土工布在水泥稳定碎石基层接缝中的应用

土工布在水泥稳定碎石基层接缝中的应用

【摘 要】为使水泥稳定碎石基层裂缝和沥青面层的反射裂缝减少，使用土工布是既有效又价格适宜的方法之一。漯河市某公路改建工程将土工布应用在水泥稳定碎石基层接缝中，有效地控制了水泥稳定碎石基层的不规则裂缝，沥青混凝土面层的反射裂缝也得到了较好的控制。

【关键词】土工布；水泥稳定碎石基层；接缝；施工工艺 0 引言 近些年，以无机结合料为稳定材料的半刚性基层越来越多地被应用于公路建设、这是因为半刚性基层具有强度高、稳定性好、刚性大、材料板体性好、利于机械化施工、工程造价低等特点，它能承受更大的车辆荷载作用，能适应重交通发展的需要。半刚性基层沥青路面结构正是以其优良的工程性能和显著的经济效益在我国公路建设中得到广泛的应用，已成为各等级公路路面的主要结构型式。

水泥稳定碎石作为半刚性基层的主要代表，由于具有施工方便、早期强度高等特点，被一些地区作为首选材料用于公路路面结构。然而半刚性基层材料尤其是水泥稳定碎石类材料由于其脆性以及对温度、湿度敏感性较强，在强度形成及使用过程中会因温度变化产生温度收缩裂缝和因含水量变化而产生干缩裂缝。当沥青面层较薄时这种裂缝往往会扩展到面层形成反射裂缝。

目前，为使水泥稳定碎石基层裂缝和沥青面层的反射裂缝减少，使用土工布是既有效又价格适宜的方法之一。漯河市近几年修建的沥青混凝土路面大都使用水泥稳定碎石作为基层，在预防和防止水泥稳定碎石基层裂缝和沥青混凝土反射裂缝方面取得了较好的效果。现结合漯河市S220线孟寨至郭庄段公路改建工程中土工布的使用情况，对土工布在沥青混凝土面层基层接缝中的应有作一介绍。

1 工程简介

S220线孟寨至郭庄段公路改建工程，起点桩号为135+800,重点桩号为K145+000，总长9.2km。该路段原路面结构为水泥石灰综合基层+沥青面层，路面宽12m,修建于20世纪90年代。近几年，随着该地区经济的不断发展，一方面公路交通量不断上升，另一方面超载超重现象日益增加，对该路段路面造成了不同程度的损坏。为了完善漯河地区公路网，提高漯河市舞阳县南北方向的交通效率，改善公路交通环境，于2011年6月对该项目进行了加宽改建。

该项目由西安市公路勘察设计所设计，漯河信运监理咨询有限公司中标监理，漯河市公路工程建设总公司承担施工任务。工程设计公路等级为平原微丘区二级公路，计算行车速度为80km/h，路基宽度为24m，路面宽度为16m。结构层设计如下：面层为2.5cm细粒式沥青混凝土AC-10+5.0cm中粒式沥青混凝土AC-20+0.6cm沥青稀浆封层；基层为5%水泥稳定碎石基层，厚18cm；底基层为水泥石灰综合稳定土（水泥：石灰：土=3：10：87）两层，每层各厚18cm。

2 土工布在防治裂缝中的作用分析

水泥稳定碎石基层施工中，由于原材料的控制及集料配合比、水泥剂量、施工工艺等多种因素的影响，工程完成后容易在基层出现不规则裂缝。严重的甚至在沥青混凝土面层中出现反射裂缝。裂缝的存在不仅使车辆行驶质量下降，而且也破坏了路面结构的整体性和连续性，并在一定程度上导致结构强度的削弱。随着雨水或雪水的侵入，基层变软，在大量行车荷载的反复作用下，基层很快发生破坏，并导致上面面层的破坏，影响公路的使用。

经过近几年在公路工程施工中的实践发现，在沥青稀浆封层与水泥稳定碎石基层之间切缝加设土工布材料是防治裂缝的有效措施。其主要作用机理为：

a）路面裂缝的发展分为两个阶段，首先是疲劳开裂，这时结构层底部拉应力是控制应力，其次，裂缝产生后，能量沿新产生的自由面消散，从而导致裂缝扩大，刚度较大的土工织物类材料可以承担较大的底部拉应力，并且通过嵌锁作用提高结构整体刚度，延缓疲劳开裂的发生；

b）土工布具有较大的延伸性，在路面结构中作为柔性应力吸收膜，通过自身变形吸收裂缝尖端的集中应力，阻止裂缝发展，起到了均布作用，从而缓解了裂缝处的应力集中现象；

c)土工布浸透沥青形成不透水层，可以有效防止路表水渗入基层，避免基层进一步恶化。

d）土工布浸透沥青油可有效防止地下水渗入界面，减小沥青面层在反射开裂处的剥离破坏。

3 土工布技术要求分析

采用土工布作为沥青稀浆封层与水泥稳定碎石基层接缝之间的材料，土工布材料的性能将直接影响裂缝的防治效果。不同型号、规格的土工布防止反射裂缝的效果不同，有的甚至会对沥青面层产生不良影响，结合我市的使用情况，土工布应满足以下技术要求：

a）良好的耐温性 沥青混合料热铺时温度会达150℃左右，这就要求土工布材料在这一温度下能保持正常工作，不能熔化或软化；

b）良好的均匀性 土工织物为各向异性材料，为保证强度均匀，经纬两向的强度比，对编织物应不大于1.5，对无纺织物应不大于1.2；

c）良好的耐酸碱性 土工布工作环境较差，要求土工布具有较好的耐酸碱性；

d）良好的抗老化性 保证土工布在路面使用年限内保持正常的工作状态； e)厚度要求 为了防止加设土工布后造成沥青面层产生剥离破坏等不良负效应，应严格限制土工布厚度，以小于2mm为宜。

4 施工工艺要求

4.1 基本施工工艺流程

土工布应用的基本施工工艺流程为：水泥稳定碎石基层施工→养生→切缝→切缝清理→喷洒沥青黏层→铺设土工布→撒布沥青稀浆封层及摊铺沥青混凝土面层。

4.2 对各工序施工的要求

对上述各工序施工工序的具体要求如下：

a）严格按照施工技术规范的要求，采用场拌法集中拌和水泥稳定碎石集料，然后摊铺并碾压成型；

b）水泥稳定碎石施工完成后，立刻采用洒水或者覆盖的方式养生，使水泥稳定碎石基层一直保持湿润状态；

c）待经过养生使水泥稳定碎石达到一定强度后（基层强度过低则切缝不易成型，强度过高则切缝较难），按照图纸要求，每25m切割一道横缝，土工布宽度为60cm；

d）用高压空气喷枪清除切缝内杂物；

e）喷洒沥青黏层，采用国产乳化沥青均匀喷洒，喷洒沥青的横向范围要比土工布宽5cm—10cm；

f）铺设土工布，要求平整、无褶皱，并在喷洒沥青高温状态下及时铺设，可采用人工或机械铺设；

g）铺设完土工布后，应及时撒布沥青稀浆封层并摊铺沥青混凝土面层，以免时间长了土工布被损坏。

5 结语

S220线孟寨至郭庄段公路改建工程，因为在水泥稳定碎石基层中每隔25m切一道缝，并在接缝中粘贴了土工布，有效地控制了水泥稳定碎石基层的不规则裂缝，沥青混凝土面层的反射裂缝也得到了较好的控制。经过一年的使用，效果较好。

目前，漯河市公路管理局对该项目进行了交工验收，经过设计、监理、施工、养护等单位认真的实地检查和验收，路面的各项指标均达到了规范要求，沥青混凝土面层的反射裂缝得到了有效的控制，取得了较好的经济效益和社会效益。

【参考文献】

［1］JTJ/T 019-98公路土工合成材料应用技术规范[S].北京：人民交通出版社，1999.

［2］JTG E50-2006公路工程土工合成材料试验规范程[S].北京：人民交通出版社，2006.