论文部分内容阅读
摘要：土工布作为一种新材料应用在旧沥青混凝土路面加铺层上，能有效防治原沥青混凝土路面的反射裂缝，并能够延长沥青混凝土路面的使用寿命，实践证明这是一项较为简单、快捷、有效且具有良好经济效益的的技术。
关键词：土工布 沥青路面加铺层 反射裂缝
随着城市规模的不断扩大，城市中机动车辆的激增，城市道路往往提前到达养护维修的日期，达不到修建时的设计使用年限，尤其是路面面层，发生裂缝、开裂、局部破损，另外由于交通压力的增大许多城市道路需要拓宽等等都需要对道路进行综合整治，因道路基层部分仍能够正常使用，为降低造价，节约投资，往往采取在原有路面做沥青加铺层的方案。由于原有道路因路面有裂缝，如果做沥青加铺层（罩面）厚度需达到10厘米以上才能够起到防止反射裂缝的作用，但是这样一来，会使工程建设投资增大，为降低造价、提高防治反射裂缝的效果，在沥青加铺层使用土工布。
山东省德州市新湖北路（东方红—三八路）段2001年综合改造决定对原道路进行加宽，然后对道路做沥青加铺层。道路加宽部分采用穿靴处理，施工方案道路结构为二灰碎石基层（旧沥青路面面层）+沥青粘层油+土工布+4-5 cm细粒式沥青混凝土面层，土工布铺设在加宽部分二灰碎石与原沥青路面的裂缝处，主要为防治反射裂缝，施工完毕后经过近十年的道路行车，加宽处路面没有出现大的纵向裂缝，效果显著。
1沥青混凝土加铺层开裂原因分析
沥青混凝土加铺层开裂，主要是由于旧路面竖向及水平位移产生的反射裂缝。竖向位移主要是由于行车荷载作用引起的，水平位移主要是由于旧路面水平向温缩和热胀引起的。由于旧路面存在裂缝或接缝，车辆通过时对道路产生垂直方向的荷载，因此在裂缝或接缝的两侧会产生垂直方向的相对位移，使沥青混凝土加铺层在裂缝或接缝处出现最大的弯拉应力，并在附近形成最大的剪应力，并受到气温周期性变化的影响，沥青混凝土加铺层和旧路面都会膨胀、收缩，产生水平位移，形成温度应力。由于旧路面的应力在裂缝或接缝处不连续，因此沥青混凝土加铺层同时承受它本身以及旧路面所产生的温度应力，特别是在冬季气温较低时，沥青混凝土加铺层会因为与裂缝或接缝对应处的拉应力过大而开裂，形成所谓的温度型反射裂缝。研究发现，温度变化引起的水平位移是产生反射裂缝的重要因素。在温度、湿度及荷载应力的综合作用下，裂缝或接缝不断向上开展，最后反射到沥青混凝土面层表面。周而复始，沥青路面加铺层的整体性将不可避免地遭到破坏，较大的反射裂缝会导致雨水渗人，从而引起沥青罩面层新的病害，影响到加铺层甚至基层的使用寿命。
如何有效的减缓反射裂缝，国内外学者和业内人士进行了长期的研究和试验。开始是采用的是加铺一层沥青碎石连接层的办法，根据试验，当该连接层厚度达到6cm以上时，抗反射裂缝效果才随厚度增加而提高，但是这种方法成本较高，因此不适合大规模推广应用。近几年随着土工材料的发明和应用，使用专用土工布是目前减缓沥青混凝土加铺层反射裂缝有效的、价格适宜的方法。
2土工布技术性能分析
土工布是一种新型建筑材料，原料是涤纶、晴纶、锦纶等高分子聚合物的合成纤维。按照制造方法分为：有纺土工布和无纺土工布两种类型。一般工程主要是使用的无纺土工布。
土工布具有防渗、反滤、排水、隔离、加固、防护、密封等多种功能，它与常规的砌石及砼材料防渗效果相比，具有投资低，施工工艺简单，工期短，防渗效果好的特点。
用于防治沥青反射裂缝的土工布应该具有良好的耐温性、沥青胶油吸附能力、柔性、均匀性和一定的强度、耐酸碱能力、抗老化性和厚度。
3土工布防治反射裂缝的作用机理分析
⑴土工布能够减小加铺层与旧路面层之间的结合力。经研究，中间有了加层，加设土工布后，原来二层界面处的结合力明显减少，由此使沥青混凝土加铺层最大拉应变减小。
⑵土工布具有较大的强度和延伸性，能够将旧路面反射裂縫的应力通过土工布由垂直方向转化为水平方向且使应力扩展至更宽的范围，从而缓解了裂缝处的应力集中，增强了沥青混凝土面层整体的抗拉强度。
⑶土工布夹层材料可减缓旧路面的温降，减小旧路面受温度的影响而产生的板位移量。
4沥青混凝土加铺层施工工艺
用土工布和沥青混凝土面层对旧沥青路面和旧水泥混凝土路面裂缝进行防治，首先要对旧路外观进行评定和弯沉值进行测定，进而确定旧路处理和新料加铺方案。对开裂和破损严重的地段，应当采用适当的办法进行修补。
施工基本流程为：旧路面清洁与整平，土工合成材料张拉，搭接与固定，洒布粘层油，按设计或规范规定铺筑新沥青混凝土面层。
为防止新建道路的半刚性基层养护期的收缩开裂，应将土工布置于半刚性基层与下封层之间，以防止裂缝反射到沥青面层上。
⑴清理旧路面。用人工清扫或用水清洗旧路面，保证路面无污染，杂物清除干净，经验证明采用大功率吹风机清扫灰尘效果明显。
⑵裂缝或接缝处理。用吹风机清除接缝内灰尘和杂物；裂缝或接缝采用沥青嵌缝胶填塞，若裂缝较大则采用沥青砂填塞。
⑶喷洒热沥青粘层。粘层油的用量将直接影响土工布防治反射裂缝的能力，因此应该严格控制粘层油的用量。采用热石油沥青进行均匀喷洒，一般采用洒布机喷洒，粘层油喷洒较均匀，喷洒量1.5kg/m2；喷洒沥青的横向范围要比土工布宽10cm左右。
⑷铺设土工布。喷洒热沥青粘层后应及时铺设土工布，土工布横向搭接宽度为8～10cm，并根据摊铺方向，将后一幅端部压在前一幅的末端之下；纵向搭接宽度为4～5cm。纵向搭接和横向搭接处可采用砂袋或固定器固定，也可采用粘层油固定。道路加宽处要求缝隙两侧不下于50cm。铺设完毕的土工布要求平整无折皱，铺设完毕后应采用轻型碾压工具进行碾压，使土工布与沥青粘层完全粘合。
⑸沥青混凝土加铺层的摊铺和碾压执行沥青混凝土面层摊铺和碾压的相关规范。
⑹土工布在运输和铺设过程中应当注意防治土工布的污染和损坏。如土工布在铺设过程中发生严重污染或损坏，必须采取措施进行修补。为防止土工布遭到污染或损坏，建议边铺边开，即铺一卷开一卷。
5结束语
在进行旧路面加铺沥青混凝土面层的施工中加入土工布，可以有效防治旧路面反射裂缝，并能够降低沥青混凝土加铺层的厚度，从而降低工程造价，减少投资，具有一定的经济价值，通过我单位施工的案例可以肯定土工布在这两方面的作用，应当加以深入研究和推广。
关键词：土工布 沥青路面加铺层 反射裂缝
随着城市规模的不断扩大，城市中机动车辆的激增，城市道路往往提前到达养护维修的日期，达不到修建时的设计使用年限，尤其是路面面层，发生裂缝、开裂、局部破损，另外由于交通压力的增大许多城市道路需要拓宽等等都需要对道路进行综合整治，因道路基层部分仍能够正常使用，为降低造价，节约投资，往往采取在原有路面做沥青加铺层的方案。由于原有道路因路面有裂缝，如果做沥青加铺层（罩面）厚度需达到10厘米以上才能够起到防止反射裂缝的作用，但是这样一来，会使工程建设投资增大，为降低造价、提高防治反射裂缝的效果，在沥青加铺层使用土工布。
山东省德州市新湖北路（东方红—三八路）段2001年综合改造决定对原道路进行加宽，然后对道路做沥青加铺层。道路加宽部分采用穿靴处理，施工方案道路结构为二灰碎石基层（旧沥青路面面层）+沥青粘层油+土工布+4-5 cm细粒式沥青混凝土面层，土工布铺设在加宽部分二灰碎石与原沥青路面的裂缝处，主要为防治反射裂缝，施工完毕后经过近十年的道路行车，加宽处路面没有出现大的纵向裂缝，效果显著。
1沥青混凝土加铺层开裂原因分析
沥青混凝土加铺层开裂，主要是由于旧路面竖向及水平位移产生的反射裂缝。竖向位移主要是由于行车荷载作用引起的，水平位移主要是由于旧路面水平向温缩和热胀引起的。由于旧路面存在裂缝或接缝，车辆通过时对道路产生垂直方向的荷载，因此在裂缝或接缝的两侧会产生垂直方向的相对位移，使沥青混凝土加铺层在裂缝或接缝处出现最大的弯拉应力，并在附近形成最大的剪应力，并受到气温周期性变化的影响，沥青混凝土加铺层和旧路面都会膨胀、收缩，产生水平位移，形成温度应力。由于旧路面的应力在裂缝或接缝处不连续，因此沥青混凝土加铺层同时承受它本身以及旧路面所产生的温度应力，特别是在冬季气温较低时，沥青混凝土加铺层会因为与裂缝或接缝对应处的拉应力过大而开裂，形成所谓的温度型反射裂缝。研究发现，温度变化引起的水平位移是产生反射裂缝的重要因素。在温度、湿度及荷载应力的综合作用下，裂缝或接缝不断向上开展，最后反射到沥青混凝土面层表面。周而复始，沥青路面加铺层的整体性将不可避免地遭到破坏，较大的反射裂缝会导致雨水渗人，从而引起沥青罩面层新的病害，影响到加铺层甚至基层的使用寿命。
如何有效的减缓反射裂缝，国内外学者和业内人士进行了长期的研究和试验。开始是采用的是加铺一层沥青碎石连接层的办法，根据试验，当该连接层厚度达到6cm以上时，抗反射裂缝效果才随厚度增加而提高，但是这种方法成本较高，因此不适合大规模推广应用。近几年随着土工材料的发明和应用，使用专用土工布是目前减缓沥青混凝土加铺层反射裂缝有效的、价格适宜的方法。
2土工布技术性能分析
土工布是一种新型建筑材料，原料是涤纶、晴纶、锦纶等高分子聚合物的合成纤维。按照制造方法分为：有纺土工布和无纺土工布两种类型。一般工程主要是使用的无纺土工布。
土工布具有防渗、反滤、排水、隔离、加固、防护、密封等多种功能，它与常规的砌石及砼材料防渗效果相比，具有投资低，施工工艺简单，工期短，防渗效果好的特点。
用于防治沥青反射裂缝的土工布应该具有良好的耐温性、沥青胶油吸附能力、柔性、均匀性和一定的强度、耐酸碱能力、抗老化性和厚度。
3土工布防治反射裂缝的作用机理分析
⑴土工布能够减小加铺层与旧路面层之间的结合力。经研究，中间有了加层，加设土工布后，原来二层界面处的结合力明显减少，由此使沥青混凝土加铺层最大拉应变减小。
⑵土工布具有较大的强度和延伸性，能够将旧路面反射裂縫的应力通过土工布由垂直方向转化为水平方向且使应力扩展至更宽的范围，从而缓解了裂缝处的应力集中，增强了沥青混凝土面层整体的抗拉强度。
⑶土工布夹层材料可减缓旧路面的温降，减小旧路面受温度的影响而产生的板位移量。
4沥青混凝土加铺层施工工艺
用土工布和沥青混凝土面层对旧沥青路面和旧水泥混凝土路面裂缝进行防治，首先要对旧路外观进行评定和弯沉值进行测定，进而确定旧路处理和新料加铺方案。对开裂和破损严重的地段，应当采用适当的办法进行修补。
施工基本流程为：旧路面清洁与整平，土工合成材料张拉，搭接与固定，洒布粘层油，按设计或规范规定铺筑新沥青混凝土面层。
为防止新建道路的半刚性基层养护期的收缩开裂，应将土工布置于半刚性基层与下封层之间，以防止裂缝反射到沥青面层上。
⑴清理旧路面。用人工清扫或用水清洗旧路面，保证路面无污染，杂物清除干净，经验证明采用大功率吹风机清扫灰尘效果明显。
⑵裂缝或接缝处理。用吹风机清除接缝内灰尘和杂物；裂缝或接缝采用沥青嵌缝胶填塞，若裂缝较大则采用沥青砂填塞。
⑶喷洒热沥青粘层。粘层油的用量将直接影响土工布防治反射裂缝的能力，因此应该严格控制粘层油的用量。采用热石油沥青进行均匀喷洒，一般采用洒布机喷洒，粘层油喷洒较均匀，喷洒量1.5kg/m2；喷洒沥青的横向范围要比土工布宽10cm左右。
⑷铺设土工布。喷洒热沥青粘层后应及时铺设土工布，土工布横向搭接宽度为8～10cm，并根据摊铺方向，将后一幅端部压在前一幅的末端之下；纵向搭接宽度为4～5cm。纵向搭接和横向搭接处可采用砂袋或固定器固定，也可采用粘层油固定。道路加宽处要求缝隙两侧不下于50cm。铺设完毕的土工布要求平整无折皱，铺设完毕后应采用轻型碾压工具进行碾压，使土工布与沥青粘层完全粘合。
⑸沥青混凝土加铺层的摊铺和碾压执行沥青混凝土面层摊铺和碾压的相关规范。
⑹土工布在运输和铺设过程中应当注意防治土工布的污染和损坏。如土工布在铺设过程中发生严重污染或损坏，必须采取措施进行修补。为防止土工布遭到污染或损坏，建议边铺边开，即铺一卷开一卷。
5结束语
在进行旧路面加铺沥青混凝土面层的施工中加入土工布，可以有效防治旧路面反射裂缝，并能够降低沥青混凝土加铺层的厚度，从而降低工程造价，减少投资，具有一定的经济价值，通过我单位施工的案例可以肯定土工布在这两方面的作用，应当加以深入研究和推广。