土工布瀝青加鋪層改造舊水泥混凝土路面的研究 摘 要 介紹在舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青面層時, 應用土工布防治瀝青路面反射裂縫的關鍵 技術。 關鍵詞 土工布瀝青加鋪層防治反射裂縫 隨著高速公路建設步伐的加快,水泥混凝土 路面結構已逐步被瀝青混凝土路面所替代。舊的 水泥混凝土路面經過10多年的運行后,已不堪負 重,特別是隨著超載車輛不斷增加,路面在重交通 荷載作用下,出現大面積損壞,使其道路功能迅速 下降,直接影響了行車安全。 如何使舊的水泥混凝土路面恢復其功能,是 擺在我們面前的又一課題。通過在207國道湖北 荊門段水泥混凝土路面應用土工合成材料,在瀝 青加鋪層改造中。摸索出了一套工程造價低、施 工便捷、使用周期長、路面無反射裂縫的“白改黑” 方案,收到了較好的效果。 1主要病害形式及處理方案 1.1病害形式 (1)舊水泥混凝土路面連續或大面積損壞、 板塊破碎、路面變形。 (2)舊水泥混凝土路面局部出現斷裂、錯臺、 翻漿、唧泥。 (3)舊水泥混凝土路面基本完好,板底脫空。 1.2處理方案 (1)全部挖除水泥混凝土面板及基層,重做 結構層。連續段面或大面積損壞段,采用機械化 施工。首先挖除擬定范圍內已損壞的面板、基層 和底基層,并處理好局部軟基。然后分別做底基 層(18 cm厚的4%水泥穩定級配碎石),基層(18 cm厚的4.5%水泥穩定級配碎石),其頂面標高 與老路面一致。 (2)局部更換水泥混凝土面板,即對于零星 板的處理,采用局部更換舊水泥板的方法進行。 將水泥板挖除后檢查下承層的損壞情況,如完好, 可直接澆筑新的水泥混凝土面板。如基層損壞面 積小,考慮大型壓實機械不能工作,可用貧水泥混 凝土做基層然后再澆筑面板。 (3)板塊基本完好,但板底脫空,用壓漿方法 處理。壓漿灰漿比采用1∶1,配比為m(水泥)∶ m(粉煤灰)=1∶1.5,內摻5%膨脹劑,用混凝土 鉆孔機鉆孔,并結合實際確定灌漿孔的排列布設 與數量。該段水泥混凝土板塊面積為12 m2,路 面中板每塊板鉆3孔,呈三角形分布,板中鉆1
孔,板邊鉆2孔,孔與板邊緣間距0.75~1.0 m, 邊板在板塊中間等間距鉆2孔。鉆孔后用水沖洗 至無石屑泥土后壓漿,灌漿時灌注壓力在300~ 500 kPa之間,壓漿施工時一般由板塊沉陷量大 的地方開始,逐步由大到小、由近到遠,盡量將板 抬起到預定的高度,壓漿完畢后及時將灌縫孔堵 上并及時沖洗,以保持板表面潔凈,不留灰漿并在 壓后45 min~2 h內(以水泥漿凝固為準)用較干 灰漿將灌縫孔填補平整,并封閉交通72 h以上。 2土工布在瀝青面層的應用分析 舊水泥混凝土路面病害處治完畢,在加鋪瀝 青面層前用土工布處理好原水泥板塊縱、橫縫隙 和板塊斷裂后形成的不規則裂縫及新老路面的不 均勻沉降是本工程的關鍵。 2.1道路裂縫的成因及影響 原生裂縫常發生在基層,它們是溫縮裂縫,主 要是在溫度和車輛荷載雙重影響下傳遞到基層與 面層交接處,然后由于瀝青面層與基層局部脫離, 加上面層底面的拉應力,便在荷載作用下撓曲引 起的裂縫鄰近發生。瀝青面層次生裂縫的形成是 由原生裂縫的反射或不同環境的影響,面層撓曲 疲勞及自然老化而造成的。由于裂縫的產生破壞 了道路的整體性,導致應力集中,局部荷載增大。 在舊的水泥混凝土面板上鋪筑瀝青面層,雖可達 到整舊如新的效果,但裂縫很快會反射到面層,病 依然如故。 2.2土工布防裂、緩裂的作用 為防止、緩解裂縫反射,延長道路維修周期, 在道路基層與面層之間加鋪一層土工織物,使兩 者之間形成間層,能起到緩裂和防裂的作用。 (1)減少基層與面層的結合力。研究表明有 了間層,原兩層接觸面處的結合力明顯減小,瀝青 面層底部拉應力減小。 (2)間層為具有較大延伸性材料,基層應力 可以通過間層擴展至更寬范圍,從而緩沖裂縫處 的應力集中,使設有彈性的間層起到吸收部分拉 伸能量的作用。 (3)防滲作用。土工織物浸透瀝青,可在基 層與面層之間形成一層防水層,即使出現裂縫也 可以防止地表水滲入基層。 2.3土工布的技術指標   ①單位面積質量140 g/m2;②厚度1.95 mm;③抗拉強度,經向400 N/5 cm,緯向280 N/5 cm;④軟化點230~240℃。
2.4鋪設土工布的形式 (1)土工布縫鋪。用土工布鋪設在舊水泥混 凝土路面與新加鋪瀝青面層之間。沿舊路面縱、 橫和板塊斷裂裂縫的地方采用80 cm寬的土工布 貼縫。 (2)土工布滿鋪。用土工布全幅鋪設在新舊 路面結合處,防止新鋪筑段面與老路段面結合處 變形。 2.5鋪筑土工布方式及注意事項 (1)噴灑粘結熱瀝青一次不應過長,應保證 在噴灑粘結油后未凝固前立即鋪放土工布,并注 意將土工布單面燒毛的一面(光面)向上鋪放;縱 向及橫向搭接寬度應在10~15 cm之間,搭接部 分瀝青用量以0.4 L/m2左右為宜,土工布熱噴 瀝青宜控制在2 L/m2。 (2)土工布在鋪裝過程中折皺及轉彎折皺的 處理。土工布折皺重疊長度達2.5 cm或以上時, 必須人工剪開鋪平并灑粘結油。起皺的土工布剪 開后鋪平再灑油于土工布上,以滿足雙層土工布 均達到浸透要求并充分粘結。 (3)滿鋪土工布時,在縱、橫縫十字相交處土 工布按相疊處理。 3加鋪瀝青面層設計及工藝流程 3.1加鋪瀝青面層設計 瀝青面層設計總厚8 cm,分兩層鋪筑。下面 層用AC-20瀝青混凝土配比,厚5 cm,瀝青為重 交70號,石料為本地石灰巖二次反擊破材料,礦 粉為本地產。上面層采用AC-13I瀝青混凝土配 比,厚3 cm。 3.2瀝青加鋪層施工工藝流程 老路病害處治→老路面平整度缺陷調整→清 掃老路面→縱、橫縫瀝青灌縫→均勻噴灑粘層 油→鋪放土工布→鋪筑瀝青混凝土下面層→灑瀝 青粘層油→鋪筑瀝青混凝土上面層→開放交通。 4結語 (1)土工合成材料作為具有高強度和高延伸 率的道路專用土工布,其緩裂、防裂作用明顯,通 過2年的通車運行,該路段路面狀況良好,各項技 術指標經驗收全部達標,未出現任何病害及反射 裂縫。 (2)該方案對舊水泥混凝土路面的改造與傳 統方案比較,節省資金20%,且施工便捷、減少污 染、使用周期長。