土工布在水泥混凝土路面加鋪瀝青層中的應用

王強林

0 引言

隨著廣西經(jīng)濟的飛速發(fā)展，桂柳高速公路交通運輸量大幅度增長，行車密度及車輛載重越來越大，對道路破壞十分嚴重。正常維修期大大提前直接影響了車輛的運行和安全，也增大了養(yǎng)護管理資金的投入。如何使維修后路面的使用時間更久是當前養(yǎng)護工程發(fā)展的目標。

1 工程概述

桂柳高速公路于1993年7月開工建設，1997年5月建成通車。其原為水泥混凝土路面，經(jīng)過十多年的運營，水泥混凝土路面板塊斷裂嚴重，混凝土路面裂縫加寬，行車很不舒適，進行路面大修迫在眉睫。在水泥混凝土路面上加鋪瀝青混凝土是目前改善原有路面使用性能和提高道路承載能力的一項常用措施。為延緩混凝土路面板縫的反射，土工布在本工程中得到廣泛應用。

2 舊水泥混凝土路面加鋪瀝青層的方案

對舊水泥混凝土路面板的處理方式:1)對破損嚴重的水泥混凝土面板，破除原面板，澆筑與原混凝土標號一致的混凝土，形成一致的強度。2)對板底脫空的面板，灌注化學漿進行處治，確保在加鋪瀝青層前，面板的彎沉值符合規(guī)范要求。3)對輕微裂縫進行修補，對接縫填縫料進行更換。4)對路面坑洞、錯臺等病害在路面加鋪改造前用砂粒式瀝青混凝土填補找平。

舊水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土結(jié)構為:3.5cm SMA-13 SBS改性瀝青混凝土上面層+乳化瀝青粘層+7cm AC-25瀝青混凝土中(下)面層+單面燒毛土工布(滿鋪)+噴灑1.2 kg/m2～1.4 kg/m2AH-70號瀝青粘層+2cm AC-5瀝青混凝土調(diào)平層+熱瀝青粘層+處治后的舊水泥混凝土路面(瀝青加鋪層總厚度為12.5cm)。

對于本工程而言，由于水泥混凝土面板強度較高，將其作為基層，在其上加鋪瀝青混凝土的這種路面結(jié)構強度肯定能滿足要求，關鍵是如何防止反射裂縫的產(chǎn)生。采用鋪設土工布是有效抑制或延緩反射裂縫擴展趨勢的處理方法，它能降低水泥混凝土板接縫處的沉降量和彎沉差，增加瀝青面層彎拉強度和剪切強度。

3 土工布的特性及要求

3.1 土工布的特性

土工布又被稱為土工織物，它是由合成纖維通過針刺或編織而成的透水性土工合成材料。成品為布狀，一般寬度為4 m～6 m，長度為50 m～100 m。它具有優(yōu)秀的過濾、隔離、加固防護作用、抗拉強度高、滲透性好、耐高溫、抗冷凍、耐老化、耐腐蝕。

土工布分為有紡土工布和無紡土工布，此工程使用無紡土工布。無紡土工布是由長絲或短纖維經(jīng)過不同的設備和工藝鋪排成網(wǎng)狀，在經(jīng)過針刺等工藝讓不同的纖維相互交織在一起，相互纏結(jié)固著使織物規(guī)格化，讓織物柔軟、豐滿、厚實、硬挺，以達到不同的厚度滿足使用要求。

3.2 對土工布的要求

1)良好的耐溫性。瀝青混合料熱鋪時溫度達170℃左右，改性瀝青溫度更高，要求單面燒毛土工布在此施工溫度下不能被熔化或軟化，而且能保持正常工作狀態(tài)，故要求能耐170℃以上的高溫。經(jīng)實驗檢測，本工程采用的聚酯長絲單面燒毛土工布能耐232℃的高溫，符合上述的要求。

2)良好的瀝青浸漬性。一般施工是均勻灑布AH-70重交通道路熱瀝青，再鋪單面燒毛土工布，單面燒毛土工布應能吸收熱瀝青達到飽和，所以要求單面燒毛土工布垂直滲透系數(shù)為5×(10－1～10－4)cm/s。

3)抗拉強度及單位面積質(zhì)量指標。燒毛土工布抗拉強度應不小于8 kN/m，單位面積質(zhì)量150 g/m2，單位面積質(zhì)量相對偏差±7%?？v、橫向拉伸斷裂伸長率不大于30%，經(jīng)實驗檢測，本工程采用160 g/m2的產(chǎn)品能滿足上述要求。

4)良好的柔性、抗蠕變性及耐磨性。柔性包括韌性與表面硬度兩重含義。韌性反映燒毛土工布吸收沖擊能量的能力，它可以近似地以材料的抗拉強度與延伸率衡量;一般以CBR試驗頂破強度來表示其表面硬度;抗蠕變性反映材料在長期荷載作用下的力學性能，在道路工程應用中是一個不可忽略的重要指標;耐磨性反映材料在重交通作用下的抗疲勞能力。

5)厚度要求。土工布厚度過大或持油量不足，易導致路面與基層結(jié)合不好而造成破壞，因此應對燒毛土工布的厚度進行嚴格限制，應小于2mm，本工程采用厚度為1.6mm單面燒毛土工布，厚度相對偏差±10%。

6)耐酸堿、抗老化性強。要求燒毛土工布在路面使用年限內(nèi)保持正常工作狀態(tài)。

4 土工布的施工技術

4.1 施工前的準備

本工程是在2cm AC-5瀝青混凝土調(diào)平層上噴灑AH-70號瀝青粘層后滿鋪單面燒毛土工布，故必須保持瀝青混凝土調(diào)平層上無水、臟物、廢物等，以免損壞土工布。

土工布使用前應檢查其外觀質(zhì)量，要求產(chǎn)品顏色色澤均勻，無明顯油污;產(chǎn)品無損傷、破裂;在同一處不允許有兩根以上的斷絲，同一處斷絲兩根以內(nèi)(包括兩根)，100 m2內(nèi)不超過6處;整卷不允許連續(xù)出現(xiàn)長度大于2000mm的毛邊、散邊;每卷的縱向基本長度不允許小于30 m，卷中不得有拼接。

采用瀝青灑布車均勻灑布熱瀝青，事先將AH-70重交通道路瀝青加熱至150 ℃～170 ℃，用量為1.2 kg/m2～1.4 kg/m2，噴灑瀝青的橫向范圍要比土工布寬5cm～10cm。

4.2 土工布的鋪設

土工布在灑布瀝青粘層后應該立即開始鋪設。土工布鋪筑時，應先將一端用固定器固定，然后用機械或人力拉緊，張拉伸長率宜為1.0%～1.5%，并用固定器固定另一端。固定器包括固定釘和固定鐵皮。固定釘可采用水泥釘、射釘或膨脹螺釘，釘長8cm～10cm，膨脹螺釘直徑宜為6mm;固定鐵皮可用厚1mm、寬3cm的鐵皮條。

本工程土工布采用機械鋪設，土工布鋪設機械主要由牽引車、土工布退繞裝置和刷子組成。它能夠使土工布繃緊，并把土工布平直地鋪設在粘結(jié)層上，刷子位于土工布的上方，接近于垂直位置，其作用是將鋪設在粘結(jié)層上的土工布刷平，使之舒展開。

4.3 施工中的注意事項

1)搭接。因為土工布的長度有限，在一卷布鋪完后需要搭接。土工布橫向應搭接4cm～5cm，并根據(jù)攤鋪方向，將后一端壓在前一端部之下;縱向應搭接4cm～5cm。橫向搭接處應采用固定器固定，縱向可以直接用粘層油粘結(jié)。

2)彎道與褶皺的處理。土工布應盡可能地鋪設成一條直線，當必須轉(zhuǎn)彎時應盡量避免土工布起褶皺。產(chǎn)生褶皺的高度不小于2cm時，應該切開這部分褶皺，然后在鋪設方向上再搭接起來，搭接部分用瀝青粘合，并用固定器固定。

3)氣候的影響。潮濕的路面將影響瀝青粘層的粘結(jié)度，因此，在潮濕路面上不能施工;濕的布也不宜使用(濕布須曬干再用)，所以土工布不宜露天存放，以避免雨淋;另外，氣溫過低會影響瀝青灑布車的灑布質(zhì)量，氣溫在10℃以上才適合施工。

4)交通管制。在鋪設時，除了施工車輛外，其他車輛禁止通行，施工車輛禁止在土工布上急剎車和急轉(zhuǎn)彎。

5 結(jié)語

桂林至柳州高速公路水泥混凝土路面大修改造工程NoB合同段于2008年4月通車運營至今已3年有余，根據(jù)跟蹤觀測和各項指標檢測結(jié)果，桂柳高速公路的實際使用效果看來，在舊水泥混凝土路面上采用聚酯長絲單面燒毛土工布充當防裂層再進行瀝青混凝土加鋪，對于延緩反射裂縫的產(chǎn)生和路面水損害有顯著作用，能有效提高路面綜合服務水平，延長瀝青路面的使用壽命。

［1］ 關宏信，張起森，鄭健龍.舊水泥混凝土路面搭板罩面的應力［J］.長安大學學報(自然科學版)，2005(5):89-92.

［2］ 李 巍.玻纖格柵與土工布在舊水泥路面改造中的應用［J］.民營科技，2009(10):102-105.

［3］ 張艷霞.道路專用土工布在舊路面改造中的應用［J］.科技信息，2007(21):17-18.

［4］ 戰(zhàn)成波，李玉生.瀝青鋪面用土工布及其施工技術［J］.黑龍江科技信息，2009(10):228-230.

［5］ 王曉會.燒毛土工布在道路工程中的應用研究［J］.北方交通，2008(3):97-99.