玻纖格柵在105國(guó)道商丘段SMA瀝青罩面工程中的實(shí)踐

田坤

（河南省路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，河南 商丘 476000）

1 引言

與瀝青路面相比，水泥混凝土路面的修復(fù)比較困難，即使在舊混凝土路面上加鋪瀝青罩面層是一種改善其使用性能的有效措施，但在瀝青加鋪層中出現(xiàn)反射裂縫仍是需要解決的主要問(wèn)題。反射裂縫本身對(duì)罩面層的使用性能影響不大，但環(huán)境因素(雨雪、氧化、粉塵)的負(fù)效應(yīng)，常常使得裂縫迅速向四周擴(kuò)展，縮短罩面層壽命。為了能有效地減緩舊水泥混凝土路面上裂縫的反射速度，或減薄瀝青罩面層厚度，國(guó)內(nèi)外研究人員進(jìn)行了大量的試驗(yàn)，既積累了成功經(jīng)驗(yàn)，也吸取了許多失敗的教訓(xùn)。

105國(guó)道商丘段水泥混凝土路面經(jīng)過(guò)9年的運(yùn)營(yíng)，水泥混凝土路面出現(xiàn)不同程度的損壞,包括板塊斷裂、板角斷裂、錯(cuò)臺(tái)等情況,嚴(yán)重影響行車(chē)的舒適性和安全性,需在舊水泥混凝土路面上進(jìn)行瀝青混凝土罩面，并對(duì)如何延緩瀝青罩面層反射裂縫的產(chǎn)生進(jìn)行研究。

2 玻纖格柵防止反射裂縫作用機(jī)理的分析

為防止反射裂縫的產(chǎn)生，國(guó)外多采用加厚瀝青加鋪層的辦法。但單純依靠增加加鋪層厚度有其弊端：一方面增加加鋪層厚度受到路面標(biāo)高的限制(105國(guó)道上跨橋橋下凈空在加鋪后需滿(mǎn)足4.8m 要求)；再就是大幅度增加加鋪層厚度必將增加路面造價(jià)，而且在夏季高溫情況下瀝青混合料高溫蠕變易產(chǎn)生車(chē)轍，也就失去了由于舊水泥混凝土板作基層所產(chǎn)生的強(qiáng)基薄面的優(yōu)勢(shì)，因而加厚瀝青加鋪層這一方法不可取。

使用玻纖格柵，可增強(qiáng)瀝青混合料的整體抗拉強(qiáng)度，有效地改善路面結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布，抵抗和延緩由于路面的基層裂縫引起的瀝青混凝土路面反射裂縫的發(fā)生，從而提高路面的使用壽命.舊混凝土路面損壞采用玻纖格柵混凝土鋪筑罩面層。鋼纖維混凝土罩面分結(jié)合式、直接式、分離式3種結(jié)合。結(jié)合式罩面面層與舊混凝土相互粘結(jié)為一整體，共同發(fā)揮結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度作用。分離式罩面層與舊混凝土不粘結(jié)，而是中間設(shè)置1個(gè)隔離層，各層獨(dú)立發(fā)揮作用。直接式是直接在舊水泥混凝土面層上加玻纖格柵混凝土罩面層。一般用于損壞較輕微的舊水泥混凝土路面。

根據(jù)105國(guó)道商丘段舊水泥混凝土板破損情況，不同路段采用了不同的處理方案：商丘北段加鋪方案為4cm 改性瀝青SMA+6cm粗粒式瀝青混凝土+玻纖格柵+2cm瀝青找平層+18cm二灰碎石；商丘南段加鋪方案為4cm 改性瀝青SMA+6cm粗粒式瀝青混凝土+玻纖格柵+2cm瀝青找平層+改性瀝青油毛氈貼縫。

3 瀝青加鋪層的分析及設(shè)計(jì)方法

由于舊水泥混凝土路面的應(yīng)力在接縫處不連續(xù)，因此瀝青加鋪層同時(shí)承受它本身以及舊路面所產(chǎn)生的溫度應(yīng)力，特別是在冬季氣溫較低時(shí)，瀝青混凝土加鋪層會(huì)因?yàn)榕c接裂縫對(duì)應(yīng)處的拉應(yīng)力過(guò)大而開(kāi)裂，形成所謂的溫度型反射裂縫。舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青層是一種特殊的路面結(jié)構(gòu)，其應(yīng)力應(yīng)變特性與一般彈性層狀體系有較大的差別。由于接裂縫的存在，舊水泥混凝土路面作為基層的整體強(qiáng)度降低，而且在外力荷載作用下，瀝青混凝土加鋪層處于復(fù)雜的三維應(yīng)力狀態(tài)。車(chē)輛通過(guò)不連續(xù)的板體時(shí)，瀝青混凝土加鋪層中由于接裂縫兩側(cè)相鄰板塊產(chǎn)生豎向位移差，而出現(xiàn)較大的剪切應(yīng)力，這種剪切應(yīng)力是瀝青混凝土加鋪層產(chǎn)生荷載型反射裂縫的最主要原因。另外，由于路面暴露在大氣中，受氣溫周期性變化的影響，瀝青加鋪層和舊水泥混凝土面板都會(huì)膨脹，產(chǎn)生溫度應(yīng)力。因此，瀝青加鋪層設(shè)計(jì)是瀝青加鋪層厚度設(shè)計(jì)，而厚度由行車(chē)荷載和防止反射裂縫兩個(gè)因素控制。由于水泥混凝土面板強(qiáng)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(gòu)，強(qiáng)度一般能滿(mǎn)足要求，關(guān)鍵是防止反射裂縫的產(chǎn)生。雖然我國(guó)目前舊水泥混凝土路面改建工程日益頻繁，但現(xiàn)行的《公路工程瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》并沒(méi)有把舊水泥混凝土路面上瀝青混凝土加鋪層設(shè)計(jì)這一內(nèi)容包括在內(nèi)。

4 施工方案的確定

4.1 施工中注意事項(xiàng)

4.1.1 玻纖格柵背膠易溶于水，雨天或路面潮濕時(shí)不得施工。

4.1.2 嚴(yán)格控制運(yùn)送混合料的車(chē)輛出入，在格柵層上禁止車(chē)輛急轉(zhuǎn)向、急剎車(chē)和傾瀉混合料腳料，以防止對(duì)玻纖格柵的損壞。

4.1.3 玻纖格柵為玻璃纖維制造，對(duì)人體皮膚易產(chǎn)生刺激作用，施工人員須戴防護(hù)手套。

4.1.4 當(dāng)使用的膠輪壓路機(jī)需注水增加重量時(shí)，其注水量不能太滿(mǎn)，以防溢流到玻纖格柵上，造成其背腹失去粘性。

4.1.5 格柵鋪設(shè)時(shí)，要求路面溫度在5°C～60°C之間。

4.1.6 玻纖格柵鋪設(shè)過(guò)程中，若發(fā)現(xiàn)原路面有較小的坑塘沒(méi)有予先填平，可在鋪好的格柵上將對(duì)應(yīng)坑塘的部分剪去，以便在鋪上層瀝青混合料時(shí)能完全填平坑塘。

4.2 玻纖格柵的鋪設(shè)與固定

格柵鋪設(shè)可由拖拉機(jī)或汽車(chē)改裝的專(zhuān)用設(shè)備進(jìn)行鋪設(shè)，也可人工鋪設(shè)。玻纖格柵每卷產(chǎn)品的紙筒兩端各標(biāo)有橙色和藍(lán)色標(biāo)記，在開(kāi)始鋪設(shè)之前，應(yīng)選擇膠面向下，確定上述標(biāo)記顏色各在某一端，以方便施工而不致將膠面鋪錯(cuò)。格柵鋪設(shè)時(shí)，應(yīng)保持其平整、拉緊，不得起皺，使格柵具備有效的張力，鋪完之后再用干凈的鋼輪壓路機(jī)碾壓一遍。

目前，常用的玻纖格柵有帶自粘膠和不帶自粘膠兩種。帶自粘膠的可直接在已平整的基層上鋪設(shè)，不帶自粘膠的通常采用鋼釘固定法。105國(guó)道商丘南北兩段均采用不帶自粘膠的玻纖格柵，固定所需材料為：50×50×0.3mm的固定鐵皮，要求平整不翹角，周邊宜倒角處理；3英寸鋼釘。

采用固定鋼釘法鋪設(shè)玻纖格柵時(shí)，先將一端固定鐵皮和鋼釘固定在已灑布粘層瀝青的下層結(jié)構(gòu)上，鋼釘可用錘擊或射釘射入。再將格柵縱向拉緊并分段固定，每段長(zhǎng)度為2～5m。也可按縮縫間距分段，鋼釘位置設(shè)于接縫處。要求格柵拉緊時(shí)玻纖縱橫向均處于挺直張緊狀態(tài)。

在實(shí)際施工中，有些施工單位采用灑布粘層油后直接攤鋪玻纖格柵，壓路機(jī)緊隨后碾壓，其效果較好,玻纖格柵也不易起波浪。格柵搭接為縱向搭接，搭接寬度不小于20cm，橫向搭接寬度不小于15cm，縱向搭接應(yīng)根據(jù)瀝青攤鋪方向?qū)⑶耙环糜诤笠环?。固定時(shí)不能將鋼釘釘于玻纖上，不能用錘子直接敲擊玻纖，固定后如發(fā)現(xiàn)鋼釘斷裂或鐵皮松動(dòng)，則需重新固定。玻纖格柵鋪設(shè)固定完畢后，須用膠輥壓路機(jī)適度碾壓穩(wěn)定，使格柵與原路表面粘結(jié)牢固。

4.3 鋪設(shè)路面的處理

玻纖格柵的使用效果與鋪設(shè)路面的處理情況密切相關(guān)，在鋪設(shè)前必須將路面上可能影響格柵與底層結(jié)合強(qiáng)度的物質(zhì)如油脂、油漆、封層料、水漬、污物等徹底清除干凈,使鋪設(shè)表面清潔干燥。玻纖格柵上感壓式背腹屬水溶性物質(zhì),如路面有水跡時(shí),應(yīng)待路面干燥后再進(jìn)行鋪設(shè)。鋪設(shè)格柵之前需灑粘層油,粘層油如使用乳化瀝青,需在完全破乳干燥后鋪設(shè)格柵。

結(jié)束語(yǔ)

105 國(guó)道商丘段舊水泥混凝土路面改造中采用的玻纖格柵加筋瀝青混凝土面層，從目前通車(chē)情況來(lái)看，效果較為理想，由于裂縫的發(fā)展需要一定的時(shí)間，對(duì)于玻纖格柵抑制反射裂縫的最終效果尚有待今后作長(zhǎng)期觀察。

[1] 中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范（JTG F40－2004），北京，人民交通出版社，2004.

[2] 姚祖康，道路路基路面工程[M].上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，1994.