土工布在城市道路維修工程中的應(yīng)用

趙靜

（大連市城市交通設(shè)計(jì)研究院　大連市　116033）

土工布在城市道路維修工程中的應(yīng)用

趙靜

（大連市城市交通設(shè)計(jì)研究院大連市116033）

城市道路在進(jìn)行維修工程中鋪設(shè)土工布，能防治路面發(fā)生反射裂紋及不均勻沉降，延長道路使用壽命。本文以大連市東快路大修工程為實(shí)例，介紹土工布在該項(xiàng)目中的應(yīng)用，經(jīng)后期現(xiàn)場調(diào)查，證明該方法在城市中交通道路維修工程中是一種經(jīng)濟(jì)有效的技術(shù)手段。

城市道路維修；土工布；防止裂縫；不均勻沉降

1　工程概況

大連市東快路建成于1996年，是大連市北部進(jìn)出市區(qū)的一條城市快速路，承擔(dān)大連進(jìn)出市區(qū)近七成交通量，近年來隨著機(jī)動車保有量逐年增加，大型化、專業(yè)化運(yùn)輸車輛的持續(xù)增長，加之年久失修，東快路路基和橋梁部分的水泥鋪裝層損壞嚴(yán)重，路面上坑槽、車轍等病害隨處可見，已經(jīng)影響到道路行駛舒適和安全性。因此市城建局于2012年啟動對東快路的維修工程，對病害進(jìn)行全面調(diào)查，對路面、基礎(chǔ)和橋梁鋪裝進(jìn)行翻修和重建。東快路起點(diǎn)位于海達(dá)廣場，終點(diǎn)交華北路，路線全長10.3km，道路部分維修長度為5.4km，維修面積約20萬m2，翻修路段采用54cm水泥穩(wěn)定碎石作為基層，為防止出現(xiàn)不均勻沉降及反射性裂紋，在基層加設(shè)土工布，共使用了8100m2，16200延米。

2　土工布在道路結(jié)構(gòu)中作用

土工布是一種重要的路面維修材料，具有較高的抗拉強(qiáng)度和較大的延伸性，且結(jié)構(gòu)均勻，收縮系數(shù)小，韌性強(qiáng)，是重交通維修中比較理想的修補(bǔ)材料。其具體作用表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）土工布在整個(gè)結(jié)構(gòu)中可起到應(yīng)力吸收夾層的作用。由于土工布具有較高的強(qiáng)度和較大的延伸性，土工布間層將反射裂縫應(yīng)力由垂直方向轉(zhuǎn)為水平方向，并使應(yīng)力擴(kuò)散到更寬的范圍，從而緩解裂縫處的應(yīng)力集中，起到消散水平應(yīng)變和傳遞豎向荷載的作用，并且增強(qiáng)瀝青混凝土路面的整體抗拉強(qiáng)度，延緩反射裂縫的產(chǎn)生。

（2）土工布在基層與瀝青面層之間形成一層有效的防水層。土工布可充分浸透瀝青，在層間形成一層有效的防水層，即使面層出現(xiàn)裂縫，也能防止地表水通過裂縫下滲，從而使基層材料不受水破壞而影響其性能。

（3）在鋪設(shè)土工布時(shí)一般采用預(yù)拉方式提高其張拉模量，因此對瀝青路面起到一定的加筋作用，能有效地改善整體結(jié)構(gòu)中應(yīng)力分布，抵抗和延緩由于維修時(shí)接縫處引起的瀝青路面反射裂縫及不均勻沉降的發(fā)生，從而提高路面的使用壽命。根據(jù)長沙理工大學(xué)對無筋和加筋試件的疲勞壽命對比試驗(yàn)可知，在瀝青混合料試件中鋪設(shè)土工布，可延長試件疲勞壽命約1倍以上。

3　土工布在本工程中的應(yīng)用

東北快速路屬于城市快速路，按照當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)的交通荷載要求，道路基礎(chǔ)采用雙層共40cm水泥穩(wěn)定碎石作為基層，能夠滿足當(dāng)時(shí)交通需求，并且在道路使用前期及早年維修時(shí)未見結(jié)構(gòu)層破壞，因此對病害及破損部分進(jìn)行的是局部處理，并能快速恢復(fù)使用功能。但是由于近年車流量迅速增加及車輛載荷持續(xù)增大，道路處于超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，承載能力明顯不足，路面出現(xiàn)大量車轍、沉陷、坑槽等病害，加上雨雪，溫差等自然條件的侵蝕，道路結(jié)構(gòu)層已經(jīng)損壞嚴(yán)重。

考慮到東北快速路承載的交通量大，維修一次不僅工程投資巨大，對整個(gè)城市的交通出行也產(chǎn)生了潛在影響，因此本次維修工程希望在處理好現(xiàn)有路面病害的同時(shí)也能夠進(jìn)一步延長道路的使用壽命，推遲路面出現(xiàn)早期損害的時(shí)間。

經(jīng)過方案比較，最終確定在本次維修過程中，增加基層厚度以提高結(jié)構(gòu)層承載能力，水泥穩(wěn)定碎石基層由雙層40cm改為三層54cm。同時(shí)還采用了在瀝青面層和基層之間加鋪土工布的方式以增強(qiáng)路面抗拉強(qiáng)度，減少反射裂縫的發(fā)生。由于道路基層結(jié)構(gòu)加厚，應(yīng)力分散能力與原有基層存在差異，同時(shí)挖掘修復(fù)將基層分割成不同塊，破壞了道路基礎(chǔ)的整體性。面層在新老基層交界處會出現(xiàn)裂縫和沉降，通過在接縫區(qū)域四周鋪設(shè)土工布，裂紋及不均勻沉降情況得到有效緩解，從而提高道路使用壽命。

4　土工布施工工序

瀝青路面加鋪土工布，對該材料有一定的技術(shù)要求：

（1）土工布應(yīng)有合適的厚度，既不能太薄也不能過厚，過厚容易導(dǎo)致上下層結(jié)合不好而出現(xiàn)剝離現(xiàn)象，厚度以不小于2mm為宜。

（2）要有一定的耐高溫性能，土工布熔點(diǎn)應(yīng)大于170℃，否則手瀝青混凝土攤鋪時(shí)高溫影響，其材料性能會發(fā)生明顯變化。

（3）土工布要有較高的抗拉性和較強(qiáng)的吸附性，其抗拉強(qiáng)度應(yīng)不小于8kN/m2，表面要均勻，可以吸收、滲透瀝青，從而與路面充分粘結(jié)。

本項(xiàng)目在加鋪土工布時(shí)具體施工工序如下：

（1）將沉陷車轍等病害部分路面面層銑刨，銑刨區(qū)域長寬均應(yīng)大于需處理區(qū)域2m以上。

（2）將破損基層徹底清除，路床下挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高重新碾壓并換填新水穩(wěn)料碾壓至壓實(shí)度合格，封閉養(yǎng)生。

（3）將基層表面的雜物灰塵清掃干凈，噴灑粘層油，并控制用量在1.2kg/m2，防止后期瀝青上浮造成路面泛油。

（4）待粘層油稀釋劑基本發(fā)揮后，鋪設(shè)土工布，鋪設(shè)時(shí)應(yīng)對土工布進(jìn)行預(yù)拉伸，伸長率控制在1.0～1.5％，以便充分發(fā)揮其性能，鋪設(shè)時(shí)應(yīng)將一側(cè)拉緊固定，平直的緊貼路面向前鋪設(shè)，土工布鋪設(shè)必須在失去粘結(jié)性以前完成，鋪完后用輪胎壓路機(jī)碾壓使之緊密結(jié)合平整，不得有折疊起皺，搭接處長度不小于15cm。

（5）在土工布上攤鋪瀝青混凝土面層，本次維修采用的面層結(jié)構(gòu)為4cm細(xì)粒式改性瀝青+5cm中粒式瀝青混凝土+8cm粗粒式瀝青混凝土。

5　道路使用現(xiàn)狀分析

本工程于2013年4月28日通車，至2014年12月28日對鋪裝有土工布的路段進(jìn)行路面調(diào)查，結(jié)果顯示路面平整性良好，未見出現(xiàn)明顯沉降及反射性裂縫（如圖1～2）。

6　結(jié)束語

圖1　土工布鋪設(shè)現(xiàn)場圖

圖2　東快路維修后圖

以往對龜裂，坑槽等病害的維修是將病害范圍的道路面層部分挖除，重新鋪筑瀝青混合料，雖然重新鋪筑后的路面短期內(nèi)可以達(dá)到整舊如新的效果，但使用一段時(shí)間后，裂縫會很快反射到面層，在雨雪等氣候條件作用下，龜裂、坑槽等病害依舊發(fā)生，如此周而復(fù)始的反復(fù)修補(bǔ)，不僅影響道路的完整性，不斷投入道路維修資金，也給城市管理者帶來很大壓力。土工布的使用不僅能有效對抗反射裂縫的發(fā)展，延長道路的維修周期，其經(jīng)濟(jì)效益也是明顯的，10元/m2左右的價(jià)格明顯比挖補(bǔ)維修價(jià)格要低的多，延長道路使用壽命的效果也明顯。結(jié)合本次東快路維修工程，使用一年后的情況與同期修補(bǔ)的其他未鋪設(shè)土工布的路段對比，延緩道路發(fā)生反射裂縫、車轍等病害的效果正初步顯現(xiàn)。

U418.8

A

1673-0038（2015）04-0148-02

2015-1-8