路面加铺层中浸渍土工织物法的应用与分析

来源：职称驿站所属分类：交通运输论文
发布时间：2019-11-25浏览：61次

　　摘要：路面大修中，“白加黑”复合路面防反射裂缝层通常选用土工织物施工，如土工格栅等。然而，具体施工中往往会遇到土工织物与下层粘合不紧密，车轮拉扯土工织物等现象，将会对层间完整性造成严重破坏。通过浸渍土工织物，可向织物内充分灌入胶凝材料，将下层空隙填满，促使浸渍层和下承层构成一个完整的结合体。在复合路面结构过渡层应用该项工艺，能增强新加铺路面层间粘结性，这对延长路面工程使用寿命具有重要的现实意义。为此，本文在充分了解浸渍土工织物法作用机理的基础上，结合具体工程案例，对改性乳化沥青浸渍土工织物材料技术特性、施工工艺进行了分析与探究。

　　关键词：路面加铺层;浸渍土工织物法;改性乳化沥青

　　中图分类号：U418.6 文献标识码：A 文章编号：1671-2064(2019)14-0108-02

上海公路

　　《上海公路》本刊刊登的内容以实用科学、实用技术为主，兼顾理论研究、科学实验，对技术水平领先、有创造性、适用推广价。《上海公路》主管单位：上海市政工程管理局，主办单位：上海市公路管理处上海市公路学会，国内刊号：CN 31-1712/U，国际刊号：ISSN 1007-0109。

　　0 引言

　　近年来，我国经济飞速发展，公路交通量逐年递增，通行压力越来越大。在超载超限运输长期作用下，大量水泥混凝土路面呈现出不同程度的病害，如裂缝、错台、破碎等，这些问题的存在，将严重影响道路服务能力，甚至危害行车安全，为此，必须重视旧路改造养护施工。“白加黑”是一种在原有水泥路面直接加铺沥青的一种施工方式，经大量实践证明，直接加铺沥青层，极易出现反射裂缝。为解决上述问题，可选用渗透性强的改性乳化沥青等胶凝材料进行土工织物(现场施工)浸渍，以此达到隔离层的功能，达到消减过渡层应力的目的。作为一种新型高附加值、高技术含量的优质筑路材料，改性乳化沥青浸渍土工织物可完全浸渍土工织物，提高土工织物的使用性能，增强“白加黑”复合路面的刚度，提升抗反射裂缝性能。

　　1 浸渍土工织物法的作用机理

　　在“粘贴式”土工织物材料基础上，改性乳化沥青浸渍土工织物由此发展而言，相比，“粘贴式”土工织物材料，此类材料抗裂性能更强，多用于“白加黑”复合路面结构过渡层，土工织物通过改性乳化沥青材料浸渍，可有效提升土工织物的力学性能，从而增强抗反射能力。

　　根据浸渍施工要求，结合土工织物等材料特性，在沥青胶凝材料中，聚酯玻璃纤维土工布性能良好，厚度较薄、且具有良好抗拉性能。在沥青类胶凝材料内浸渍之后，可提升沥青浆液的耐高温、耐老化性能。

　　2 改性乳化沥青浸渍土工织物材料技术特性分析

　　2.1 蒸发残留物三大指标分析

　　一般情况下，乳化沥青基础性能会随改性剂掺量变化而改变，很大程度上，沥青基本性能指标均会受到不同程度的影响，如针入度、延度等。本文通过不同掺量SBS胶乳改性基质乳化沥青对其蒸发残留物三大指标进行试验分析，通过三大指标变化规律，了解其影响情况，从而得出改性剂掺量最佳值。

　　试验选择线性SBS乳胶(技术指标如表1所示)，70℃乳化温度，0.15%稳定剂掺量，60：40沥青油水比。按照2%、3%、4%、5%、6%五种掺量进行分析。

　　通过试验可知，于乳化沥青基础性能来讲，SBS胶乳掺量变化影响较大，伴随线性SBS胶乳掺量的增加，针入度、延度、软化点均会产生一定改变。如图1所示，其中变化最大的为延度，表明于基质乳化沥青而言，SBS胶乳对其低温性能具有较大影响。软化点增量12.5℃，针入度降低1.3mm。通过对改性乳化沥青各个性能指标变化的综合考量，基于经济性原则，必须合理控制SBS胶乳含量，在浸渍需求下，建议以5%作为改性剂掺量。

　　2.2 拉伸性能分析

　　在“白加黑”复合路面结构过渡层材料抗反射裂缝效果评价中，多选择改性乳化沥青浸渍合成物抗拉试验进行分析。拉伸性能是裂缝尖端部位浸渍合成物应力消减能力的直接反映，土工织物若没有浸渍改性乳化沥青，受拉过程中，土工织物材料将独自承担夹具两端的拉应力，待应力满足极限强度值，极易出现纤维断裂现象，甚至破坏整个结构。通过浸渍改性乳化沥青，可大幅提高土工织物的拉伸性能，在荷载反复作用下，改性乳化沥青充分填充织物间的空隙，可达到同时抵抗拉力荷载的目的。与不浸渍改性乳化沥青相比，土工织物浸渍后，很大程度上，可提升其拉伸性能。拉伸试验结果如表2所示。

　　通过试验可见，土工织物经改性乳化沥青浸渍之后，可大幅提升自身抗拉强度，从原有的1752N增至2163N，同时，与原“白加黑”复合路面粘贴土工织物过渡层相比，土工织物经浸渍之后，其抗拉、抗裂能力也有所提升，从而有效避免反射裂缝产生于加铺层，并对已有裂缝发展起到阻碍作用。

　　3 工程概况

　　某公路工程总长25.803km，起讫桩号为K178+851～K204+654段，路基宽12.0～16.5m，为改造工程。路基横断面布置如表3所示。原路面结构形式为5cm沥青混凝土面层+15cm水稳基层。经实地勘察可见，本路段病害严重，路面损坏情况评价、强度评价等级均为次。为保证施工质量，路面结构形式可改为3cmAC-13细粒式改性沥青混凝土+5cmAC-20中粒式沥青混凝土+改性沥青浸渍土工织物粘层+24cm水泥混凝土基层，如表3。

　　4 路面加铺层中浸渍土工织物施工工艺

　　4.1 施工准备

　　施工前，需做好交通管制及路面勘查工作，做好原路面不良病害记录工作，且根据实际情况，采取切实可行的措施进行处理。于改性乳化沥青基本性能来讲，改性剂掺加量的多少影响较大，或多或少均会对乳化沥青的各项技术指标，如针入度、软化点等造成严重影响。为此，在改性乳化沥青生产过程中，必须准确控制SBS胶乳用量，定时做好改性剂计量设备校正工作，确保改性乳化沥青与设计要求相符。

　　4.2 基底路面处理

　　针对原路面标志线、伸缩缝处热沥青灌缝料等，可通过打磨机进行彻底清理。随后切削原路面表面，本工程选择多刀头切痕机进行不规则凹形槽切削，要求在0.3～0.5cm之间控制凹形槽深度，两个相邻槽宽控制在1.0～1.5cm。完成切槽作业后，路面表层废料等杂物可通过路面清掃车处理，并用高压风机清理表层浮尘，路面开槽后，同样要冲洗干净。待路面干燥，可标注导向线，并将金属挡板安置于边缘处。

　　4.3 噴洒粘层油

　　沿导向线，选择沥青洒布车进行粘层油均匀喷洒，待沥青浆液将原基层路面完全覆盖，且表面浆体无渗流现象时，即可停止喷洒。

　　4.4 铺设土工织物

　　在已喷洒浆料粘结层上方平铺高性能聚酯玻璃纤维土工布，土工布搭接长度控制在30cm以上，在整个铺设环节，必须保证铺设平整度。

　　4.5 浸渍土工织物

　　土工织物铺设平整后，可继续通过沥青洒布车进行改性乳化沥青材料喷洒，土工织物喷洒之后，待其表面均为乳化沥青“黑色”，即可停止喷洒。此时，通过平面压板按压平整土工织物，若处在土工织物凸起情况，可选择人工法进行压平。浸渍过程中，土工织物必须具备足够多的浸渍时间，一般可控制在4h以上，从而保证改性乳化沥青浆液能够将土工织物充分浸渍。

　　4.6 破乳养护

　　常温条件下，当改性乳化沥青破乳凝结之后，可加铺表层沥青混凝土面层。

　　5 结语

　　综上所述，在社会经济高速发展的今天，我国公路工程建设事业也得到了极大的发展。水泥混凝土路面作为最常见的路面结构形式，在行车荷载及自然因素长期作用下，大量水泥混凝土路面呈现出不同程度的病害，为解决此类病害，“白加黑”工艺得到了广泛应用。为保证路面使用性能，选用浸渍土工织物法，可有效解决上述问题，并能增强“白加黑”复合路面的刚度，提升抗反射裂缝性能。

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