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(yīng)用土工布防治瀝青路面反射裂縫的關(guān)鍵 技術(shù)。 關(guān)鍵詞 土工布瀝青加鋪層防治反射裂縫 隨著高速公路建設(shè)步伐的加快,水泥混凝土 路面結(jié)構(gòu)已逐步被瀝青混凝土路面所替代。舊的 水泥混凝土路面經(jīng)過10多年的運(yùn)行后,已不堪負(fù) 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(xiàn)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(fù)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(yīng)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(jià)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(xù)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(xiàn)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(jié)構(gòu)層。連續(xù)段面或大面積損壞段,采用機(jī)械化 施工。首先挖除擬定范圍內(nèi)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(wěn)定級配碎石),基層(18 cm厚的4.5%水泥穩(wěn)定級配碎石),其頂面標(biāo)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(jìn)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(shí)機(jī)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(nèi)摻5%膨脹劑,用混凝土 鉆孔機(jī)鉆孔,并結(jié)合實(shí)際確定灌漿孔的排列布設(shè) 與數(shù)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(yuǎn),盡量將板 抬起到預(yù)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(nèi)(以水泥漿凝固為準(zhǔn))用較干 灰漿將灌縫孔填補(bǔ)平整,并封閉交通72 h以上。 2土工布在瀝青面層的應(yīng)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(guī)則裂縫及新老路面的不 均勻沉降是本工程的關(guān)鍵。 2.1道路裂縫的成因及影響 原生裂縫常發(fā)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(yīng)力,便在荷載作用下?lián)锨?起的裂縫鄰近發(fā)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(huán)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(chǎn)生破壞 了道路的整體性,導(dǎo)致應(yīng)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(dá) 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(jié)合力。研究表明有 了間層,原兩層接觸面處的結(jié)合力明顯減小,瀝青 面層底部拉應(yīng)力減小。 (2)間層為具有較大延伸性材料,基層應(yīng)力 可以通過間層擴(kuò)展至更寬范圍,從而緩沖裂縫處 的應(yīng)力集中,使設(shè)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(xiàn)裂縫也 可以防止地表水滲入基層。 2.3土工布的技術(shù)指標(biāo)   ①單位面積質(zhì)量140 g/m2;②厚度1.95 mm;③抗拉強(qiáng)度,經(jīng)向400 N/5 cm,緯向280 N/5 cm;④軟化點(diǎn)230~240℃。
2.4鋪設(shè)土工布的形式 (1)土工布縫鋪。用土工布鋪設(shè)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(shè)在新舊 路面結(jié)合處,防止新鋪筑段面與老路段面結(jié)合處 變形。 2.5鋪筑土工布方式及注意事項(xiàng) (1)噴灑粘結(jié)熱瀝青一次不應(yīng)過長,應(yīng)保證 在噴灑粘結(jié)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(yīng)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(zhuǎn)彎折皺的 處理。土工布折皺重疊長度達(dá)2.5 cm或以上時, 必須人工剪開鋪平并灑粘結(jié)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(dá)到浸透要求并充分粘結(jié)。 (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(shè)計(jì)及工藝流程 3.1加鋪瀝青面層設(shè)計(jì) 瀝青面層設(shè)計(jì)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?guī)r二次反擊破材料,礦 粉為本地產(chǎn)。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(diào)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(jié)語 (1)土工合成材料作為具有高強(qiáng)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(yùn)行,該路段路面狀況良好,各項(xiàng)技 術(shù)指標(biāo)經(jīng)驗(yàn)收全部達(dá)標(biāo),未出現(xiàn)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(tǒng)方案比較,節(jié)省資金20%,且施工便捷、減少污 染、使用周期長。