土工布防治裂缝技术在路面养护工程中的应用（共3篇）
土工布防治裂缝技术在路面养护工程中的应用
介绍了土工布的`发展过程,研究了土工布在沥青路面养护罩面工程中的作用机理及施工注意要点,通过土工布在沥青路面养护罩面工程中的应用实例分析,证实了土工布防治裂缝技术在路面养护工程中的可行性与实用性.
作 者：张西棉 ZHANG Xi-mian 作者单位：陕西三秦路桥有限责任公司,陕西西安,710003刊 名：山西建筑英文刊名：SHANXI ARCHITECTURE年，卷(期)：200935(4)分类号：U418.6关键词：路面养护 裂缝 土工布 应用
随着我国公路建设事业的飞速发展,公路里程逐年增多,路面质量也不断提高,国省干线的养护任务日益繁重,在要求公路养护维修能及时、快速、环保、安全和保畅等高标准的同时,养护经费短缺的矛盾显得更加突出,公路养护工作面临越来越严峻的挑战。为此交通部提出的促进交通产业升级公路建养方面的总体设想是:以一系列新材料、新工艺、新设备的开发应用为手段,逐步实现工程建设养护管理的机械化,提高基础设施的质量和使用性能,以环保技术、安全技术开发为重点,逐步建立快速、畅通、便捷、高效的新型交通运输网络体系,提高我国交通运输的可持续发展能力和国际竞争力。
各地公路部门也更加重视养护新技术的推广应用,以科技创新、新技术、新工艺的发展来带动公路养护局面的根本好转。裂缝是沥青路面目前常见的一种病害,沥青路面出现网裂及裂缝必须及时进行养护,否则裂缝渗水会使路面发生更多的病害,加速缩短路面的使用寿命。为了解决沥青路面养护中的这个难题,我们探索研究用土工布对路面裂缝进行处治的新的沥青路中修技术。现对目前我国公路路面养护新技术中土工布防治裂缝在罩面工程中的应用技术作一简单介绍。
1 土工布的发展史
自土工布诞生起就被各国工程建设领域所重视,在20世纪30年代末开始批量用于工程。50年代初,美国生产出了机织土工布,并用于佛罗里达州海岸混凝土护岸的翻修工程中,用以替代常规的砂石反滤层。1958年,土工布开始向其他工程推广,加拿大在修理水库水坝时,第一次用土工布作为水泥的成型袋取得成功。60年代欧洲开始把非织造布用于铁路建设。1966年秋美国在宾夕法尼亚州利用水下土工布技术解决桥墩下基底被洪水淘刷而形成的空洞。进入70年代,应用又有所增加,到1976年已有49个国家和地区约3 500个大型土木工程项目大规模采用了土工布。迄今为止,土工布以其抗拉强度高,耐热性优良,蠕变性能优良,抗腐蚀能力强,抗气候,耐低温,耐久性能优良等特点已在全球建筑领域得到广泛应用。自20世纪70年代土工布引入我国以后,在水利、土建、交通和港口等领域得到了普遍的应用。
2 土工布作用机理及施工要求
土工布在沥青路面养护罩面工程中的作用机理为:1)由于土工布具有较大的延伸能量,使应力扩展更宽的范围,从而缓解裂缝处的应力集中,亦即弹性间层起到了吸收部分拉伸能量的作用,并承担部分水平应力,增加了地基的承载力。2)土工布导热系数低,当环境温度高于路基基层时,外部热量传递受阻于土工布,起到隔热保温作用,减缓基层与环境的温差,减小温差应力,抑制温度型裂缝产生。3)土工布浸在沥青粘层油后原渗透系数要降低约2个数量级,所形成的沥青布要比沥青混凝土具有更好的抗渗性,当它与沥青混合料面层粘结时,会使面层的拉伸强度和模量有所提高,裂缝大为减少。4)旧路面已有了裂缝,在向上新铺面层反射时会由于它的韧性及一定的蠕变性而被吸收并松弛,从而发挥它的应力阻隔作用,达到防止反射裂缝的目的。5)土工布浸透沥青后,还可形成密封防水层,能够阻止地表水渗入基层,使路面基层材料不致由于受到水的侵蚀而早期损坏。
在工程施工中应注意以下几个方面:1)土工布应具有以下技术性能:良好的耐温性;良好的沥青吸附性;良好的柔性;良好的均匀性(编织土工布经纬两向的强度比应不大于1.5;无纺土工布应大于1.2);较高的抗拉强度;具有抗刺破和抗胀破等能力;土工布的厚度以小于2.0 mm较为适宜,单位面积质量应不大于200 g/m2(测试温度20 ℃±2 ℃);土工布应耐酸、碱,具有很强的抗老化性能。2)铺设土工布应尽可能将其固定,牢固地吸附在原路面上,使之不得推移。3)施工应在雨季来临前完成。
传统的处治沥青路面表面裂缝的方法是在裂缝处灌沥青或在面层材料中掺入改性沥青,这种处治方法一方面解决不了根本问题,另一方面费用较高。土工布在罩面工程中应用,施工工艺简便,工期短,投资较少,效果明显,为了延长沥青路面使用寿命,在养护资金短缺和不能及时大修路段采用土工布碎石罩面是一种解决沥青路面老化和处治裂缝、网裂病害较为有效的措施之一。
3 土工布在沥青路面养护罩面工程中的应用实例分析
我公司2007年5月承建了S107省道K141+000～K165+800(间断)户县段同步碎石封层工程,该路段在长期使用过程中由于车辆荷载的反复作用和自然因素的不断影响,不同程度的产生裂缝(如横缝、纵缝和网裂),路面病害严重。
为保证工程质量,我们在K159+000～K160+000段选浸透沥青性能良好的聚酯长丝无纺土工布作为路面间层。该土工布单位面积质量200 g/m2,抗拉强度达到8 kN/m以上,具有良好的延伸性和抗刺破、胀破能力,可将应力扩展至更广范围,缓解裂缝处的应力集中,起到了吸收部分拉伸能量的作用。
1)沥青温度控制:改性沥青加热温度应控制在180 ℃～200 ℃之间为宜;普通沥青加热温度应控制在160 ℃～170 ℃之间为宜。
2)根据老路面状况,按照国外推荐的无纺织物沥青有效用量,使用沥青洒布车按照1.0 kg/m2～1.3 kg/m2的沥青用量喷洒。
3)土工布规格的选择:土工织物能吸收沥青形成具有防水能力的应力缓冲层。常用的土工织物为针刺无纺织物,单位面积为120 g/m2～200 g/m2。现场调查表明,单位面积质量大的土工织物,吸收裂缝尖端应力的效果较好。美国州公路与运输管理协会(AASHTO)要求最小单位面积质量为140 g/m2。如果该值过大(>200 g/m2),则土工织物与罩面沥青的粘合力会因剪应力而减小。根据美国的沥青协会罩面用土工布标准确定:相当好的路况,轻微纵向裂缝和粗糙,选用140 g/m2;一般的路况,中等纵向裂缝和粗糙,选用170 g/m2;差的路况,裂缝严重表面粗糙,选用200 g/m2。
4)土工布铺设工艺:土工布可以用人工或机器铺设,应随粘层油的喷洒而同时展开。土工布铺设时,应将烧毛粗糙的一面向上铺放。土工布起始端要用铁钉固定,对铺设不平整处,应用推杆推平,折皱大于2 cm时,应切开折皱并铺平,如遇弯道,应将弯道内侧的土工布用剪刀裁开,然后将一侧摊平,涂刷沥青,再将另外一侧叠盖搭接。纵向及横向搭接宽度为10 cm～15 cm,搭接部分应按照0.4 kg/m2的用量刷上沥青。土工布铺设时,应用20 t～26 t胶轮压路机进行碾压2遍～3遍。
5)施工后跟踪调查:加铺土工布试验段的病害对比未加铺土工布同步碎石封层路段严重;由裂缝发展情况图可知,在同步碎石封层施工前两段路裂缝发展较快。施工后,加铺土工布试验段经过半年多的时间反射裂缝只有1条,长度1.2 m;未加铺土工布段则由1条发展为2条,裂缝长度由2.3 m发展为3.7 m。显然加铺土工布试验段反射裂缝的发展要缓慢得多,而未加铺土工布段虽然在竣工初期效果较好,但裂缝很快便反射到表面。因此,就竣工半年时间的使用效果来看,土工布一定程度上减少和延缓了反射裂缝,延长了罩面使用寿命。
6)经济可行性分析:土工布试验段相对于未加铺土工布段每平方成本增加15.5元(土工布6.5元/m2+增加沥青用量1.3 kg×4.5元/kg+机械及人工费2.2元+3%间接费0.44元+3.41%税金0.51元);同步碎石封层单价13.8元/m2,合计费用成本为29.3元/m2。从试验效果来看,同步碎石封层工程中应用土工布后,至少延长养护周期三年以上,未采用土工布路段按照三年维修费25元计算,两者相比不难看出采用土工布后虽单位面积维修成本有所增加,但随着维修周期的延长,年维修成本降幅较大。
4 结语
面对公路路面养护的严峻形势,尤其对于我省公路养护工作来讲,由于地处内地省份、科技相对落后、经济发展较慢、建设资金紧缺,所以必须加大科技创新力度,开拓创新,坚持科学发展观,大力促进养护新技术、新材料、新工艺的应用,提高养护质量,降低养护成本,全面提高我省公路路面养护技术水平,达到又好又快的发展。
摘要：介绍了土工布的发展过程,研究了土工布在沥青路面养护罩面工程中的作用机理及施工注意要点,通过土工布在沥青路面养护罩面工程中的应用实例分析,证实了土工布防治裂缝技术在路面养护工程中的可行性与实用性。
关键词：路面养护,裂缝,土工布,应用
参考文献
路面检测技术在高速公路沥青路面养护应用研究
通过分析了高速公路养护设计工作的特点,针对高速公路沥青路面存在的问题,并结合江苏省高速公路沥青路面养护技术、方法,阐述了高速公路沥青路面养护设计的新理念,系统介绍了检测技术在高速公路沥青路面养护检测评价与养护设计工作中的`应用,这些检测措施对于高速公路沥青路面病害机理分析,治理范围、深度及层位的确定,养护设计中做到定性、定量以及科学的制定病害治理方案,都有十分重要的现实意义.
作 者：明图章 蔡瑾 胡光伟 作者单位：江苏省交通规划设计院有限公司,江苏,南京,210005刊 名：西部探矿工程英文刊名：WEST-CHINA EXPLORATION ENGINEERING年，卷(期)：21(4)分类号：U416关键词：沥青路面 养护 检测 设计 新理念
