用土工织物加强沥青混凝土路面

赵东宾

(石家庄鼎盛交通建设监理咨询有限公司)

1 概述

公路建设是国家基础设施的重要组成部分。完好的公路网能保证货物运输业的健康发展和运输成本的降低，提高它在现代化交通体系中的竞争力。

自上世纪开始，沥青混凝土路面已在全世界范围内广泛采用，沥青混凝土成为建造公路路面最普及的材料。然而，在目前大交通量和重型车量作用下，沥青混凝土路面已不堪重负。在保证路面强度、平整度、粘着力等基本功能上，令人堪忧。

用土工织物材料加强沥青混凝土路面，在国内外已广泛采用。所采用的加强材料应具有以下两方面的功能:(1)能够承受和重分布拉应力。在车轮返复碾压下它会产生弯曲，但应避免下层结构的残余变形;(2)同样，在温度长期作用下，它也能承受并分布拉应力，避免产生残余变形。

采用土工织物加强的沥青混凝土，还可以抵抗弯拉应力引起的疲劳，提高抵抗温度应力的能力。观察指出，采用合理的设计、施工，土工布的采用可大大降低车辙的出现，增长裂缝步距2～3倍;即使在严寒天气也可以延长沥青混凝土路面使用期1.5～2倍。

2 对土工织物的要求

(1)土工织物的弹性模量必须大大的高于(6～8倍)沥青混凝土，否则在它承受和分布拉应力之前，沥青混凝土早已产生了残余变形。

(2)它的强度应大大的高于沥青混凝土。这是考虑到在车轮返复作用下会产生疲劳现象，降低抗拉能力。

(3)加筋材料与沥青混凝土之间，应具有极高的粘结力，以保证它对拉应力的充分布。

(4)应把加筋材料设置在最大拉应力部位，以充分发挥其潜力。

(5)土工织物不应有过大的徐变，以便很好的承受长期的温度应力。否则，它将不能承受低温引起的应力，甚至由于松弛而丧失了承载能力。

(6)无论是低温还是高温，在其强度和变形性能上应具有长期的稳定性。

(7)未完成上述任务，它和沥青混凝土间，应具有变形协调性，它们的温度线胀系数应接近。

(8)土工织物在水中应不溶解、不氧化、不降低强度。

(9)在建造和运营期间，加筋材料不应该在生态学方面惹出麻烦。

3 土工织物在平面上的布置

在新建或大修路面时，应在平面上合理布置土工织物材料。在行车道宽度方面的布设，首先要考虑车辆荷载的不均匀性;其次要考虑路面以下各层(包括路基)的强度差异。

在具有多车道的干线公路上，不同车道路面的工作状态是很不相同的。由于重型车辆都靠右边车道行驶，因此这个车道的承载能力应比其它车道高些。

汇集在路面上的雨水，大部分都会渗透到路基土中，从而降低了路面的承载力。路面边缘下方的路基土，受浸润后弹性模量下降，使得靠外侧的路面工作状态复杂化，在路面设计时，应予以考虑。

4 土工织物在深度上的布置

设置加筋层深度时，主要原则是能承受温度作用和运输车辆荷载。当考虑温度作用时，应使加筋层尽量靠近路面表层，以最大限度发挥它的抗拉力;当考虑车辆荷载时，应把它放置在沥青路面底层。根据这一原则，在决定加筋层放置深度时，可参照图1进行。加筋层布置分为抗温度型和抗荷载型。如图所示，抗温度型路面应为h1≤h2;抗荷载型应为h1≥h2;h∑/h0值可根据气候区域不同取0.8～1.0。当同时承受温度和车辆荷载作用时，可同时采用两种类型的布置。

把加筋材料直接铺在原有旧路面上，尤其是水泥路面效果很差，应铺在新摊铺的沥青混凝土层或热再生材料上。这是因为，要使加筋材料进行拉力重分布，需要它和被加强材料之间具有强大的粘结力。

当路面强度不满足要求时，用土工织物加强沥青混凝土是无效的。此时，应首先对路面进行加强，必要时还应对路基才去有效措施。

图1 加筋层在深度上的布置

5 土工织物铺设的技术作用

(1)使用土工格栅铺设可减少沥青层内的应力集中，增强该结构抗变形能力。

(2)土工织物对沥青路面的作用，其机理非常复杂，它由以下几项来确定:土工织物、沥青混凝土、沥青浸注、表面结构及施工方法。

6 结论

在沥青混凝土路面中设置土工织物加强层，可以实现亮相目标:(1)减缓或消除裂缝和车辙的形成，降低养护费用，延长路面使用年限;(2)通过减薄路面厚度以降低新建路面的造价。技术—经济比较和实验结果表明，土工织物加强路面能达到第一项目标是最重要的，尽管在某些条件下应考虑第二项目标。

总之，近十几年来用土工织物增强沥青混凝土路面的做法，已从理论、实践和材料产生等方面进行了广泛的研究。期望从设计、施工上逐步改进使这一工艺日臻完善。