土工布在水泥混凝土路面加铺沥青层中的应用

王强林

0 引言

随着广西经济的飞速发展，桂柳高速公路交通运输量大幅度增长，行车密度及车辆载重越来越大，对道路破坏十分严重。正常维修期大大提前直接影响了车辆的运行和安全，也增大了养护管理资金的投入。如何使维修后路面的使用时间更久是当前养护工程发展的目标。

1 工程概述

桂柳高速公路于1993年7月开工建设，1997年5月建成通车。其原为水泥混凝土路面，经过十多年的运营，水泥混凝土路面板块断裂严重，混凝土路面裂缝加宽，行车很不舒适，进行路面大修迫在眉睫。在水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土是目前改善原有路面使用性能和提高道路承载能力的一项常用措施。为延缓混凝土路面板缝的反射，土工布在本工程中得到广泛应用。

2 旧水泥混凝土路面加铺沥青层的方案

对旧水泥混凝土路面板的处理方式:1)对破损严重的水泥混凝土面板，破除原面板，浇筑与原混凝土标号一致的混凝土，形成一致的强度。2)对板底脱空的面板，灌注化学浆进行处治，确保在加铺沥青层前，面板的弯沉值符合规范要求。3)对轻微裂缝进行修补，对接缝填缝料进行更换。4)对路面坑洞、错台等病害在路面加铺改造前用砂粒式沥青混凝土填补找平。

旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土结构为:3.5cm SMA-13 SBS改性沥青混凝土上面层+乳化沥青粘层+7cm AC-25沥青混凝土中(下)面层+单面烧毛土工布(满铺)+喷洒1.2 kg/m2～1.4 kg/m2AH-70号沥青粘层+2cm AC-5沥青混凝土调平层+热沥青粘层+处治后的旧水泥混凝土路面(沥青加铺层总厚度为12.5cm)。

对于本工程而言，由于水泥混凝土面板强度较高，将其作为基层，在其上加铺沥青混凝土的这种路面结构强度肯定能满足要求，关键是如何防止反射裂缝的产生。采用铺设土工布是有效抑制或延缓反射裂缝扩展趋势的处理方法，它能降低水泥混凝土板接缝处的沉降量和弯沉差，增加沥青面层弯拉强度和剪切强度。

3 土工布的特性及要求

3.1 土工布的特性

土工布又被称为土工织物，它是由合成纤维通过针刺或编织而成的透水性土工合成材料。成品为布状，一般宽度为4 m～6 m，长度为50 m～100 m。它具有优秀的过滤、隔离、加固防护作用、抗拉强度高、渗透性好、耐高温、抗冷冻、耐老化、耐腐蚀。

土工布分为有纺土工布和无纺土工布，此工程使用无纺土工布。无纺土工布是由长丝或短纤维经过不同的设备和工艺铺排成网状，在经过针刺等工艺让不同的纤维相互交织在一起，相互缠结固着使织物规格化，让织物柔软、丰满、厚实、硬挺，以达到不同的厚度满足使用要求。

3.2 对土工布的要求

1)良好的耐温性。沥青混合料热铺时温度达170℃左右，改性沥青温度更高，要求单面烧毛土工布在此施工温度下不能被熔化或软化，而且能保持正常工作状态，故要求能耐170℃以上的高温。经实验检测，本工程采用的聚酯长丝单面烧毛土工布能耐232℃的高温，符合上述的要求。

2)良好的沥青浸渍性。一般施工是均匀洒布AH-70重交通道路热沥青，再铺单面烧毛土工布，单面烧毛土工布应能吸收热沥青达到饱和，所以要求单面烧毛土工布垂直渗透系数为5×(10－1～10－4)cm/s。

3)抗拉强度及单位面积质量指标。烧毛土工布抗拉强度应不小于8 kN/m，单位面积质量150 g/m2，单位面积质量相对偏差±7%。纵、横向拉伸断裂伸长率不大于30%，经实验检测，本工程采用160 g/m2的产品能满足上述要求。

4)良好的柔性、抗蠕变性及耐磨性。柔性包括韧性与表面硬度两重含义。韧性反映烧毛土工布吸收冲击能量的能力，它可以近似地以材料的抗拉强度与延伸率衡量;一般以CBR试验顶破强度来表示其表面硬度;抗蠕变性反映材料在长期荷载作用下的力学性能，在道路工程应用中是一个不可忽略的重要指标;耐磨性反映材料在重交通作用下的抗疲劳能力。

5)厚度要求。土工布厚度过大或持油量不足，易导致路面与基层结合不好而造成破坏，因此应对烧毛土工布的厚度进行严格限制，应小于2mm，本工程采用厚度为1.6mm单面烧毛土工布，厚度相对偏差±10%。

6)耐酸碱、抗老化性强。要求烧毛土工布在路面使用年限内保持正常工作状态。

4 土工布的施工技术

4.1 施工前的准备

本工程是在2cm AC-5沥青混凝土调平层上喷洒AH-70号沥青粘层后满铺单面烧毛土工布，故必须保持沥青混凝土调平层上无水、脏物、废物等，以免损坏土工布。

土工布使用前应检查其外观质量，要求产品颜色色泽均匀，无明显油污;产品无损伤、破裂;在同一处不允许有两根以上的断丝，同一处断丝两根以内(包括两根)，100 m2内不超过6处;整卷不允许连续出现长度大于2000mm的毛边、散边;每卷的纵向基本长度不允许小于30 m，卷中不得有拼接。

采用沥青洒布车均匀洒布热沥青，事先将AH-70重交通道路沥青加热至150 ℃～170 ℃，用量为1.2 kg/m2～1.4 kg/m2，喷洒沥青的横向范围要比土工布宽5cm～10cm。

4.2 土工布的铺设

土工布在洒布沥青粘层后应该立即开始铺设。土工布铺筑时，应先将一端用固定器固定，然后用机械或人力拉紧，张拉伸长率宜为1.0%～1.5%，并用固定器固定另一端。固定器包括固定钉和固定铁皮。固定钉可采用水泥钉、射钉或膨胀螺钉，钉长8cm～10cm，膨胀螺钉直径宜为6mm;固定铁皮可用厚1mm、宽3cm的铁皮条。

本工程土工布采用机械铺设，土工布铺设机械主要由牵引车、土工布退绕装置和刷子组成。它能够使土工布绷紧，并把土工布平直地铺设在粘结层上，刷子位于土工布的上方，接近于垂直位置，其作用是将铺设在粘结层上的土工布刷平，使之舒展开。

4.3 施工中的注意事项

1)搭接。因为土工布的长度有限，在一卷布铺完后需要搭接。土工布横向应搭接4cm～5cm，并根据摊铺方向，将后一端压在前一端部之下;纵向应搭接4cm～5cm。横向搭接处应采用固定器固定，纵向可以直接用粘层油粘结。

2)弯道与褶皱的处理。土工布应尽可能地铺设成一条直线，当必须转弯时应尽量避免土工布起褶皱。产生褶皱的高度不小于2cm时，应该切开这部分褶皱，然后在铺设方向上再搭接起来，搭接部分用沥青粘合，并用固定器固定。

3)气候的影响。潮湿的路面将影响沥青粘层的粘结度，因此，在潮湿路面上不能施工;湿的布也不宜使用(湿布须晒干再用)，所以土工布不宜露天存放，以避免雨淋;另外，气温过低会影响沥青洒布车的洒布质量，气温在10℃以上才适合施工。

4)交通管制。在铺设时，除了施工车辆外，其他车辆禁止通行，施工车辆禁止在土工布上急刹车和急转弯。

5 结语

桂林至柳州高速公路水泥混凝土路面大修改造工程NoB合同段于2008年4月通车运营至今已3年有余，根据跟踪观测和各项指标检测结果，桂柳高速公路的实际使用效果看来，在旧水泥混凝土路面上采用聚酯长丝单面烧毛土工布充当防裂层再进行沥青混凝土加铺，对于延缓反射裂缝的产生和路面水损害有显著作用，能有效提高路面综合服务水平，延长沥青路面的使用寿命。

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