和生金土工合成材料
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土工布在沥青路面大修中的应用

一:引言
沥青路面是以道路石油沥青、煤沥青、乳化沥青、各种改性沥青等为结合料,粘结各种矿料而修筑的公路路面结构。沥青路面具有造价相对较低、行车舒适、低噪音、易维修等优点,近年来已经在新疆地区被广泛应用于公路、城市道路和机场道路等基础设施的建设之中。然而新疆高等级公路经过十余年的运营,沥青路面最均出现不同程度的裂缝和病害,因此必须进行及时进行修补,否则裂缝渗水就会使路面病害扩大化,减少路面的使用寿命。传统沥青路面病害一般采用石油沥青或者改性乳化沥青对路面裂缝处进行灌封处理技术,但是由于新疆地区昼夜温差大等特点,极易导致道路表层和基层问随着温度而收缩进而致使裂缝继续开裂,这不但影响了维修效果而且增加了道路维护成本。因此,经过长时间的实验和研究,我们发现在沥青公路大修过程中可以运用土工布来防止裂缝出现的措施。以下本文讲就土工布在防治反射裂缝中的作用、土工布的技术性能、土工布加固沥青混合料技术性能、施工质量控制、及应用情况及经济效益分析等六方面进行综合分析。
二:土工布在防治反射裂缝中的作用
在利用土工布处理路面裂缝时,一般要求应用于路面裂缝防治的土工织物要强度高,延伸率小,同时要求土工织物耐17O℃以上的高温。因此,我们在设计应用中对土工布的规格加以严格的控制,选用了压缩性小,化学和生物作用稳定,浸透沥青性能良好的聚酯长丝无纺土工布,规格为200g/m。该土工布具有良好的延伸性和抗刺破、胀破能力,可使应力扩展至更宽范围,从而缓冲裂缝处的应力集中。在道路新、旧面层之间加上一层土工织物,使新、旧面层之间形成间层,可减少新、旧面层的结合力,防止在临界区由于高剪应力促成新路面的滑动。另外,土工织物浸透沥青,可在基层与面层之间形成一层防水层,即使面层出现裂缝,也能防止地表水渗入基层,保证路基处于干燥状态。
三:土工布的技术性能
目前土工材料种类繁多,且新产品不断涌现,使用范围日益广泛,作者在实践中体会到,在使用各种土工材料时,一方面要吃准土工材料的技术指标与功能范围,另一方面要重视应用条件,为此,在材料到达工地时,要进行必要的抽样检验,确认土工材料的各项技术性能是否符合要求,以避免出现工程质量事故和不必要的经济损失;在条件许可的地方,进行一些工程中土工材料的实测,以便积累经验数据,为今后经济合理地应用土工合成材料创造有利的条件。经实验表明,沥青道路裂缝维修适合使用聚酯长丝土工布。
1、聚酯长丝土工布性能特点
聚酯长丝土工布是采用聚酯办法经纺丝针刺固结直接制成,它是岩土工程和土木工程中应用的一种土工合成材料,是通过聚酯长丝成网和固结的方法制成,其纤维排列成三维结构。除了具有良好的力学性能外,还具有良好的纵横向排水性能和良好的延伸性能及较高的耐生物、耐酸碱、耐老化等化学稳定性能。同时,还具有较宽的孔径范围、曲折的孔隙分布、优良的渗透性能和过滤性能。
2、聚酯长丝土工布的性能指标
(Polyester filament geotextile Type)聚酯长丝无纺土工布,规格为200g/m"其特性为:(1)由聚酯制造,能承受230℃的高温而不发生明显的收缩。
(2)采用针刺长丝无纺工艺,具有高强度和高延伸度的性能。
(3)厚度适中,浸渍沥青能力强,与枯层油结合形成一个理想的隔离层,具有良好的防水和保温作用。(4)具有防紫外线、耐冻融性、耐化学试剂性等。且其具有的单面烧毛工艺,施工时不会卷起,从而方便施工。

四:防裂土工布对于沥青路面的修补的防裂机理

防裂土工布对于沥青路面的修补工程具有很大的帮助,其防裂机理主要表现在以下几个方面:
第一,防裂土工布的延伸能力比较强,可以使半刚性反弹应力分散,从而有效地分解了裂缝处集中的应力。简单来说就是防裂土工布吸收了部分应力能量,同时也承担了一部分水平方向上的应力,从而有效地避免了沥青路面的开裂。尤其对于那些将要延伸的反射裂缝,土工布可以充分利用其韧性来阻隔这种应力作用,进而减少反射裂缝的产生。
第二,防裂土工布的导热系数比较低,当外界环境的温度超过道路基层的温度时,防裂土工布就会阻断二者之间的热量传递。由此可见,防裂土工布起到了有效的隔热、保温效果,通过减缓外部环境与基层之间的温差,来减小沥青路面的温差应力,从而降低了温度型裂缝的产生几率。
第三,防裂土工布在浸透沥青油之后,就会紧紧地贴在其上面,这样一来渗透系数就会降低两个数量等级。由土工布与沥青粘合在一起形成的沥青布,要比我们平时所用的沥青混凝土抗渗性还要好。它不但可以使沥青路面的拉伸强度大大提升、减少裂缝,而且还能形成一道密封的防水层,从而对路面的基层材料起到很好的保护作用(不会使其用水分的侵蚀而过早的损坏)。
五:施工质量控制
1、土工布的施工工艺要求
采用土工布作为旧沥青路面加设沥青面层的夹层材料是防治路面反射裂缝的一种有效措施。但不恰当的施工


方法对沥青罩面层会产生不良的效应,为了避免这种不良的效应,结合已使用的防反射裂缝土工布的路面特性及对施工方法进行的跟踪观测我们总结出的施工工艺如下:
清洁与整平旧路面→修补旧路面裂缝及接缝→铺撒沥青粘层油→铺设土工织物→铺设沥青面层→碾压。2、施工过程质量控制
(1)施工前的准备
在利用土工布对开裂的沥青路面进行修补前,应先做好以下准备工作一般而言,修补工期应当安排在上半年,在雨季来临前竣工,因此最佳的施工期应是5月上旬到6月中旬,这段时间气温不低于10℃,有利于土工布材料成型;要对原路面出现的坑槽、裂缝等病害按规范要求先行处治;工作人员的素质和技能一定要有保证,必要时可进行专业培训;同时还要先对沥青铺设机械设备、碾压机械设备以及其他工具进行严格的检修,确保设备的齐全和良好性能。
(2)具体施工过程
在做好各项施工前的准备后,就开始具体的修补施工。该过程的质量直接决定着对沥青路面裂缝的修补效果,因此应当保证各个环节的施工质量。具体主要表现在以下几个方面:
1、放样、开挖沥青面层、清扫基层
(1)放样把需要修补的沥青路面按矩形划出轮廓线,为保证槽壁垂直。采用切缝机切割再用挖掘机开挖沥青面层。
2将基层上尖锐、突兀的部位予以铲平,对基层严重破损、凹陷、破碎处铲除,铲除破碎部位后用水泥砂浆填补(如果挖除的厚度大于15cm以上采用半刚性水泥稳定碎石基层填补)。
(8)保养期到后清除基层上的尘土、松散颗粒及杂物,表面保持干燥。2、洒布透层油、铺土工布、喷洒粘层油
(1)洒布热沥青透层油,用量约为0.8~~1.2kg/m,喷洒要均匀。
(2)沥青温度与用量的控制。一般而言,沥青出料时的温度应当保持在160至17O摄氏度之间,洒在土工布上的温度也不能低于140摄氏度,并且要设专人控制该项指标;喷洒沥青时一定要保持均匀、修补边缘到位顺直。如果需要使用喷枪进行人工喷洒,则必须遵循从修补中心向两侧呈椭圆形的原则进行,以便于舒展压平纤维布的接缝,从而减少皱褶。
(⑶)铺设土工布,先将一端用固定器固定,然后用人力或机械拉紧,张拉伸长率宜为1.0%~1.5%,并用固定器固定另一端。土工布横向搭接4cm ~5cm,并根据摊铺方向,将后一端压在前一端之下,纵向搭接4cm ~ 5cm,横向搭接采用固定器固定,纵向直接用粘层油固定。
(4)洒布热沥青粘层油。用量约为0.4~0.6kg/m2,注意洒布均匀。3、施工沥青面层
沥青面层施工方法与普通沥青路面面层施工方法一致,但注意施工车辆不得在土工布上急转弯,在摊铺时如出现沥青混凝土摊铺机机轮打滑的现象。在粘层油表面撒石屑,石屑用量为3m/1000m~ 5m3/1000m。
通过以上施工过程,基本上就完成了对沥青路面裂缝的修补工程,最后需要做的就是对修补处的初期养护。利用土工布修补沥青路面的裂缝后,初期养护是保证工程质量的关键。在修补后的初期,应对过往车辆加强控制,在最初的两个星期内,决不允许车辆全速通过,以免再对刚修补的位置造成结构性伤害。
六:应用情况及经济效益分析
随着土工布生产工艺的改进,土工布应用范围不断扩大。这其中包括在道路两旁岩土美化工程中的应用、屋顶花园建设中的应用以甚至是港口工程中的应用等。土工布使用范围的愈发广泛说明其具有耐久性好、使用成本低等多方面的优势。
新疆部分地区地区春、夏季节风多且风沙大、昼夜温差大、地下水位高、易产生盐涨。这对土方填方路基的侵蚀非常严重,因此道路裂缝、病害时有发生。
因此,我们非常有必要寻找一种耐久性强、维护成本低廉的道路裂缝维修方式。
近些年来,浙江、江苏地区在道路整修过程中广泛使用土工布工艺,取得了不错的效果,综合他们的经验并结合新疆地区的实际情况,选择技术指标适合新疆地区气候特点的土工布在高等级公路大修中使用,相信可以获得良好的使用效果和经济效益。
七:总结
公路运输是我国中短途运输的主力军,随着经济的发展,运输量日益增加,沥青路面病害也频频发生,加之新疆地区特殊的地理、气候环境和经济条件的制约,公路整修形势严峻。如何有效地防治路面反射裂缝成为当下公路养护普遍关注的问题,土工布以其独特的耐久性和合理的使用成本,相信在未来沥青路面的维修中使用范围会越来越广泛。但是我们也应当注意其产品的使用特点和使用工艺要点等,以确保维修质量。本文仅是笔者日常工作中的经验之谈,希望给大家一些参考,如有不足之处也希望大家予以指正。

作者:王盟