土工格栅在城市旧路改造中的应用

【摘 要】文章介绍了在城市旧水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土面层时，铺设土工格栅防治沥青混凝土路面反射裂缝的施工工艺技术。 　　【关键词】土工格栅；沥青混凝土路面；反射裂缝防治 【中图分类号】 O211；TP31 【文献标识码】 A 【文章编号】 1007-7723（2006）01-0136-02 【收稿日期】2005-11-03 【作者简介】胡德超，供职于柳州市建设投资开发有限责任公司；李海平，供职于柳州市建设投资开发有限责任公司。 近年来，随着改革开放的深入，经济高速发展，汽车快速地进入家庭，20世纪80年代末修建的城市市区道路从路面的结构到路面的宽度、道路的拐弯半径等都已不能适应城市发展和城市交通运输的需要。为适应城市交通运输的发展需要，在原有道路线型基础上拓宽和在原水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土面层，可提高城市道路的交通运输能力和水泥路面的使用功能，改善路面的平整度，减少汽车行驶的噪音。但如何防止原有水泥路面以及拓宽路面与原有路面之间接缝的反射型裂缝的发生，是城市道路改造中遇到的一个新课题。 　　一、方案的提出 　　经过改革开发二十多年的发展，柳州市文惠路、广场路的交通流量猛增，路面变得相对狭窄，成了柳江河南、北半岛的交通瓶颈。为改善柳江南北两岸道路交通不畅的状况，提高道路的通行能力，对80年代末在旧沥青路面上相继修建全长605米主车道宽10m的文惠路水泥混凝土路面，及全长为460m主车道宽18m的广场路进行拓宽改造。文惠路车行道由原来的10m拓宽到15.5m，构成4车道；广场路车行道由原来的18m，拓宽到30m，构成8车道。 　　鉴于这两条道路位置及周边环境的特殊性，道路设计保留原有的水泥混凝土路面作为道路基层，且只考虑单边拓宽。但单边拓宽将出现路拱不对称，影响行车安全和拓宽部分的路面与旧水泥路面的衔接问题，以及按原水泥路面进行拓宽后，车速提高产生更大噪音对道路两侧居民造成更大的影响。故为了解决上述问题，采用在水泥路面上加铺改性沥青面层，但将面临如何防止沥青混凝土路面产生反射裂缝的问题。为防止半刚性基层与刚性板之间、以及旧水泥板块之间、新旧水泥混凝土板块之间的接缝出现反射裂缝，采用铺设玻璃纤维土工格栅、加铺改性沥青混凝土面层的方案。 　　二、旧路及拓宽范围的基层处理 　　（一）旧路基层状况。经调查，路面损坏评定状况为中等，水泥混凝土板块损坏较少，故采用液压镐破碎、凿除旧混凝土病害板并清理路槽，用C20混凝土补强基层。 　　（二）拓宽部分基层处理。因拓宽部分就是原来的人行道，原人行道下面布置有通信管线、高压电力电缆、给水管道等地下设施，这些管线无法中断，只能采用混凝土就地进行保护，其余拓宽范围能用压路机碾压的采用级配碎石，宽度不够上不了压路机的采用片石混凝土做底基层，基层采用20cm厚C20早强混凝土。 　　（三）接缝处理。混凝土板路面接缝不但是受力薄弱处，也是雨水进入基层的必经之处，因此必须处理好。在实施中由于没有清缝机，故先用混凝土板切割机先对准接缝切割，割松并剔除填缝后再用压缩空气清除干净缝隙中其它的泥土杂物，然后重新灌注沥青码蹄脂填缝料进行封缝，以防止雨水通过接缝进入基层引起病害。 （四）减缓反射裂缝的措施。反射裂缝是由于旧面层在接缝或裂缝附近的位移，引起接缝或裂缝上方沥青混凝土加铺层内出现应力集中所造成的，其包括因温度和湿度变化而产生的水平位移以及因交通荷载作用而产生的竖向剪切位移。而根据国内外理论，在旧混凝土板与加铺层之间设置玻纤土工格栅加筋层可以使沥青混凝土加铺层底面的应力或应变因离开应力集中的接缝或裂缝端部而降低，同时也可以改变加铺层结构的抗拉和抗剪切能力，从而可以有效减少由荷载、温度、地基脱空等产生的不利影响和提高沥青混凝土加铺层的抗反射裂缝能力；且根据研究，在加铺层底部加设土工格栅时，延缓反射裂缝的效果非常明显。故本工程在加铺层底部采用玻纤格栅作为加筋层面来作为减缓反射裂缝的措施。 　　三、基层弯沿测量 　　采用BZZ－100型、后轴重10t的标准车，5.4m的长杆弯沉仪，每隔20m对拓宽范围路面基层进行弯沉测量。共测N＝90个点，平均弯沉为L＝0.240 mm，均方差S＝5.28，计算代表弯沉为L＝0.331mm。混土板测定点n=28，平均弯沉为L=0.102mm，均方差为δ=5.4，代表弯沉为L=0.195mm。其中＞0.10mm占34.60%，≥0.15mm占11.51%，≥0.20mm占7.70%，≥0.30mm占2.55%。以上结果符合设计要求。 　　四、铺设土工格栅 　　（一）路面铺筑。由于旧水泥混凝土路面，以及新拓宽部分的混凝土路面是沿按旧水泥混凝土路面的坡度进行浇筑的，表面的平整度较好，但是由于混凝土路面的路拱不对称，要调整为路拱对中，则路拱两边路面的沥青铺筑厚度是不相同的，最薄的为7cm，最厚的为15 cm，因此，采用沥青碎石作为沥青混凝土调平层。调平层铺筑完后，再进行面层的铺筑。 　　（二）土工格栅技术要求 　　1．土工格栅厚度应薄，一般3.0mm左右，以便摊铺； 　　2．格栅网格尺寸应为0.5～1.0倍骨料粒径。本工程采用25.4×25.4mm； 　　3．土工格栅抗拉强度应选大值，纵向大于等于50KN/M，横向大于等于50KN/M，抗变形能力强； 　　4．伸长率小于4％； 　　5．含胶量大于等于20％； 　　6．土工格栅采用自粘式，幅宽为2m，耐温性－100至280摄氏度。 　　（三）铺筑土工格栅 　　1．在清扫干净的水泥混凝土路面上用小型沥青洒布机按0.5㎏/㎡喷洒粘层乳化沥青，幅宽为2.0 m； 　　2．在大气温度10℃以上，路面不潮湿时喷洒粘层乳化沥青； 　　3．在喷洒粘层乳化沥青后，待粘层沥青已破乳时开始进行土工格栅铺设。铺设完土工格栅后，用轻型胶轮压路机在其上作适度碾压，以确保土工格栅与原路面有良好的粘接。 　　4．采用土工格栅铺筑设备，人工一次摊铺土工格栅。对不平整处，应用摊杆推平，如遇到弯道，应将弯道内侧的土工格栅用剪力裁开，然后将一侧推平，涂刷沥青，再将另一侧叠盖搭接，铺设时应保证平顺并使纵横向张紧。 　　5．一卷土工格栅摊完后，再喷洒另一幅土工格栅的粘层沥青。铺设时土工格栅的搭接：纵向距离不小于15 cm，横向距离不小于10 cm；要在前一幅摊好的土工格栅上补洒20 cm的沥青带，然后再摊铺第二幅土工格栅。按此铺摊的工艺顺序直到半幅路面的土工格栅铺满，并超出半幅路面宽度20 cm，以便与第二幅路面的土工格栅搭按。 　　（四）铺筑沥青砼 　　1．为了方便汽车在土工格栅上和已喷洒沥青路面上行走而不带动土工格栅，在半幅路面摊铺完土工格栅后，再洒上5mm的石粉。 　　2．在土工格栅的起始端要用铁钉加强固定，并洒一层粘层沥青。 　　3．禁止汽车在土工格栅上刹车、转弯、调头。 　　4．当土工格栅被汽车拉起，应立即用摊杆推平。 　　5．用沥青混凝土铺机摊铺沥青混凝土路面。 　　五、试验路检测 　　1.弯沉测定。试验路铺筑后，用BZZ-100型标准汽车、5.4m长杆弯沉仪，每隔50m测定混凝路面弯沉值。 　　2.实侧弯沉和平均弯沉L=11.50 mm，均方差δ=2.21，代表弯沉L?代=15.14mm。 　　3.按理论计算，在旧路上(δ=0.330mm)加铺10cm沥青混凝土，计算弯沉到达0.24mm，增加一层土工格栅计算弯沉值能达到0.14mm，相当于增加了8cm厚的沥青混凝土，实测数据表明＞0.10mm的点占2.8%；≥0.15mm的点占2%，≥0.30点占1.1%。以上数据表明在沥青混凝土中加设土工格栅作用明显。 　　六、结语 　　文惠路经过一年三个月、广场路经过半年的行车，目前尚未发现反射裂缝，效果良好。 　　通过文惠路、广场路两条路的实践可见： 　　1.在既有水泥混凝土道路上加铺沥青混凝土面层前必须对旧路面的病害进行处理，更换破碎断裂板与板底脱空板，并对所有接缝进行清缝和重新灌缝处理，以防止雨水通过接缝进入基层。 　　2.拓宽部分基层必须强度大、弯沉小，在拓宽与旧混凝土板之间搭接部位和在旧水泥混凝土路面上加设土工格栅，均能够增强路面整体刚度，使沥青表面弯沉减小，从而提高沥青加铺层的高温抗车辙能力，可有效防止反射裂缝的产生 　　 【参考文献】 　　[1]土工合成材料应用技术规范（GB50290-98）[S]． 　　[2]中华人民共和国建材行业标准（JC839.1-1998）[S]．