高速公路养护中聚酯纤维材料的应用

高速公路养护中聚酯纤维材料的应用

刘立东

哈尔滨市中交土木工程材料有限公司

摘要：近些年，随着经济快速发展，高速公路在我国的公路事业中占有举足轻重的作用。公路的总里程不断增加，公路的设计建造水平越来越高。高速公路承担的交通任务越来越繁忙，造成公路的承栽负荷不断增加，导致高速公路的损坏率不断增加，给高速公路的养护事业，提出更高的要求。为了有效提高高速公路路面的性能，在高速公路养护过程中，对聚酯纤维材料的应用越来越多。基于此，本文对高速公路养护中聚酯纤维材料的应用进行探讨，希望对我国高速公路事业的发展起到一定的促进作用。

关键词：高速公路；养护；聚酯纤维；应用；材料

引言随着我国经济的持续发展，加大对交通使用的投入，高速公路规模也在不断的发展。但是，目前我国公路的施工建设质量参差不齐，施工材料、恶劣的自然气候条件，加上近年来车流量的日益增长以及车辆超荷载现象严重，使我国早期建设的一些高速公路出现了各种损坏，降低了路面的表面性能，对过往车辆的行车安全造成一定程度的威胁，急需进行维修、养护工作。在通车的高速公路上进行维修养护工作，必须封闭局部交通，不仅对维修人员的人身安全造成威胁，而且维修困难，对过往车辆影响比较大。聚酯纤维材料作为一种高性能的路面材料，不仅可以对沥青混凝土面层的高温稳定性、低温抗裂性以及水稳定性起到加强和改善作用，而且减少了维修次数，从而延长了路面的使用寿命。

1.聚酯纤维的组成及特点

公路用聚酯纤维材料是由60%的玻璃纤维和40%的聚酯纤维所组成的，是一种复合土工合成材料。经过长期的研究，其具有以下特点：具有较高的抗拉强大；延伸率较低；具有长期的蠕变性；在高温下依然可以保持很好的稳定性；聚酯纤维能够有效防止各种化学物质的侵蚀，能够抵制生物的侵蚀和气候的变化影响。

2.聚酯纤维施工工艺

2.1沥青混凝土的拌和

添加聚酯纤维的沥青混凝土的拌和与一般沥青混凝土的拌和略有不同，具体要求如下：在砂石料放入搅拌锅的同时，将聚酯纤维从搅拌锅的观察孔按比例投入锅中，让聚酯纤维先与砂石料一起干拌30s（—般沥青混凝土的干拌时间为15s〜18s），延长干拌时间，是为了确保聚酯纤维能拌和均匀、分布到位。然后再加入沥青湿拌30s。

2.2力学性能

2.2.1改善高温抗车辙性能

通过反复试验得出：掺加了聚酯纤维的沥青混合料跟普通的沥青混合料相比，其沥青混合料的马歇尔稳定度、车辙动稳定度指标以及流值皆有所提升，还能改善沥青混合料的高温稳定性能。

2.2.2改善水稳性

通过试验结果表明，掺加聚酯纤维的沥青混合料和普通的沥青混合料相比，其沥青混合料的冻融劈裂试验测的冻融劈裂抗拉强度及浸水马歇尔试验测的残留稳定性也都有所提升，从而改善了沥青混合料的水稳性能。

2.2.3改善低温抗裂性能

通过试验表明：掺加聚酯纤维的沥青混合料和普通的沥青混合料相比，其沥青混合料的低温抗裂试验测的劈裂抗拉强度都有所提升，从而改善了沥青混合料的低温抗裂性能。

2.3施工注意事项

聚酯纤维的掺量与路面施工质量密切相关，投放过多，会引起路面泛油，投放过少，又会降低路面强度。因此，为保证施工质量，聚酯纤维的投放工作非常重要，须监督投放。一般纤维的包装均釆用PE包装，无需拆封，直接投入投料口。否则，易偷工减料。

3.聚酯纤维材料在高速公路养护中的应用

3.1聚酯纤维的添加比例

聚酯纤维的添加比例跟路面承受的日交通量是成正比关系的，日交通量越多，聚酯纤维的添加比例也必须随之增长，聚酯纤维添加量可以参照以下一些数值：第一，用在高等级高路时：日交通量在3000左右时，聚酯纤维添加1.135kg/t；日交通量在3000到80000之间时，其纤维添加量为2.27kg/t；日交通量超过80000时，其纤维添加量为3.405kg/t；如果有比较多的超荷载重车经过，则需把添加量提升一个级别；第二，铺装桥面时：磨耗层沥青混合料添加的聚酯纤维为3.405kg/t；气膜层处添加的聚酯纤维则是2.27kg/t。

3.2沥青混凝土级配

在施工中把聚酯纤维加人到沥青混凝土中去，沥青会有部分被聚酯纤维所吸附，所以掺人的聚酯纤维量越多，沥青混凝土中的沥青量也要随之增多，加入的沥青分量不足会导致路面强度降低。

3.3施工过程中的注意事项

施工路面质量很大程度受到聚酯纤维添加量的影响，所以投放聚酯纤维的工作直接关系到工程的施工质量，需安排专人进行监督投放过程。为了在施工过程中不出现偷工减料现象，可以选用不需要拆分直接可以投入投料口的包装聚酯纤维。施工工艺方面沥青混合料中掺加聚酯纤维后，施工简单，无需增加任何附属设备。由于聚酯纤维对沥青的吸附作用，掺加聚酯纤维后，沥青混凝土的沥青用量需随纤维掺量的增加而适当增加。沥青混合料的拌和时间适当延长，压路机的碾压遍数也适当增加。

4.检测与试验

4.1马歇尔试验

从拌和场釆集同级配的掺加聚酯纤维和不加聚酯纤维的沥青混合料，按击实法分别制成沥青混合料试件，进行马歇尔稳定度试验和浸水马歇尔稳定度试验，测试其物理指标及稳定度、残留稳定度和流值等技术参数。将从拌和场釆集的同级配的掺加聚酯纤维和不加聚酯纤维的沥青混合料，按击实法分别制成的沥青混合料试件在60°C水温中保温48h后进行测试，试验条件均满足《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052-2000）的要求。

4.2高温稳定性试验

按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052—2000）中沥青混合料车辙试验的规定，从掺加聚酯纤维和不掺加聚酯纤维的路段施工现场，分别切割制作长300mm、宽150mm、厚50mm的板块状试件，在试验温度为60°C，轮压为0.7MPa的试验条件下，分别测定其动稳定度。

结论总之，针对于公路交通量的激增，导致公路路面出现各种病害问题，需要对路面采取修复处理。通过结合某高速公路工程项目，公路车辆超载导致路面出现裂缝、坑槽、老化松散等路面病害，最终选取聚酯纤维材料作为路面主要修复材料，可以有效提高路面的低温抗裂性以及水稳定性，同时可以降低维修成本，提高高速公路使用寿命。

参考文献：

[1]何义军.聚酯玻纤布在高速公路路面裂缝处治中的应用[J].交通世界，2017（15）

[2]陈艳.聚酯玻纤布在公路养护工程中的应用[J].科技资讯，2011（12）