，及时阻止路面状况的急剧下降。这种举措不仅能获得更长的道 路使用寿命，而且在路面使用寿命期间，始终能维持较好的道路服务水平，由此产生良好的社会和经济效益。,预防性养护施工速度快,从施工工艺上来讲，矫正性养护往往对路面进行大规模翻修以恢复其结构功能，施工难度、规模都较大，费时费力，对交通的影响也较大。预防性养护施工则比较简 单，快速。更符合公路养护管理更畅通、更高效的管理目标。由于路面始终处于较好性能状态，减少了紧急养护的必要。 为公众出行提 供更好的服务。 如采用微表处和稀浆封层技术，只用一种专用施工机械改性稀浆封层机，以较少的劳动力(每机配5人7人)1 0分钟即可修复完1000m21 500m2的沥青路面。,预防性养护具有最好的经济性,美国亚利桑那州公路部门就道路养护工程费用曾做过如下比较：铺筑完沥青混凝 土路面后，不做任何中间的维修与养护，行车20年后，进行大翻修；铺筑完沥青混凝土路面后，在行车10年后，做一次修补性养护，然后再做一次沥青混凝土 罩面；按预防性养护的要求，对于已铺的沥青混凝土路面，根据路面检测结果，及时定期地做预防性养护。对三种维修养护方式的经济分析表明，第一种方式的养 护工程费用是第三种的163，第二种方式为第三种方式的1 55。因此，预防性养护是最经济的。,美国战略性公路研究项目(SHRP)一个重要研究成果，就是明确了预防性养护在延长路面寿命周期、节约寿命周期费用方面的良好费用效益。通过路面使用性能的衰减与养护维修费用 的分析和比较路面经过四次预防性养护而终结其寿命周期，可延长使用寿命15年：养护维修工程总费用可节省约45。,预防性养护技术的种类,在“建设是发展，养护也是发展，而且是可持续发展”的理念指导下，近年来预防性养护技术得到了快速发展，在材料设备和施工工艺上都有了较大的突破。现在应用比较成熟的预防性养护技术主要有：,灌缝、封缝 雾封层 碎石封层 稀浆封层 微表处 （超）薄层罩面 就地热再生,玄武岩纤维封层技术,玄武岩纤维封层技术是近年来玄武岩纤维材料和养护封层设备共同发展的结晶，是一种新型的公路与养护技术。如果沥青路面在没有破坏前就采取必要的预防性养护措施玄武岩纤维封层技术，将会使旧路面焕然一新，并使维修后的路面具有防水、抗滑、耐磨等点，是一种优良的保护层，起到了延长路面使用寿命的作用。,玄武岩纤维封层技术,玄武岩纤维封层技术和发展 玄武岩纤维分层技术的特点 玄武岩纤维封层技术的的施工流程和工艺,玄武岩纤维封层技术,纤维封层：是指一台设备同时洒布沥青和纤维，然后在其上面撒布骨料形成新的磨耗层或者应力吸收中间层的一种新工艺，其可以有效的阻止原旧有面层上的裂缝或路基裂缝反射到上覆层，是世界沥青路面养护和建设的革命性新技术。,纤维封层进行流水作业，先撒布沥青纤维，碎石撒布紧随其后，最后进行道路碾压，完成施工。保证了施工的连续性，快捷性，也确保了施工的质量。,纤维封层的发展,发源于英国 源于传统的碎石封层,纺织布及格栅的应用 在英国、美国、澳大利亚、加拿大、法国、俄罗斯、爱沙尼亚等国家均已普遍应用 2007年6月北京埃盟泰机械设备有限公司引进法国赛格玛技术（FiberMat），在辽宁营口、抚顺等市成功实施高速公路养护工程,取得了良好的效果。,纤维封层的发展,辽宁省公路科技创新研讨会对2007年，于营口岫水线、抚顺沈通线、沈环线，作了3万平方米的磨耗层和24万平方米的中间应力吸收层，给于了一致的认可，并认为达到了预期的效果，改变了辽宁省普通公路预防性养护措施. 2009年5月，沈阳公路完成法国SECMAIR纤维封层机的调试，并同时进行了大面积的纤维封层施工，达到了理想的施工效果.,2009年6月，湖南众立建设工程有限公司成功引进法国赛格玛SECMAIR纤维封层机，并同时进行了大面积的纤维封层施工，达到了理想的施工效果。 2009年8月浙江省03省道杭金线大唐段养护工程首次采用玄武岩纤维封层技术进行路面预养护。 2009年9月320国道浙江省嘉善至嘉兴在路面中修工程应用乳化改性沥青玄武岩纤维碎石封层新技术，路线全长22.33公里。,浙江省公路养护“四新”技术推广会,20,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。,玄武岩纤维封层技术,玄武岩纤维封层技术特点,良好的应力吸收和分散能力，防止反射裂缝，阻断路基面层的病害互联 高防水性 高耐磨性 高稳定性 施工快捷性,玄武岩纤维封层技术特点,美国德州A&M大学（Texas A&M University）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，一致的结果试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）抗反射裂缝性能增大300%以上。,玄武岩纤维封层技术特点,良好的应力吸收和分散能力 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（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和分散功能： 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，重新分散和分布。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抑制了裂缝的产生； 另一方面它能够吸收和分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。,玄武岩纤维封层技术特点,未采用纤维封层施工后，旧有路面裂缝反射到了新的面层,玄武岩纤维封层技术特点,采用纤维封层进行应力吸收中间层施工后，整个道路结构极其致密，旧有路面裂缝未出现反射,玄武岩纤维封层技术特点,抗疲劳性能测试显示出在纤维封层试件中仅产生水平方向发展的微小裂缝.,掺入与不掺入纤维两种试验的对比结果,B,A,抗疲劳对比实验,循环次数,2,500,3,300,出现断裂,出现裂缝,出现断裂,出现裂缝,6,300,4,700,轮迹车辙对比实验,B,轮压次数,出现裂缝,出现裂缝,15,000,2,500,A,A,抗拉强度对比实验,B,0.9,0.6,A为未使用纤维封存沥青混凝土试件实验数据 B为使用纤维封存沥青混凝土试件实验数据,玄武岩纤维封层技术特点,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，有效抑制了骨料的滑移，脱落。因此，采用纤维封层进行耐磨层施工能够极大地提高路面的耐磨性，延长使用寿命。,玄武岩纤维封层技术特点,高防水性 具有独特的网络结构和综合力学性能的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，能够有效抑制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。 第一次撒布的沥青渗入到路面中的微小裂缝中，阻止了水封进一步进到基层,玄武岩纤维封层技术特点,高稳定性 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，在原有路面上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，从而避免了高温泛油造成的路面破坏，更好地保护了道路路基因水渗透的早期破坏，稳定了道路的寿命。,玄武岩纤维封层技术特点,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。,与传统石屑封层的效果对比,纤维封层,传统石屑封层,施工后6个月效果,与传统石屑封层的效果对比,施工后第2个冬季雪季年,与传统石屑封层的效果对比,施工后第三个冬季雪季后,纤维封层技术应用范围 新/旧沥青路面铺设耐磨层 新建路基、面层层间粘结应力吸收层 各等级公路下封层施工 旧水泥路面改造 桥面防水层施工,玄武岩纤维封层对旧路面的要求,就沥青路面的结构强度系数为中等以上 路面状况指数（PCI）评价为优、良。 路面破损状况主要为纵、横向裂缝。 无大面积的基层损坏。,纤维封层适合路面,对于养护路面：表面功能下降，但路面基本强度没有受到大的损坏。,玄武岩纤维用于封层的优势,玄武岩纤维与玻璃纤维相比因具有以下优势因此更适用于纤维封层,用于纤维封层的玄武岩纤维,GBF纤维的用量规格可参照法国赛格玛（SECMAIR）对玻璃纤维的规格及数量要求，即采用产品代码为：GBF-18-2400玄武岩纤维无捻粗纱： 无捻粗纱 单丝直径18微米 纤维线密度（Tex）：2400(g/Km) 浸润剂为：亲油型（适用于与改性乳化沥青的界面结合） 纤维长度为：30mm、60mm、120mm(常规采用60mm长度的作封层材料),玄武岩纤维封层实体工程,玄武岩纤维分层已经在下面几个项目获得了应用，并取得了显著地效果，取得了明显的经济效益。 浙江省03省道杭金线大唐段养护工程 浙江省嘉善至嘉兴在路面中修工程,纤维封层施工流程和基本工艺,材料要求,施工流程一,各流程的内容,施工流程 路面处理,做纤维增强应力吸收层前先要对基面坑洞进行修补 对于桥面或隧道混凝土一般可用环氧或聚合物砂浆修补找平 对于旧沥青路面一般采用沥青混凝土冷补料进行修补。 对可见裂缝，先人工涂刷水性沥青基粘结防水涂料两遍，使其渗入缝内。 用钢丝打磨机清理旧沥青路面表面（基面），再用真空吸尘机在裂缝面吸出缝内的杂物。 对于混凝土桥面（基面）采取抛丸喷砂工 艺进行基面的粗糙化处理。,坑洞处理,做纤维增强应力吸收层前先要对基面坑洞进行修补。,裂缝处理,对大于5mm的裂缝要进行灌缝,大缝要填充灌缝料,小于5mm的裂缝通过压缩空气吹扫后用乳化沥青灌缝。,