土工合成材料在瀝青路面施工中的應用

楊曉磊

摘 要：在我國的公路，路面材料大部分選擇瀝青路面，瀝青材料有很多的優點，它表面平整度比較好、車輛行駛舒適、沒有接縫、地面不容易被磨損、路面噪聲比較低等。不過，瀝青路面也有弊端，就是路面完成以后不可避免的會出現各式各樣的裂縫。為了解決瀝青路面裂縫的問題，施工人員經過無數次的嘗試，發現采用土工合成材料以加強瀝青面層，能彌補瀝青材料本身的不足，效果良好。

關鍵詞：土工合成材料；瀝青路面；道路施工

1 引言

土工合成材料的種類有很多種，根據不同的工程，選擇的材料種類也不同，適合的土工合成材料夠能增強路面基礎的整體性能。道路建設部門已經將分析造成路面裂縫的原因、研究制定專項方案和處理裂縫的方法作為道路建設的重要工作了。經過二三十年的工程實踐證明，瀝青路面選擇土工合成材料的布設有效的改善了路面裂縫情況的出現。

2 土工合成材料的功能特征

土工合成材料是以人工合成的塑料、化纖等聚合物為加工原料制成不同的產品的一種巖土工程材料。為了增強和保護土體的作用，把巖土工程材料放置在每層土體之間、土體內部或者土體表面。目前，土木工程中大部分采用了土工合成材料，它被定義為一種新型工程材料，是由高分子聚合物組成的，而且這種結構材料一般是織物的狀態，它有著很好的透水性，高強度性和很好的實用性等。土工合成材料有很多種，經常見到的有以下幾種：復合型土工合成材料、土工織物和特種土工合成材料等。 當前在道路施工中采用最多的土工合成材料是土工織物和玻璃纖維格柵，還有一些塑料格柵。

2.1 土工織物

無紡土工布的統稱為土工織物，土工布有很大的壓縮性，但是一般的化纖織物卻沒有它的抗拉強度高，更重要的是土工布的厚度一般情況下不大于5mm，土工布的化學穩定性特別好，滲透性也特別好，所以，瀝青混凝土面層在施工時，夾層內經常添加土工布，這樣更有利于增強瀝青混凝土面層的強度，不容易產生路面裂縫。瀝青混凝土在施工時，要經常測量混凝土的溫度，溫度不能小于150攝氏度，這就要求土工布必須能夠在高溫狀態下保證其性能，耐高溫也是土工布的一大特點。土工布還有一個非常重要的性能參數就是的負荷延伸率，不過目前實踐經驗還是不夠成熟，無法限定具體的負荷延伸率。

2.2 玻璃纖維格柵

有的瀝青道路處于溫度差比較大或者自然環境比較惡劣的地方，這就要求瀝青路面能經受的住環境的變化，不被損壞。因此，瀝青混凝土材料施工時夾層內加入玻璃纖維格柵，它的基礎材料是采用物化性能十分穩定的硅酸鹽材料，這就能有效的保證瀝青路面的質量。而且，玻璃纖維格柵的抗拉強度非常高，可以與鋼鐵的抗拉強度媲美，也遠遠超過普通瀝青混凝土的彈性模量，甚至能達到20∶1這么大的差距，這就大大的減少了基層變形的幾率，避免了瀝青混凝土面層出現裂縫的情況。綜合看土工合成材料中的這些不同種類的材料，玻璃纖維格柵的優點更多，特別是玻璃纖維格柵的抗拉強度最為突出。

3 土工合成材料在施工過程中的應用機理

道路施工時加入土工合成材料，是非常必要的，因為它能有隔離材料、土工材料的加筋、過濾水分等特點，這對于路面面層長久不被破壞起到了關鍵的作用。

3.1 隔離作用

道路交工驗收通車使用后，長時間受到過往車輛的永久荷載，過大的剪應力作用于基面，長此以往就無法避免的會出現裂縫，出現以下情況：（1）基層內部容易把吸入路基土，導致基層的結構性能大大不如從前；（2）如果沒有隔離層，基層就會慢慢的滲入到土基內，直接影響了路面，以致于出現路面不完整現象。

土工合成材料在土基強度不夠強或者比較弱的時候，它就能體現出特別強的隔離作用，減少基層滲入土基的情況。當土基的強度相對來說比較高的時候，道路基層材料的類型和材料的載荷就直接影響土工合成材料的隔離效果。隔離層材料有兩個特點，①為了保證結構的厚度，能完全隔離開兩種粒徑不一樣的材料。 ②高強度，不易破損。

3.2 加筋作用

土工合成材料的加筋具有一種側限作用，能使薄膜效應和拉力加筋充分體現，更重要的是使得路面結構應力的分布有所優化改善，能增強瀝青路面的性能和道路的使用時間，因為它能使路面的厚度降低，使車轍減少，避免面層出現裂縫。

（1）側限作用。道路長期受到車輛的永久荷載，這就推擠了瀝青材料的路面內的顆粒，使面內的顆粒發生橫向移動。道路施工時采用土工合成材料，能做到鎖嵌、魔阻、固定路面內的顆粒，從而減少路面內顆粒出現橫向移動的情況。

（2）拉力加筋。由于道路施工中加入了土工合成材料，已經具備了側限作用，確保了道路結構的穩定性。如果在土基強度比較弱的頂面加筋，剪應力得以分擔，也確保了地基的承載能力。

（3）薄膜效應。道路內的土工合成材料能使基層厚度降低從而使路基整體的承載力降低， 薄膜效應還能使土基的強度降低。土工合成材料的鋪設深度直接影響著薄膜效應的效果，鋪設太淺和太深都無法更好的實現薄膜效應。

3.3 路面反射裂縫防治

施工中采用土工合成材料能減少路面出現反射裂縫的情況，而且道路在車輛長期荷載的情況下，也能避免出現的裂縫。不過土工合成材料對于溫差裂縫和現已損壞的路面效果不明顯。

4 瀝青路面中土工合成材料的布設和施工

4.1 施工工藝流程和基本要求

新舊道路的補強工程是不一樣的，新建道路的土工合成材料按照設計要求的工序進行施工。而舊道路的補強，要先處置破損的路面，徹底清除路面的雜質和垃圾，才能保證補強的效果。

舊道路補強的施工工序為： 處置破損路面→清掃路面→粘結油灑布→土工合成材料的張拉→搭接并固定土工合成材料→瀝青道路面層施工。

土工合成材料不能存放于露天的環境，要防水防潮，也不能讓陽光直射，因為它含有比較多的有機物質成分容易老化。玻璃纖維格柵在使用的時候要使用勞動防護用品，以免刺激到人的皮膚和眼睛。

4.2 土工合成材料的張拉

鋪設土工合成材料的時候，應當先采用固定器（如：固定釘和固定鐵皮等）把一端固定住，再用機械設備或者人工拉緊另一端，并采用固定器固定好，不能出現松動的情況，需要注意的是土工合成材料的張拉伸長率不能超出相關規范的規定。

4.3 土工合成材料的搭接與固定

玻璃纖維格柵使用固定器固定橫向搭接，長度應為8～10cm左右；使用鉛絲或尼龍繩固定縱向搭接，長度應為5～8cm左右；固定間距控制在1.5m以內。土工布也使用固定器固定橫向搭接，長度應為4～5cm左右；縱向用粘層油粘結即可。

4.4 灑設粘層油

土工布和玻璃纖維格柵灑設粘層油的順序是不一樣，土工布施工時應先灑設粘層油，再鋪設土工布；玻璃纖維格柵施工時，先鋪設玻璃纖維格柵，再灑設粘層油。為了使添加了土工合成材料的基層和后期施工的瀝青混凝土面層更好的結合，灑設粘層油是的很有必要的。粘層油的用量要符合設計及相關規范要求，不能少也不能超量。

5 結束語

隨著新時代經濟的飛速發展，公路運輸物資量也越來越大，因此，公路建設一定要保證質量才能確保行車安全。土工合成材料主要是由高分子聚合物材料組成，擁有強度高、耐高溫、種類多等特點。在道路建設中，在基礎結構層中鋪設土工合成材料，就大大增強了路面的整體結構性能，保證了人們的安全。

參考文獻：

[1] 弓福.加寬路基瀝青路面反射裂縫防治技術研究[D].東北林業大學，2014.

[2] 崔莎莎.舊瀝青路面加鋪力學分析及施工工藝研究[D].合肥工業大學，2014.

[3] 李海波.新型排水土工材料性能試驗研究及工程應用[D].天津大學，2014.

[4] 翟曉星.基于土工合成材料加鋪層瀝青混凝土路面抗裂性能研究[D].沈陽建筑大學，2013.