土工布在城市道路维修工程中的应用

赵静

（大连市城市交通设计研究院　大连市　116033）

土工布在城市道路维修工程中的应用

赵静

（大连市城市交通设计研究院大连市116033）

城市道路在进行维修工程中铺设土工布，能防治路面发生反射裂纹及不均匀沉降，延长道路使用寿命。本文以大连市东快路大修工程为实例，介绍土工布在该项目中的应用，经后期现场调查，证明该方法在城市中交通道路维修工程中是一种经济有效的技术手段。

城市道路维修；土工布；防止裂缝；不均匀沉降

1　工程概况

大连市东快路建成于1996年，是大连市北部进出市区的一条城市快速路，承担大连进出市区近七成交通量，近年来随着机动车保有量逐年增加，大型化、专业化运输车辆的持续增长，加之年久失修，东快路路基和桥梁部分的水泥铺装层损坏严重，路面上坑槽、车辙等病害随处可见，已经影响到道路行驶舒适和安全性。因此市城建局于2012年启动对东快路的维修工程，对病害进行全面调查，对路面、基础和桥梁铺装进行翻修和重建。东快路起点位于海达广场，终点交华北路，路线全长10.3km，道路部分维修长度为5.4km，维修面积约20万m2，翻修路段采用54cm水泥稳定碎石作为基层，为防止出现不均匀沉降及反射性裂纹，在基层加设土工布，共使用了8100m2，16200延米。

2　土工布在道路结构中作用

土工布是一种重要的路面维修材料，具有较高的抗拉强度和较大的延伸性，且结构均匀，收缩系数小，韧性强，是重交通维修中比较理想的修补材料。其具体作用表现在以下几个方面：

（1）土工布在整个结构中可起到应力吸收夹层的作用。由于土工布具有较高的强度和较大的延伸性，土工布间层将反射裂缝应力由垂直方向转为水平方向，并使应力扩散到更宽的范围，从而缓解裂缝处的应力集中，起到消散水平应变和传递竖向荷载的作用，并且增强沥青混凝土路面的整体抗拉强度，延缓反射裂缝的产生。

（2）土工布在基层与沥青面层之间形成一层有效的防水层。土工布可充分浸透沥青，在层间形成一层有效的防水层，即使面层出现裂缝，也能防止地表水通过裂缝下渗，从而使基层材料不受水破坏而影响其性能。

（3）在铺设土工布时一般采用预拉方式提高其张拉模量，因此对沥青路面起到一定的加筋作用，能有效地改善整体结构中应力分布，抵抗和延缓由于维修时接缝处引起的沥青路面反射裂缝及不均匀沉降的发生，从而提高路面的使用寿命。根据长沙理工大学对无筋和加筋试件的疲劳寿命对比试验可知，在沥青混合料试件中铺设土工布，可延长试件疲劳寿命约1倍以上。

3　土工布在本工程中的应用

东北快速路属于城市快速路，按照当时设计的交通荷载要求，道路基础采用双层共40cm水泥稳定碎石作为基层，能够满足当时交通需求，并且在道路使用前期及早年维修时未见结构层破坏，因此对病害及破损部分进行的是局部处理，并能快速恢复使用功能。但是由于近年车流量迅速增加及车辆载荷持续增大，道路处于超负荷运转状态，承载能力明显不足，路面出现大量车辙、沉陷、坑槽等病害，加上雨雪，温差等自然条件的侵蚀，道路结构层已经损坏严重。

考虑到东北快速路承载的交通量大，维修一次不仅工程投资巨大，对整个城市的交通出行也产生了潜在影响，因此本次维修工程希望在处理好现有路面病害的同时也能够进一步延长道路的使用寿命，推迟路面出现早期损害的时间。

经过方案比较，最终确定在本次维修过程中，增加基层厚度以提高结构层承载能力，水泥稳定碎石基层由双层40cm改为三层54cm。同时还采用了在沥青面层和基层之间加铺土工布的方式以增强路面抗拉强度，减少反射裂缝的发生。由于道路基层结构加厚，应力分散能力与原有基层存在差异，同时挖掘修复将基层分割成不同块，破坏了道路基础的整体性。面层在新老基层交界处会出现裂缝和沉降，通过在接缝区域四周铺设土工布，裂纹及不均匀沉降情况得到有效缓解，从而提高道路使用寿命。

4　土工布施工工序

沥青路面加铺土工布，对该材料有一定的技术要求：

（1）土工布应有合适的厚度，既不能太薄也不能过厚，过厚容易导致上下层结合不好而出现剥离现象，厚度以不小于2mm为宜。

（2）要有一定的耐高温性能，土工布熔点应大于170℃，否则手沥青混凝土摊铺时高温影响，其材料性能会发生明显变化。

（3）土工布要有较高的抗拉性和较强的吸附性，其抗拉强度应不小于8kN/m2，表面要均匀，可以吸收、渗透沥青，从而与路面充分粘结。

本项目在加铺土工布时具体施工工序如下：

（1）将沉陷车辙等病害部分路面面层铣刨，铣刨区域长宽均应大于需处理区域2m以上。

（2）将破损基层彻底清除，路床下挖至设计标高重新碾压并换填新水稳料碾压至压实度合格，封闭养生。

（3）将基层表面的杂物灰尘清扫干净，喷洒粘层油，并控制用量在1.2kg/m2，防止后期沥青上浮造成路面泛油。

（4）待粘层油稀释剂基本发挥后，铺设土工布，铺设时应对土工布进行预拉伸，伸长率控制在1.0～1.5％，以便充分发挥其性能，铺设时应将一侧拉紧固定，平直的紧贴路面向前铺设，土工布铺设必须在失去粘结性以前完成，铺完后用轮胎压路机碾压使之紧密结合平整，不得有折叠起皱，搭接处长度不小于15cm。

（5）在土工布上摊铺沥青混凝土面层，本次维修采用的面层结构为4cm细粒式改性沥青+5cm中粒式沥青混凝土+8cm粗粒式沥青混凝土。

5　道路使用现状分析

本工程于2013年4月28日通车，至2014年12月28日对铺装有土工布的路段进行路面调查，结果显示路面平整性良好，未见出现明显沉降及反射性裂缝（如图1～2）。

6　结束语

图1　土工布铺设现场图

图2　东快路维修后图

以往对龟裂，坑槽等病害的维修是将病害范围的道路面层部分挖除，重新铺筑沥青混合料，虽然重新铺筑后的路面短期内可以达到整旧如新的效果，但使用一段时间后，裂缝会很快反射到面层，在雨雪等气候条件作用下，龟裂、坑槽等病害依旧发生，如此周而复始的反复修补，不仅影响道路的完整性，不断投入道路维修资金，也给城市管理者带来很大压力。土工布的使用不仅能有效对抗反射裂缝的发展，延长道路的维修周期，其经济效益也是明显的，10元/m2左右的价格明显比挖补维修价格要低的多，延长道路使用寿命的效果也明显。结合本次东快路维修工程，使用一年后的情况与同期修补的其他未铺设土工布的路段对比，延缓道路发生反射裂缝、车辙等病害的效果正初步显现。

U418.8

A

1673-0038（2015）04-0148-02

2015-1-8