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玻纤土工格栅在沥青路面反射裂缝防治中的应用

自改革开放以后,我国交通运输事业得到了突飞猛进的发展,公路建设里程越来越长。但随之而来的还有路面病害问题。作为沥青路面主要病害之一,反射裂缝一直以来都是国内外急需攻克的技术难题。反射裂缝的产生,不利于路基路面稳定,更会影响行车舒适性及安全。在雨水、高温、冻融等自然因素长期作用下,路面裂缝又会造成水损坏,加剧结构破坏程度,严重影响公路通行能力及服务能力。为此,必须做好反射裂缝防治工作。目前,针对半刚性沥青路面反射裂缝,国内外常用的防治措施包括:优化半刚性基层组成设计、加设土工格栅、基层预切缝等。玻纤土工格栅是利用编织工艺将土工格栅编制成网状结构,并在特殊涂覆技术作用下,可构成一种新型土工材料。经大量工程实践表明,玻纤土工格栅的应用,可有效提升路面整体性,增加强度,且可控制反射裂缝发展及减少产生几率,为此,在公路路面养护施工中得到了广泛的应用。
一、反射裂缝的形成机理及特点反射裂缝是指在旧混凝土路面补强时,往往会将一层沥青罩面加铺其上,当混凝土发生位移,其拉应力在罩面层抗拉强度以上时,罩面层就会产生反射裂缝。一旦产生裂缝,路标水将会沿裂缝渗入路面结构层,并会浸湿土基,导致土基含水率增加。特别是在动水压力反复作用下,将会对路面材料不断冲刷,从而减弱材料之间的粘结性,甚至会严重降低路基强度,导致路基失稳。若沥青路面反射裂缝处治不到位,将大大增加沥青面层底面的拉应力及顶面剪应力,从而引发其他更大的损坏,如坑槽、沉陷等,导致路面使用寿命大大缩短。为此,在沥青路面病害类型中,反射裂缝影响较大,且具有扩散性,基于此,深入研究沥青路面反射裂缝防治措施具有重要的现实意义。
二、工程概况
某公路工程全长12.1km,路面结构为30cm 水泥稳定土基层+4cmAC-20C 型中粒式沥青混凝土下面层+3cmAC-13C 型细粒式沥青混凝土上面层。经路面调查研究发现,本路段局部沉陷、推移病害严重,路基整体状况良好,但路面老化裂缝问题较为严重,为此,决定对本路段进行养护维修施工。针对反射裂缝问题,认为可选择玻纤土工格栅处理,选择其中K32+500~K34+500 段作为试验段进行施工。
三、玻纤土工格栅的应用设计
( 一) 粘结固定
玻纤土工格栅加铺施工中,考虑到热沥青粘结性能要比乳化沥青好,因此决定选择热沥青施工。在土工格栅装设时,一般情况下,应先喷洒乳化沥青,随后按照格栅。但热沥青也按照此工序,一方面两者相互黏连,无法有效应对张力作用;另一方面,先喷洒热沥青,若其固结速度快,则会影响粘结效果。为此,决定先进行玻纤土工格栅安装固定,再喷洒热沥青,要求在整个喷洒环节不得出现漏洒现象。热沥青的应用不仅能够有效粘结路面与格栅,充当粘结剂的作用,还能起到路面裂缝封层养护的功能。
( 二) 面层厚度
根据施工具体情况,在玻纤土工格栅施工中,应在5cm 以上控制面层厚度。若重载交通量过大,则需适当增加厚度。沥青路面挠曲疲劳与裂缝的产生过程极为复杂,若层厚较薄,则会严重影响施工效果。
四、玻纤土工格栅的施工工艺
( 一) 施工准备
施工前,路面裂缝内的灰尘、杂物等可通过压缩空气彻底清理。要求预先处理路基强度不足处,若裂缝宽度较大,可先通过沥青混凝土进行添堵,坑槽处可则通过冷拌料或热拌料填充,要整平表层,确保铺装玻纤土工格栅时,顺平、均匀。
( 二) 粘层施工
热沥青喷洒时,与玻纤土工格栅宽度相比,其喷洒横向范围略宽,可多出5~10cm。
为保证沥青喷洒均匀,能够充分向格栅底面渗透,提高粘结性能,需合理控制温度,一
般路表温度控制在30℃以上,沥青温度控制在150℃以上。因本工程需先固定玻纤土工
格栅,再喷洒热沥青,两者接头处,可铺设一层油毡,长度约15m 左右,避免因喷洒过
度,造成局部泛油等情况。
( 三) 玻纤土工格栅铺装
按照施工流程完成铺装施工,先将油面清理干净,并做初步整修,保证其平整度。随后通过人工方式进行玻纤土工格栅摊铺,要求先固定好前端格栅,按照梯形方式进行摊铺并固定,待铺装完玻纤土工格栅之后,即可喷洒热沥青,随后将养护料撒布其上,最后摊铺油面。在整个铺装环节严禁一次摊开长度过长,每幅以5 人协作施工即可,其中固定需3 人,拉扯、整平需2 人,预付一定张力,避免张力不足或松弛。
格栅搭接时,纵横向搭接宽度各有不同,一般纵向搭接宽度需控制在20cm 以上,横向搭接宽度控制在15cm 以上。按照沥青摊铺方向,纵向接缝前一幅需搭接至下一幅。铺设玻纤格栅时,要采取相应的固定措施,避免出现褶皱问题,如出现褶皱情况,将会大幅减弱其反射应力吸收能力,从而影响防裂效果。一般可选择铁皮、钢钉进行固定,保证最大限度拉平、拉直玻纤格栅。但在玻纤土工格栅上严禁使用钢钉钉子、锤子直接捶打,若出现钢钉断裂、铁皮松动,需再次进行固定。完成玻纤格栅铺设固定作业之后,可选择胶轮压路机进行初压,保证土
工格栅和路表紧密粘结。完成上述施工后,即可进行沥青混凝土面层施工。
( 四) 碾压施工
初压时,应避免出现路面推移情况,可在1.5~2km/h 控制碾压速度。复压施工中选择双轮式压路机,则需控制喷水量,不宜多喷。压路机的振幅、频率均可按照碾压层厚度进行适当调整,该阶段碾压速度可控制在2.5~3.5km/h。终压阶段,每次碾压轮迹重叠宽度控制在20cm 以上,碾压速度控制在2.5~3.5km/h,若施工过程中温度下降过快,需及时采取措施,加快进度。
五、结束语
综上所述,随着交通量的不断增加,早期修建的大量公路工程逐步进入了大中修阶段,尤其是一些公路路面病害问题极为突出,如裂缝、坑槽等,作为沥青路面常见病害,裂缝程度不同,则选用的修补方法也不相同。为有效防治沥青路面反射裂缝,必须根据实际情况,采取科学、有效的防治措施,全面提升抗裂性能,解决裂缝问题。相比普通处理技术,玻纤土工格栅应用效果更佳,尤其是在反射裂缝治理方面,可满足施工需求。
参考文献:
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