馬克菲爾路面加筋網(wǎng)在公路工程“白改黑”中的應(yīng)用

瞿鴻飛

摘要 文章以九龍大道集鎮(zhèn)段工程為例，對該工程“白改黑”路面中加筋網(wǎng)的應(yīng)用措施進(jìn)行分析。介紹了該項(xiàng)目計(jì)劃使用的路面加筋網(wǎng)的特點(diǎn)，結(jié)合原本公路情況擬定改造方案，對路面加筋網(wǎng)的運(yùn)用要點(diǎn)進(jìn)行了說明。力求通過研究和探討路面加筋網(wǎng)在公路工程中的應(yīng)用，為“白改黑”改建工程提供耐久、抗裂縫、抗車轍、快速施工等方面的最佳方案。

關(guān)鍵詞 白改黑;路面加筋網(wǎng);抗裂縫;抗車轍;抗差異沉降;節(jié)能環(huán)保

中圖分類號(hào) U418.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2022）02-0099-03

0 引言

近年來，公路工程施工技術(shù)逐漸成熟，許多新材料、新工藝不斷被應(yīng)用到公路行業(yè)中，使施工速度與道路質(zhì)量得到顯著提升。水泥混凝土路面在20世紀(jì)90年代被廣泛應(yīng)用，但因交通網(wǎng)日益完善、荷載增加，導(dǎo)致路面破損情況逐年加劇，對人們出行安全構(gòu)成較大威脅。為提高路面使用性能，多采用“白改黑”的方式將水泥路面改為瀝青路面，選用瀝青路面材料，并將加筋網(wǎng)應(yīng)用其中，利用獨(dú)特網(wǎng)格形式與瀝青集料的咬合嵌擠作用形成一個(gè)高抗剪層，切斷車輛荷載剪切圓弧，降低面層彎曲變形，使路面結(jié)構(gòu)層力學(xué)性能得到改善，由剛性變?yōu)槿嵝?，延長道路使用壽命，極大地提高了路面結(jié)構(gòu)性能與人們出行的舒適度、安全度、滿意度。

1 工程概述

項(xiàng)目起點(diǎn)為九龍大道與建恒線交叉口，終點(diǎn)處于與蔣收線交叉口，全長2.887 km。九龍大道采用水泥混凝土路面，20世紀(jì)90年代初建成通車，近幾年中路面進(jìn)行了簡單的3 cm左右瀝青表面處治，經(jīng)過多年運(yùn)營，行車道路面出現(xiàn)了大量的混凝土板塊反射裂縫、基層板塊沉陷，車道混凝土板塊出現(xiàn)局部斷板、裂縫等現(xiàn)象，導(dǎo)致道路存在行車舒適度差、安全性低等問題[1]。

根據(jù)路段的自然區(qū)劃、道路等級(jí)、沿線的條件，結(jié)合區(qū)域道路路面的經(jīng)驗(yàn)，本著技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)合理、施工方便的原則，確定如下路面結(jié)構(gòu)形式：3.5 cmAC-13細(xì)粒式瀝青混合料+4.5 cmAC-16中粒式瀝青混合料+同步碎石下封層（熱瀝青）+金屬路面加筋網(wǎng)+原水泥路面混凝土板塊維修。

2 新型路面加筋網(wǎng)解決“白改黑”方案

路面加筋技術(shù)是路面改造工程采用的一種常用方法，而柔性金屬加筋網(wǎng)作為一種具有高模量、高強(qiáng)度、三維立體結(jié)構(gòu)的新型加筋材料，基于其結(jié)構(gòu)性能強(qiáng)，能夠很好地與瀝青集料嵌固咬合，利用六邊形結(jié)構(gòu)及時(shí)傳遞面層內(nèi)拉應(yīng)力、限制集料位移變形、提升路面層抗裂和抗車轍變形性能等特點(diǎn)，可以充分解決路面改造、道路拓寬工程中的反射裂縫、縱向裂縫、車轍變形等問題，在路面改造、拓寬及特殊病害處理等路面提升改造中得到越來越廣泛的應(yīng)用，有著良好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。

2.1 金屬加筋網(wǎng)加筋性能分析

金屬加筋網(wǎng)是由經(jīng)防腐處理的低碳鋼絲經(jīng)機(jī)編成六邊形雙絞合金屬網(wǎng)，并將橫向加筋棒按照一定的間距編織到網(wǎng)中，形成的一種提供雙向抗拉強(qiáng)度的金屬加筋網(wǎng)面。一般適用于高速公路、國省道、市政主干道等道路的新建及改造工程，可以有效改善路面結(jié)構(gòu)性能，提升路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，延長路面使用壽命。

作為一種新型的金屬路面加筋材料，金屬加筋網(wǎng)的最初構(gòu)思是作為可降低反射裂縫的界面層。隨著進(jìn)一步地研究發(fā)現(xiàn)，金屬加筋網(wǎng)獨(dú)特的幾何外形和低應(yīng)變下的高抗拉強(qiáng)度特性，可以顯著提高瀝青層的強(qiáng)度，延緩反射裂縫和疲勞裂縫的傳播，延長面層使用壽命;同時(shí)可以降低車輛荷載產(chǎn)生的車轍和推移效應(yīng)，減緩路面變形，保證路面的使用性能。

2.1.1 抗裂縫性能

利用雙絞合鋼絲網(wǎng)的高彈性模量與較強(qiáng)的抗拉性能，提高瀝青混凝土層的強(qiáng)度，吸引交通荷載和下部基層已存在裂縫產(chǎn)生的拉應(yīng)力，延緩反射裂縫和疲勞裂縫的傳播，從而改善路面使用狀況，提高路面的使用壽命。

2.1.2 抗車轍性能

金屬加筋網(wǎng)鋪設(shè)在瀝青混凝土面層與混凝土面板之間，利用其獨(dú)特網(wǎng)格形式與瀝青集料很好的咬合嵌擠形成一個(gè)高抗剪層，切斷車輛荷載剪切圓弧;同時(shí)限制瀝青集料的位移，降低面層彎曲變形，降低車輛荷載產(chǎn)生的車轍和推移效應(yīng)。

2.1.3 抗差異沉降性能

金屬加筋網(wǎng)鋪設(shè)在新老路基結(jié)合處，利用其獨(dú)特網(wǎng)格形式與集料很好的咬合嵌擠形成一個(gè)高抗剪層，同時(shí)限制集料的位移，抵抗差異沉降帶來的層底拉應(yīng)力，抵抗縱向裂縫，延緩縱向裂縫反射到面層。

2.2 金屬路面加筋網(wǎng)性能特點(diǎn)

金屬加筋網(wǎng)是采用低碳鋼絲編織而成的一種柔性加筋網(wǎng)面，高強(qiáng)度鋼絲與柔性結(jié)構(gòu)結(jié)合產(chǎn)生柔中帶“鋼”，“鋼”柔并濟(jì)的加筋效果，其特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下兩方面：

2.2.1 材料特性

結(jié)構(gòu)主材為低碳鋼絲，金屬材質(zhì)，具有很高的彈性模量，這使得材料在瀝青層中能起到很好的支撐骨架作用，不會(huì)形成軟弱夾層;高溫穩(wěn)定性，施工過程中瀝青的高溫不會(huì)引起材料變形;無蠕變影響，避免了傳統(tǒng)土工合成材料的蠕變變形、老化等問題，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，耐久性好。

2.2.2 結(jié)構(gòu)特性

3D開敞式結(jié)構(gòu)：三維立體結(jié)構(gòu)，具有較大的骨架空間，利于瀝青骨料與網(wǎng)孔的結(jié)合，不會(huì)出現(xiàn)空洞等現(xiàn)象;

嵌固咬合作用：橫向加筋棒與網(wǎng)面鋼絲形成封閉立體空間，瀝青集料經(jīng)過壓路機(jī)碾壓后能夠與鋼絲緊密嵌固咬合，同時(shí)鋼絲會(huì)對瀝青集料產(chǎn)生邊界收緊作用，加強(qiáng)與瀝青的結(jié)合強(qiáng)度;

高抗剪層：網(wǎng)面鋼絲與橫向加筋棒厚度在6～9 cm之間，與瀝青集料結(jié)合后，形成一個(gè)加筋高強(qiáng)度抗剪層，提高路面抗車轍和變形能力;

雙向抗拉：網(wǎng)面形式為雙絞合六邊形金屬網(wǎng)，從結(jié)構(gòu)受力考慮，六邊形結(jié)構(gòu)具有很好的雙向抗拉穩(wěn)定性，結(jié)合較粗直徑的橫向加筋棒進(jìn)一步加強(qiáng)網(wǎng)面抗拉強(qiáng)度;

易施工性：雖然結(jié)構(gòu)為金屬材質(zhì)，但經(jīng)過機(jī)器加工形成一種柔性網(wǎng)面結(jié)構(gòu)，鋪設(shè)方便，同時(shí)自重較大能夠與基層更好的貼合，輔以錨釘固定[2]。

3 路面加筋網(wǎng)優(yōu)越的路用性能

3.1 良好的層間結(jié)合能力

通過測試驗(yàn)得知采用金屬路面加筋網(wǎng)對層間結(jié)合能力下降比例在5%以下，表明路面加筋網(wǎng)與瀝青路面的層間結(jié)合能力非常好，這種能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于玻纖格柵、土工格柵等其他材料。層間結(jié)合能力依次為金屬加筋網(wǎng)>自粘式玻纖格柵>鋼塑復(fù)合土工格柵>聚酯土工布。

3.2 提高路面抗裂性能

通過測試得知采用金屬路面加筋網(wǎng)具有優(yōu)良的抵抗反射裂縫的性能，并且還具有控制裂縫的擴(kuò)張及發(fā)展傳播的能力。在提高瀝青路面抵抗開裂的能力方面，金屬路面加筋網(wǎng)都要優(yōu)于其他材料。

3.3 提高路面高溫穩(wěn)定性及抗車轍能力

通過試驗(yàn)得知采用金屬路面加筋網(wǎng)具有抵抗車轍的性能和提高高溫穩(wěn)定性的性能。在提高瀝青路面高溫穩(wěn)定性及抗車轍的能力方面，金屬路面加筋網(wǎng)都要優(yōu)于其他材料。

4 馬克菲爾路面加筋網(wǎng)技術(shù)參數(shù)

（1）路面加筋網(wǎng)是由經(jīng)防腐處理的鋼絲經(jīng)機(jī)編成六邊形雙絞合金屬網(wǎng)，并將橫向加筋棒以一定的間距編織到網(wǎng)中。

（2）路面加筋網(wǎng)規(guī)格型號(hào)、網(wǎng)孔規(guī)格、鋼絲參數(shù)表見表1。

（3）路面加筋網(wǎng)供貨單位需提供由中國國家認(rèn)證認(rèn)可監(jiān)督管理委員會(huì)認(rèn)證的檢測單位出具的網(wǎng)面抗拉強(qiáng)度檢測報(bào)告。

（4）鍍層附著性要求：鍍鋅層附著力檢驗(yàn)采用纏繞試驗(yàn)方法，并應(yīng)達(dá)到如下標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)鍍鋅鋼絲纏繞相當(dāng)于自身直徑2倍的芯軸緊密纏繞6圈時(shí)，用手指摩擦鋼絲，其鍍層不會(huì)剝落或開裂。

（5）根據(jù)EN 10223—3標(biāo)準(zhǔn)，張開的網(wǎng)格“D”是指兩個(gè)連續(xù)的絞合鋼絲軸心之間的距離。公差的確定是指兩個(gè)連續(xù)的雙絞合軸心之間的距離，取十個(gè)連續(xù)網(wǎng)格的平均值。

5 路面加筋網(wǎng)施工工藝流程

5.1 準(zhǔn)備工作

（1）對路面嚴(yán)重破損、凹陷、破碎處，應(yīng)鏟除其破碎部位，并用水泥混凝土或?yàn)r青混凝土填補(bǔ);接縫處用瀝青或改性瀝青進(jìn)行灌縫處理;如有基層病害，需將病害處理之后才能進(jìn)行面層修補(bǔ)。

（2）為保證路面加筋網(wǎng)鋪設(shè)效果，路面表面必須保證干燥清潔。

（3）測量放線工作。進(jìn)行放樣或放線工作，確定網(wǎng)面鋪設(shè)位置。

（4）施工現(xiàn)場管理。為保證施工質(zhì)量，應(yīng)對施工路段采取合適的圍擋措施進(jìn)行封閉，做好交通疏導(dǎo)工作，防止外來車輛進(jìn)入施工區(qū)域。

5.2 網(wǎng)面鋪設(shè)

（1）路面加筋網(wǎng)運(yùn)送到場后應(yīng)采用機(jī)械吊裝，輕起輕放，禁止人工卸載，做好材料保護(hù)，防止由于人工隨地丟擲或車輛碾壓等對網(wǎng)面產(chǎn)生破壞。

（2）路面加筋網(wǎng)在鋪設(shè)的時(shí)候需要搭接：網(wǎng)面應(yīng)該完全展開，并人工調(diào)整至正確的位置?？v橫向搭接滿足設(shè)計(jì)要求。

（3）網(wǎng)面的搭接部位要盡量與攤鋪機(jī)行進(jìn)軌跡錯(cuò)開，瀝青面層的接縫應(yīng)該與網(wǎng)面搭接位置錯(cuò)開。

5.3 網(wǎng)面固定

用帶螺紋的特制拉拔釘將網(wǎng)面固定在現(xiàn)有路面上。網(wǎng)面固定端、急彎段、攤鋪機(jī)輪跡帶等位置適當(dāng)加密（使用封層情況下釘子密度可以適當(dāng)降低）保證網(wǎng)片緊貼路面。

5.4 同步碎石封層施工（應(yīng)力吸收層）

（1）應(yīng)力吸收層施工之前，應(yīng)對路面加筋網(wǎng)進(jìn)行檢查，出現(xiàn)翹曲、不平整等現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行加固;路面不能存積水分，應(yīng)等水分蒸發(fā)表面完全干燥后方可施工。

（2）采用瀝青灑布車均勻噴灑，瀝青灑布量要嚴(yán)格控制，不宜多也不宜少。瀝青縱向銜接與已灑布部分重疊10 cm左右。

（3）施工過程中，必須保證碎石能鋪滿。

（4）用輪胎壓路機(jī)碾壓一遍，使碎石定位;施工中為了確保碾壓的溫度，要求膠輪緊隨碎石撒布車后面碾壓，距離不能超過5 m。

5.5 瀝青混合料的攤鋪

（1）在網(wǎng)面上，嚴(yán)禁攤鋪機(jī)推著瀝青運(yùn)料車移動(dòng)，運(yùn)輸車或者將料卸在攤鋪機(jī)上而后駛離或者依靠車輛動(dòng)力行駛在攤鋪機(jī)前面。

（2）嚴(yán)禁運(yùn)輸車的駕駛員在網(wǎng)面上急轉(zhuǎn)彎、急?；蛘呒弊?，避免導(dǎo)致網(wǎng)面產(chǎn)生褶皺或者起伏。

5.6 控制要點(diǎn)

（1）方向一致：根據(jù)施工計(jì)劃及機(jī)械配置需求，確保網(wǎng)面鋪設(shè)方向，膠輪壓路機(jī)碾壓方向、應(yīng)力吸收層攤鋪方向、瀝青攤鋪機(jī)攤鋪方向必須一致。

（2）瀝青混凝土攤鋪之前，禁止任何履帶式機(jī)械直接作用在路面加筋網(wǎng)上，禁止外來車輛駛?cè)搿?/p>

（3）路面加筋網(wǎng)鋪設(shè)過程中及鋪設(shè)完成后，禁止施工車輛（運(yùn)料車、攤鋪機(jī)、鋼輪壓路機(jī)等設(shè)備）在網(wǎng)面上急剎、急停、轉(zhuǎn)彎、加速等破壞性動(dòng)作。

6 結(jié)論

在九龍大道集鎮(zhèn)段成功應(yīng)用的基礎(chǔ)上，通過分析瀝青路面雙絞合鋼絲網(wǎng)加筋技術(shù)，得到以下結(jié)論：

（1）采用路面加筋網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性好，采用傳統(tǒng)方法：鑿除老舊混凝土路面、攤鋪水穩(wěn)基層、下封層、加鋪瀝青需1 168萬元。采用柔性路面加筋技術(shù)處理，則用了701萬元。既避免了大開大挖，又利用原有老舊混凝土路面修補(bǔ)后作為基層使用，該方案既節(jié)能又環(huán)保，還節(jié)省了467萬元，比傳統(tǒng)方法造價(jià)節(jié)省了40%。

（2）利用雙絞合鋼絲網(wǎng)的抗拉強(qiáng)度高、整體性好及其與路面材料的嵌鎖能力強(qiáng)等特點(diǎn)，使加筋后的瀝青路面具有優(yōu)良的抗裂、抗差異沉降和抗車轍性能及良好的耐疲勞性能與經(jīng)濟(jì)性。

（3）該技術(shù)施工工藝簡單、易于操作，解決了其他工藝存在的各種弊端，其施工關(guān)鍵在于雙絞合鋼絲網(wǎng)的搭接、張拉與固定。用傳統(tǒng)工藝方法需3個(gè)月的工期，采用柔性路面加筋網(wǎng)技術(shù)只用1.5月的工期，工期整整縮短了1.5月。

（4）工程實(shí)際應(yīng)用表明：瀝青路面雙絞合鋼絲網(wǎng)加筋技術(shù)的使用效果明顯優(yōu)于常規(guī)的玻纖格柵、土工布和應(yīng)力吸收層等的使用性能，并可適當(dāng)減薄瀝青加鋪層的厚度，具有優(yōu)良的性價(jià)比。

因此，瀝青路面雙絞合鋼絲網(wǎng)加筋技術(shù)可廣泛應(yīng)用于“白改黑”項(xiàng)目的改擴(kuò)建中，從而提高瀝青路面的使用性能，延長使用壽命，降低養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用。

參考文獻(xiàn)

[1]趙鼎.白改黑在公路改造中的應(yīng)用研究[J].山西建筑，2018（20）：142-144.

[2]黨芳婷.橡膠瀝青在城市道路白改黑工程中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2019（11）：1-4.