土工布也叫無紡布,它是用丙綸、錦綸纖維經無紡花紋針刺,再用各種填加劑進行浸漬、粘合、烘干而成的塑氈式織物。具有質輕防腐、耐酸、耐堿、耐老化、不蟲蛀、低脹縮及無污染等優點;還具有高抗拉力、抗扯力、抗穿刺和抗頂破等力學性能;同時還具有很高的透水性,用其針孔進行過濾或反濾,能將不同質的材料進行分離、隔離,能起到分擔荷載或加筋作用;而且還具有工廠化批量生產,穩定的質量和現場施工簡易、工期短、投資省等優越性。因此已被廣泛用于土木工程的各個領域。在道路路面工程中,土工布主要用于舊路面罩面,防止路面反射裂縫,延遲反射裂縫的發生和發展。在路基工程中用來處理軟土地基,加速地基的固結,提高地基承載力。

 

1 .土工布用于養護維修瀝青路面 土工布是一種重要的路面修補材料,它不但能含貯足夠的浸漬瀝青,隔絕水分滲入,還有很高的強度,且結構均勻,收縮系數小,韌性強、延伸率大,是當前比較理想的修補材料。道路在使用多年之后,由于設計、材料、施工等原因,往往局部或成片出現不同程度的裂縫或網裂龜裂現象,如不及時進行修補,會因透水而導致大面積毀壞。

若網裂、龜裂面積較小,可將土工布裁成一定形狀,大小能完全覆蓋網裂、龜裂面,且每邊要寬出10cm。將舊路面清掃干凈處理后,將土工布用乳化瀝青浸漬,鋪在上面,再用瀝青混凝土修補。

若網裂、龜裂面積較大,或已成片,可用整體鋪設土工布來處理,其具體做法同上。可將瀝青浸漬土工布改成噴灑瀝青結合油,將土工布牢固地滾壓在上面,再噴一薄層瀝青,增加對面層的粘合度,提高防水性。若使用攤鋪機鋪設瀝青混凝土面層時,可不噴面層瀝青,只在底面加大瀝青用量,控制在1000g/m2左右。經碾壓后,瀝青會通過其孔隙透過土工布,反滲到面層,形成一道密封的防水層,同時還起到加筋作用,提高新鋪層的抗疲勞性能。既經濟方便又堅固耐用。

2 .土工布用于路面裂縫的防治

在舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青面層,是一種常見的路面修復技術。它具有工期短、造價低、對交通影響小、修復路面服務性能好等優點。但其主要問題是瀝青加鋪層中容易出現反射裂縫,而設置土工布是延緩反射裂縫的主要措施之一。

如2004年承建的包頭市鋼鐵大街道路改造工程。鋼鐵大街修建于上世紀50年代,快車道中間為7m寬的水泥混凝土路面,兩邊分別為后加寬的6m和6.5m的瀝青混凝土路面。鋼鐵大街是包頭市最主要的交通干道,交通量大,由于年久失修,路面破損嚴重,水泥混凝土板塊間的伸縮縫寬度約3～5cm左右,兩側瀝青混凝土路面龜裂網裂也非常嚴重。這次改造為了縮短建設工期,設計采用在舊水泥混凝土面板上鋪瀝青土工布,并在其上加鋪15cm瀝青混凝土面層。土工布材料選用熱熔聚脂長纖土工布,單位面積質量180g/m2,厚度<1mm,斷裂強力:橫向>10.5KN/m,縱向>9.5KN/m;縱向5%的拉伸力≥4.5KN/m,橫向5%的拉伸力≥5.0KN/m。在加鋪層的施工中特別注意以下幾點:

 

2.1 施工準備

選在高溫天氣,鋪設土工布前,對舊混凝土路面進行清掃,原有板塊破損處,采用先清除破碎混凝土,后用C25混凝土找平,表面平整度達到要求;對伸縮縫清除縫內雜物,接縫下部灌注水泥、砂、乳化瀝青混合料,上部填瀝青瑪蹄脂混合料。

 

2.2 灑布瀝青 瀝青材料選用普通熱瀝青作粘層油,瀝青灑布量控制在0.9～1.1kg/m2,瀝青灑布用灑布車來進行,對于局部過量的瀝青及時給予清除,不足處人工補灑。

 

2.3 鋪設土工布 土工布鋪設選在瀝青冷卻失去粘結性之前進行,土工布鋪設要求平整,無折疊與皺褶,鋪完用輪胎壓路機碾壓,使之結合緊密,土工布長度為15cm;土工布破壞和粘貼不好處,要除去重鋪。 首先對舊路面進行處理然后在其上噴灑石油瀝青1.1kg/m2,鋪設皺褶處,要人工展平或刷涂瀝青,把折起的地方重貼,使得碾壓后上下層土工布粘結在一起。

 

2.4 瀝青混合料攤鋪 在土工布鋪設后宜立即攤鋪熱瀝青混合料,其溫度控制在160℃以內,為了便于施工車輛通行,在土工布上灑一些砂,瀝青混合料攤鋪后立即進行碾壓,直至達到施工技術規范要求。我單位在施工時,嚴格按照施工技術規范及設計圖要求施工,從開工到竣工只用了78天,質量也經受住了考驗。從2004年6月份陸續通車至今,經過了一個寒冬,路面未出現一道反射裂縫。

 

3 .土工布處理軟弱路基

在修筑道路時往往會遇到含水率高的軟弱路基,用土工布處理可隔離土粒子透移到高強路基材料中去,疏導或濾出土壤中的水分,以防軟化,還起到分擔荷載的作用,以保持路基的穩定,使下步工序順利進行。1999年,我單位接受了包頭市210國道麻池支線路基工程。其中有一段K6+700—K8+700段為軟土路基。1999年4月份我們初到工地時,地表頂面還有積水,車不能上,更無法碾壓。若按常規施工,須將淤泥挖掉運走,換填好土分層壓實處理。但這樣一來,不僅拖延工期,而且增加了費用。最后采用土工布新工藝方案。

 

 

具體做法是:在淤泥頂上把水排放干凈后,即可鋪設土工布。相鄰兩幅間搭接30cm,若遇有風時,不宜鋪的過長,只須用下道工序的材料壓一下,不被刮起即可,非常簡便。然后按設計要求在土工布上鋪設路基輔助層,如砂土、砂礫、卵石等,選用的輔助層只要能疏導水分,又不軟化的材料就可。我們采用天然砂礫,先鋪30cm一層,用推土機碾壓時,前后彈動,左右隆起,履帶下陷。但在鋪第二層后,由 于水分散失,在碾壓時,大部分區域趨于穩定狀態, 不再彈動,只有極個別的地方用人工夯實找平,路基基本上形成。在鋪第三層時,這時從頂面至土工布相距80cm以上,壓路機作用在上的荷載呈三角形,傳遞給土工布時已被分散,足以承受其壓力,不下沉、不變形、不彈動,已形成完全合格的路基。

 

其作用機理主要有:

 

①由于土工布的隔離作用,使路基材料不被擠入軟弱土基內,該體系構成柔性整體筏形基礎,從而提高土基自身的整體強度,提高了土基的容許承載力;②由于土工布的加筋作用,該體系較素土強度顯著提高;

 

③由于土工布對地基和集料的約束作用,均增加了承載力;

 

④由于土工布的分隔作用,既防止了路基細粒土擠入砂礫,也阻止了砂礫嵌入土基;

 

⑤由于其摩擦作用,邊界作用及薄膜作用等,土工布系統改變了作用在地基上的應力,對防止該段軟弱段的沉陷和水平位移起到了顯著的作用。在施工中須注意的是,軟弱地基四周要有牢固的約束措施,防止在外力作用下向四周擠壓,發生沉陷變形。若有實際困難時,可增加土工布的鋪設寬度,一般每邊寬2～3m為宜。

 

工程特點:

 

①采用土工布系統工程處治軟弱土基,不但治理徹底,效果顯著且施工簡捷;

 

②縮短工期,經濟效益顯著;

 

③施工中不需挖棄軟土,減少了建筑垃圾,保護了環境。該工程于2001年通車至今,該段路基未發生任何變形,質量得到了保證。

 

4 .結束語僅上述二項工程,由于采用了土工布新材料和施工新工藝,不僅節約了投資,發揮了很大的經濟效益,同時由于該工藝施工方便,爭取了時間,提前了工期,發揮了巨大的社會效益。土工布應用越來越廣泛,其在不同的應用場合,發揮著不同的功能,如隔離、防滲、加筋補強、過濾排水和防護等。