土工布在城市道路維修工程中的應(yīng)用

趙靜

（大連市城市交通設(shè)計研究院　大連市　116033）

土工布在城市道路維修工程中的應(yīng)用

趙靜

（大連市城市交通設(shè)計研究院大連市116033）

城市道路在進行維修工程中鋪設(shè)土工布，能防治路面發(fā)生反射裂紋及不均勻沉降，延長道路使用壽命。本文以大連市東快路大修工程為實例，介紹土工布在該項目中的應(yīng)用，經(jīng)后期現(xiàn)場調(diào)查，證明該方法在城市中交通道路維修工程中是一種經(jīng)濟有效的技術(shù)手段。

城市道路維修；土工布；防止裂縫；不均勻沉降

1　工程概況

大連市東快路建成于1996年，是大連市北部進出市區(qū)的一條城市快速路，承擔大連進出市區(qū)近七成交通量，近年來隨著機動車保有量逐年增加，大型化、專業(yè)化運輸車輛的持續(xù)增長，加之年久失修，東快路路基和橋梁部分的水泥鋪裝層損壞嚴重，路面上坑槽、車轍等病害隨處可見，已經(jīng)影響到道路行駛舒適和安全性。因此市城建局于2012年啟動對東快路的維修工程，對病害進行全面調(diào)查，對路面、基礎(chǔ)和橋梁鋪裝進行翻修和重建。東快路起點位于海達廣場，終點交華北路，路線全長10.3km，道路部分維修長度為5.4km，維修面積約20萬m2，翻修路段采用54cm水泥穩(wěn)定碎石作為基層，為防止出現(xiàn)不均勻沉降及反射性裂紋，在基層加設(shè)土工布，共使用了8100m2，16200延米。

2　土工布在道路結(jié)構(gòu)中作用

土工布是一種重要的路面維修材料，具有較高的抗拉強度和較大的延伸性，且結(jié)構(gòu)均勻，收縮系數(shù)小，韌性強，是重交通維修中比較理想的修補材料。其具體作用表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）土工布在整個結(jié)構(gòu)中可起到應(yīng)力吸收夾層的作用。由于土工布具有較高的強度和較大的延伸性，土工布間層將反射裂縫應(yīng)力由垂直方向轉(zhuǎn)為水平方向，并使應(yīng)力擴散到更寬的范圍，從而緩解裂縫處的應(yīng)力集中，起到消散水平應(yīng)變和傳遞豎向荷載的作用，并且增強瀝青混凝土路面的整體抗拉強度，延緩反射裂縫的產(chǎn)生。

（2）土工布在基層與瀝青面層之間形成一層有效的防水層。土工布可充分浸透瀝青，在層間形成一層有效的防水層，即使面層出現(xiàn)裂縫，也能防止地表水通過裂縫下滲，從而使基層材料不受水破壞而影響其性能。

（3）在鋪設(shè)土工布時一般采用預(yù)拉方式提高其張拉模量，因此對瀝青路面起到一定的加筋作用，能有效地改善整體結(jié)構(gòu)中應(yīng)力分布，抵抗和延緩由于維修時接縫處引起的瀝青路面反射裂縫及不均勻沉降的發(fā)生，從而提高路面的使用壽命。根據(jù)長沙理工大學(xué)對無筋和加筋試件的疲勞壽命對比試驗可知，在瀝青混合料試件中鋪設(shè)土工布，可延長試件疲勞壽命約1倍以上。

3　土工布在本工程中的應(yīng)用

東北快速路屬于城市快速路，按照當時設(shè)計的交通荷載要求，道路基礎(chǔ)采用雙層共40cm水泥穩(wěn)定碎石作為基層，能夠滿足當時交通需求，并且在道路使用前期及早年維修時未見結(jié)構(gòu)層破壞，因此對病害及破損部分進行的是局部處理，并能快速恢復(fù)使用功能。但是由于近年車流量迅速增加及車輛載荷持續(xù)增大，道路處于超負荷運轉(zhuǎn)狀態(tài)，承載能力明顯不足，路面出現(xiàn)大量車轍、沉陷、坑槽等病害，加上雨雪，溫差等自然條件的侵蝕，道路結(jié)構(gòu)層已經(jīng)損壞嚴重。

考慮到東北快速路承載的交通量大，維修一次不僅工程投資巨大，對整個城市的交通出行也產(chǎn)生了潛在影響，因此本次維修工程希望在處理好現(xiàn)有路面病害的同時也能夠進一步延長道路的使用壽命，推遲路面出現(xiàn)早期損害的時間。

經(jīng)過方案比較，最終確定在本次維修過程中，增加基層厚度以提高結(jié)構(gòu)層承載能力，水泥穩(wěn)定碎石基層由雙層40cm改為三層54cm。同時還采用了在瀝青面層和基層之間加鋪土工布的方式以增強路面抗拉強度，減少反射裂縫的發(fā)生。由于道路基層結(jié)構(gòu)加厚，應(yīng)力分散能力與原有基層存在差異，同時挖掘修復(fù)將基層分割成不同塊，破壞了道路基礎(chǔ)的整體性。面層在新老基層交界處會出現(xiàn)裂縫和沉降，通過在接縫區(qū)域四周鋪設(shè)土工布，裂紋及不均勻沉降情況得到有效緩解，從而提高道路使用壽命。

4　土工布施工工序

瀝青路面加鋪土工布，對該材料有一定的技術(shù)要求：

（1）土工布應(yīng)有合適的厚度，既不能太薄也不能過厚，過厚容易導(dǎo)致上下層結(jié)合不好而出現(xiàn)剝離現(xiàn)象，厚度以不小于2mm為宜。

（2）要有一定的耐高溫性能，土工布熔點應(yīng)大于170℃，否則手瀝青混凝土攤鋪時高溫影響，其材料性能會發(fā)生明顯變化。

（3）土工布要有較高的抗拉性和較強的吸附性，其抗拉強度應(yīng)不小于8kN/m2，表面要均勻，可以吸收、滲透瀝青，從而與路面充分粘結(jié)。

本項目在加鋪土工布時具體施工工序如下：

（1）將沉陷車轍等病害部分路面面層銑刨，銑刨區(qū)域長寬均應(yīng)大于需處理區(qū)域2m以上。

（2）將破損基層徹底清除，路床下挖至設(shè)計標高重新碾壓并換填新水穩(wěn)料碾壓至壓實度合格，封閉養(yǎng)生。

（3）將基層表面的雜物灰塵清掃干凈，噴灑粘層油，并控制用量在1.2kg/m2，防止后期瀝青上浮造成路面泛油。

（4）待粘層油稀釋劑基本發(fā)揮后，鋪設(shè)土工布，鋪設(shè)時應(yīng)對土工布進行預(yù)拉伸，伸長率控制在1.0～1.5％，以便充分發(fā)揮其性能，鋪設(shè)時應(yīng)將一側(cè)拉緊固定，平直的緊貼路面向前鋪設(shè)，土工布鋪設(shè)必須在失去粘結(jié)性以前完成，鋪完后用輪胎壓路機碾壓使之緊密結(jié)合平整，不得有折疊起皺，搭接處長度不小于15cm。

（5）在土工布上攤鋪瀝青混凝土面層，本次維修采用的面層結(jié)構(gòu)為4cm細粒式改性瀝青+5cm中粒式瀝青混凝土+8cm粗粒式瀝青混凝土。

5　道路使用現(xiàn)狀分析

本工程于2013年4月28日通車，至2014年12月28日對鋪裝有土工布的路段進行路面調(diào)查，結(jié)果顯示路面平整性良好，未見出現(xiàn)明顯沉降及反射性裂縫（如圖1～2）。

6　結(jié)束語

圖1　土工布鋪設(shè)現(xiàn)場圖

圖2　東快路維修后圖

以往對龜裂，坑槽等病害的維修是將病害范圍的道路面層部分挖除，重新鋪筑瀝青混合料，雖然重新鋪筑后的路面短期內(nèi)可以達到整舊如新的效果，但使用一段時間后，裂縫會很快反射到面層，在雨雪等氣候條件作用下，龜裂、坑槽等病害依舊發(fā)生，如此周而復(fù)始的反復(fù)修補，不僅影響道路的完整性，不斷投入道路維修資金，也給城市管理者帶來很大壓力。土工布的使用不僅能有效對抗反射裂縫的發(fā)展，延長道路的維修周期，其經(jīng)濟效益也是明顯的，10元/m2左右的價格明顯比挖補維修價格要低的多，延長道路使用壽命的效果也明顯。結(jié)合本次東快路維修工程，使用一年后的情況與同期修補的其他未鋪設(shè)土工布的路段對比，延緩道路發(fā)生反射裂縫、車轍等病害的效果正初步顯現(xiàn)。

U418.8

A

1673-0038（2015）04-0148-02

2015-1-8