一:引言
瀝青路面是以道路石油瀝青、煤瀝青、乳化瀝青、各種改性瀝青等為結(jié)合料,粘結(jié)各種礦料而修筑的公路路面結(jié)構(gòu)。瀝青路面具有造價相對較低、行車舒適、低噪音、易維修等優(yōu)點,近年來已經(jīng)在新疆地區(qū)被廣泛應用于公路、城市道路和機場道路等基礎設施的建設之中。然而新疆高等級公路經(jīng)過十余年的運營,瀝青路面最均出現(xiàn)不同程度的裂縫和病害,因此必須進行及時進行修補,否則裂縫滲水就會使路面病害擴大化,減少路面的使用壽命。傳統(tǒng)瀝青路面病害一般采用石油瀝青或者改性乳化瀝青對路面裂縫處進行灌封處理技術,但是由于新疆地區(qū)晝夜溫差大等特點,極易導致道路表層和基層問隨著溫度而收縮進而致使裂縫繼續(xù)開裂,這不但影響了維修效果而且增加了道路維護成本。因此,經(jīng)過長時間的實驗和研究,我們發(fā)現(xiàn)在瀝青公路大修過程中可以運用土工布來防止裂縫出現(xiàn)的措施。以下本文講就土工布在防治反射裂縫中的作用、土工布的技術性能、土工布加固瀝青混合料技術性能、施工質(zhì)量控制、及應用情況及經(jīng)濟效益分析等六方面進行綜合分析。
二:土工布在防治反射裂縫中的作用
在利用土工布處理路面裂縫時,一般要求應用于路面裂縫防治的土工織物要強度高,延伸率小,同時要求土工織物耐17O℃以上的高溫。因此,我們在設計應用中對土工布的規(guī)格加以嚴格的控制,選用了壓縮性小,化學和生物作用穩(wěn)定,浸透瀝青性能良好的聚酯長絲無紡土工布,規(guī)格為200g/m。該土工布具有良好的延伸性和抗刺破、脹破能力,可使應力擴展至更寬范圍,從而緩沖裂縫處的應力集中。在道路新、舊面層之間加上一層土工織物,使新、舊面層之間形成間層,可減少新、舊面層的結(jié)合力,防止在臨界區(qū)由于高剪應力促成新路面的滑動。另外,土工織物浸透瀝青,可在基層與面層之間形成一層防水層,即使面層出現(xiàn)裂縫,也能防止地表水滲入基層,保證路基處于干燥狀態(tài)。
三:土工布的技術性能
目前土工材料種類繁多,且新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn),使用范圍日益廣泛,作者在實踐中體會到,在使用各種土工材料時,一方面要吃準土工材料的技術指標與功能范圍,另一方面要重視應用條件,為此,在材料到達工地時,要進行必要的抽樣檢驗,確認土工材料的各項技術性能是否符合要求,以避免出現(xiàn)工程質(zhì)量事故和不必要的經(jīng)濟損失;在條件許可的地方,進行一些工程中土工材料的實測,以便積累經(jīng)驗數(shù)據(jù),為今后經(jīng)濟合理地應用土工合成材料創(chuàng)造有利的條件。經(jīng)實驗表明,瀝青道路裂縫維修適合使用聚酯長絲土工布。
1、聚酯長絲土工布性能特點
聚酯長絲土工布是采用聚酯辦法經(jīng)紡絲針刺固結(jié)直接制成,它是巖土工程和土木工程中應用的一種土工合成材料,是通過聚酯長絲成網(wǎng)和固結(jié)的方法制成,其纖維排列成三維結(jié)構(gòu)。除了具有良好的力學性能外,還具有良好的縱橫向排水性能和良好的延伸性能及較高的耐生物、耐酸堿、耐老化等化學穩(wěn)定性能。同時,還具有較寬的孔徑范圍、曲折的孔隙分布、優(yōu)良的滲透性能和過濾性能。
2、聚酯長絲土工布的性能指標
(Polyester filament geotextile Type)聚酯長絲無紡土工布,規(guī)格為200g/m"其特性為:(1)由聚酯制造,能承受230℃的高溫而不發(fā)生明顯的收縮。
(2)采用針刺長絲無紡工藝,具有高強度和高延伸度的性能。
(3)厚度適中,浸漬瀝青能力強,與枯層油結(jié)合形成一個理想的隔離層,具有良好的防水和保溫作用。(4)具有防紫外線、耐凍融性、耐化學試劑性等。且其具有的單面燒毛工藝,施工時不會卷起,從而方便施工。
四:防裂土工布對于瀝青路面的修補的防裂機理
防裂土工布對于瀝青路面的修補工程具有很大的幫助,其防裂機理主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
第一,防裂土工布的延伸能力比較強,可以使半剛性反彈應力分散,從而有效地分解了裂縫處集中的應力。簡單來說就是防裂土工布吸收了部分應力能量,同時也承擔了一部分水平方向上的應力,從而有效地避免了瀝青路面的開裂。尤其對于那些將要延伸的反射裂縫,土工布可以充分利用其韌性來阻隔這種應力作用,進而減少反射裂縫的產(chǎn)生。
第二,防裂土工布的導熱系數(shù)比較低,當外界環(huán)境的溫度超過道路基層的溫度時,防裂土工布就會阻斷二者之間的熱量傳遞。由此可見,防裂土工布起到了有效的隔熱、保溫效果,通過減緩外部環(huán)境與基層之間的溫差,來減小瀝青路面的溫差應力,從而降低了溫度型裂縫的產(chǎn)生幾率。
第三,防裂土工布在浸透瀝青油之后,就會緊緊地貼在其上面,這樣一來滲透系數(shù)就會降低兩個數(shù)量等級。由土工布與瀝青粘合在一起形成的瀝青布,要比我們平時所用的瀝青混凝土抗?jié)B性還要好。它不但可以使瀝青路面的拉伸強度大大提升、減少裂縫,而且還能形成一道密封的防水層,從而對路面的基層材料起到很好的保護作用(不會使其用水分的侵蝕而過早的損壞)。
五:施工質(zhì)量控制
1、土工布的施工工藝要求
采用土工布作為舊瀝青路面加設瀝青面層的夾層材料是防治路面反射裂縫的一種有效措施。但不恰當?shù)氖┕?br>
方法對瀝青罩面層會產(chǎn)生不良的效應,為了避免這種不良的效應,結(jié)合已使用的防反射裂縫土工布的路面特性及對施工方法進行的跟蹤觀測我們總結(jié)出的施工工藝如下:
清潔與整平舊路面→修補舊路面裂縫及接縫→鋪撒瀝青粘層油→鋪設土工織物→鋪設瀝青面層→碾壓。2、施工過程質(zhì)量控制
(1)施工前的準備
在利用土工布對開裂的瀝青路面進行修補前,應先做好以下準備工作一般而言,修補工期應當安排在上半年,在雨季來臨前竣工,因此最佳的施工期應是5月上旬到6月中旬,這段時間氣溫不低于10℃,有利于土工布材料成型;要對原路面出現(xiàn)的坑槽、裂縫等病害按規(guī)范要求先行處治;工作人員的素質(zhì)和技能一定要有保證,必要時可進行專業(yè)培訓;同時還要先對瀝青鋪設機械設備、碾壓機械設備以及其他工具進行嚴格的檢修,確保設備的齊全和良好性能。
(2)具體施工過程
在做好各項施工前的準備后,就開始具體的修補施工。該過程的質(zhì)量直接決定著對瀝青路面裂縫的修補效果,因此應當保證各個環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量。具體主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
1、放樣、開挖瀝青面層、清掃基層
(1)放樣把需要修補的瀝青路面按矩形劃出輪廓線,為保證槽壁垂直。采用切縫機切割再用挖掘機開挖瀝青面層。
2將基層上尖銳、突兀的部位予以鏟平,對基層嚴重破損、凹陷、破碎處鏟除,鏟除破碎部位后用水泥砂漿填補(如果挖除的厚度大于15cm以上采用半剛性水泥穩(wěn)定碎石基層填補)。
(8)保養(yǎng)期到后清除基層上的塵土、松散顆粒及雜物,表面保持干燥。2、灑布透層油、鋪土工布、噴灑粘層油
(1)灑布熱瀝青透層油,用量約為0.8~~1.2kg/m,噴灑要均勻。
(2)瀝青溫度與用量的控制。一般而言,瀝青出料時的溫度應當保持在160至17O攝氏度之間,灑在土工布上的溫度也不能低于140攝氏度,并且要設專人控制該項指標;噴灑瀝青時一定要保持均勻、修補邊緣到位順直。如果需要使用噴槍進行人工噴灑,則必須遵循從修補中心向兩側(cè)呈橢圓形的原則進行,以便于舒展壓平纖維布的接縫,從而減少皺褶。
(⑶)鋪設土工布,先將一端用固定器固定,然后用人力或機械拉緊,張拉伸長率宜為1.0%~1.5%,并用固定器固定另一端。土工布橫向搭接4cm ~5cm,并根據(jù)攤鋪方向,將后一端壓在前一端之下,縱向搭接4cm ~ 5cm,橫向搭接采用固定器固定,縱向直接用粘層油固定。
(4)灑布熱瀝青粘層油。用量約為0.4~0.6kg/m2,注意灑布均勻。3、施工瀝青面層
瀝青面層施工方法與普通瀝青路面面層施工方法一致,但注意施工車輛不得在土工布上急轉(zhuǎn)彎,在攤鋪時如出現(xiàn)瀝青混凝土攤鋪機機輪打滑的現(xiàn)象。在粘層油表面撒石屑,石屑用量為3m/1000m~ 5m3/1000m。
通過以上施工過程,基本上就完成了對瀝青路面裂縫的修補工程,最后需要做的就是對修補處的初期養(yǎng)護。利用土工布修補瀝青路面的裂縫后,初期養(yǎng)護是保證工程質(zhì)量的關鍵。在修補后的初期,應對過往車輛加強控制,在最初的兩個星期內(nèi),決不允許車輛全速通過,以免再對剛修補的位置造成結(jié)構(gòu)性傷害。
六:應用情況及經(jīng)濟效益分析
隨著土工布生產(chǎn)工藝的改進,土工布應用范圍不斷擴大。這其中包括在道路兩旁巖土美化工程中的應用、屋頂花園建設中的應用以甚至是港口工程中的應用等。土工布使用范圍的愈發(fā)廣泛說明其具有耐久性好、使用成本低等多方面的優(yōu)勢。
新疆部分地區(qū)地區(qū)春、夏季節(jié)風多且風沙大、晝夜溫差大、地下水位高、易產(chǎn)生鹽漲。這對土方填方路基的侵蝕非常嚴重,因此道路裂縫、病害時有發(fā)生。
因此,我們非常有必要尋找一種耐久性強、維護成本低廉的道路裂縫維修方式。
近些年來,浙江、江蘇地區(qū)在道路整修過程中廣泛使用土工布工藝,取得了不錯的效果,綜合他們的經(jīng)驗并結(jié)合新疆地區(qū)的實際情況,選擇技術指標適合新疆地區(qū)氣候特點的土工布在高等級公路大修中使用,相信可以獲得良好的使用效果和經(jīng)濟效益。
七:總結(jié)
公路運輸是我國中短途運輸?shù)闹髁?,隨著經(jīng)濟的發(fā)展,運輸量日益增加,瀝青路面病害也頻頻發(fā)生,加之新疆地區(qū)特殊的地理、氣候環(huán)境和經(jīng)濟條件的制約,公路整修形勢嚴峻。如何有效地防治路面反射裂縫成為當下公路養(yǎng)護普遍關注的問題,土工布以其獨特的耐久性和合理的使用成本,相信在未來瀝青路面的維修中使用范圍會越來越廣泛。但是我們也應當注意其產(chǎn)品的使用特點和使用工藝要點等,以確保維修質(zhì)量。本文僅是筆者日常工作中的經(jīng)驗之談,希望給大家一些參考,如有不足之處也希望大家予以指正。
作者:王盟