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土工布在旧水泥路面改造中的应用
   来源: 福建省交通运输厅       时间: 2009-08-13

  近年来,为满足公路运输的需要,我国在重交通、大交通量的路段上,大力发展水泥混凝土路面。到1997年底,全国水泥混凝土路面里程已达68740km。由于80年代初期修建的水泥路面设计标准偏低、板块偏薄,有的路段出现了不同程度的损块,已不能适应重交通运输的需要。为适应国民经济发展的需要,在水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土面层,可提高水泥路面的使用功能,改善路面的平整度,但如何防止反射裂缝的发生,是道路工程中遇到的一个新课题。

  1 试验方案的提出

  (1)宁杭公路江苏境内句容-宜兴段全长137km,1986~1992年在旧沥青路面(原路基宽10~12m,路面宽7~9m)上相继修建为水泥混凝土路面。主车道宽9m,基层采用混灰结碎石或掺灰塘渣,路面板厚22cm;2×4m宽硬路肩,下基层为石灰土,上基层泥灰结碎石,表面铺3cm沥青表面处治。

  (2)由于近10年来,宁杭线交通量猛增,已达13237辆/d,且重载车辆较多,超载严重,导致该线水泥路面严重损坏。

  (3)为改善宁杭线的路面状况、提高通行能力,对旧的水泥路面采用冲击锤,将病害板块破碎成混凝土块,用水泥砂浆灌浆,振动压路机碾压成型,翻挖硬路肩,用石灰土、二灰碎石进行补强,将硬路肩改造成行车道。使路面达到16m宽,构成4个车道;全幅16m宽,铺筑20cm厚二灰碎石补强层;加铺9cm沥青混凝土面层;维修挡土墙,使挡土墙顶面与路面边缘坡度一致;在挡土墙外侧做2m宽的绿化带。

  (4)宁杭公路南渡段,由于集镇路面设计标高受到限制,增加20m二灰碎石补强层将影响南渡镇的总体规划,慢车道两侧的房屋地面标高将低于路面标高29cm,会妨碍集镇居民的正常生活。在水泥路面上直接加铺沥青面层,将面临如何防止沥青混凝土路面反身裂缝的问题。

  (5)宁杭公路南渡集镇段全长1.44km,主车道路面宽度14m,原水泥混凝土路面板厚22cm。由于路面基层采用泥灰结碎石结构,水稳性较差。加之路面排水不良,造成中间9m宽的路面板块严重损坏。有32%的板块出现了断板、唧泥、脱空、沉陷等不同程度的损坏。

  (6)鉴于南渡镇的特殊情况,为了不影响南渡镇的镇区规划,减少工程量,保证行车通畅,防止半刚性基层与刚性板之间、以及水泥板块之间的接缝出现反射裂缝,采取翻挖破碎板、铺筑二灰碎石补强层、铺设土工布、加铺沥青混凝土面层的试验路方案。

  2 老路补强

  (1)因主车道二侧的2×2.5的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,清理路槽,用二灰碎石补强基层。

  (2)基层补强。由于基层损坏较严重,且破坏深度不等,为便于排水,故对软弱的部份先采用二灰碎石补强,然后再统一采用用22cm厚的二灰碎石层进行补强,并与原水泥混凝土板标高一致。二灰碎石施工中采用压路机进行碾压,对压路机碾压不到的部位,应挖除二灰碎石并用C15贫混凝土补强。

  (3)表面处治。为保证通车,做一层1.5cm的表面处治。先在二灰碎石基层上洒一层沥青(1.5kg/m2),然后撒一层粒径为S10的碎石(15m3/1000m2),再洒第二层沥青(1.1kg/m2),最后再撒粒径为S12石屑(8m3/1000m2)。

  3 基层弯沉测量

  采用BZZ-100型、后轴重10t的标准车,5.4m的长杆弯沉仪,每隔20m对路面基层进行弯沉测量。共测n=240个点,平均弯沉为 =0.245,均方差δ=5.32,计算代表弯沉为δ=0.333mm。其中混土板占1/3,混土板测定点n=28,平均弯沉为=0.104,均方差为δ=5.5,代表弯沉为l代=0.196mm。其中>0.10mm占34.62%,≥0.15mm占11.54%,≥0.20mm占7.69%,≥0.30mm占2.56%。从实测数据发现,混凝土板弯沉较大点处,其相邻的二灰碎石弯沉几乎与之相等,弯沉差仅为0.02mm,最大不超过0.06mm,初步分析,很可能因路面底基层强度低而引起。

  4 铺设土工布

  4.1 铺筑沥青混凝土面层

  由于旧水泥路面与二灰碎石基层相接处平整度达不到5mm的指标,表面处治平整度较差,一般为8mm左右,且表处表面较粗糙,直接粘土工布不易粘牢,故首先铺筑沥青混凝土下面层。在表处和旧水泥路面上洒一层粘层沥青,沥青用量为0.5kg/m2,用摊铺机铺筑半幅7m宽AC-20Ⅰ型沥青混凝土上面层。用压路机碾压密实,待沥青路面冷却后,开放交通,然后再摊铺另外半幅7m宽沥青混凝土下面层。

  4.2 土工布技术要求

  (1)土工布厚度应薄,一般2mm左右,以便于摊铺。

  (2)土工布抗拉强度应大,纵向≥400N/5cm,横向≥280N/5cm ,抗变形能力强。

  (3)土工布熔点≥230℃。

  (4)土工布应拉毛,便于与沥青混凝土粘结。

  4.3 铺筑土工布

  (1)在沥青混凝土路面上用小型沥青洒布机按1.0kg/m2洒布粘层沥青,幅宽为3.8m。

  (2)采用土工布铺筑设备,人工一次摊铺土工布。对不平整处,应用推杆推平,如遇到弯道,应将弯道内侧的土工布用剪刀裁开,然后将一侧摊平,涂刷沥青,再将另外一侧叠盖搭接。

  (3)一卷土工布摊完后,再喷洒另一幅土工布下的粘层沥青,为确保土工布20cm的搭接,要在前一幅摊好的土工布之上边部洒20cm宽的沥青带,然后再摊铺第二幅土工布,土工布纵向搭接不小于20cm。

  4.4 铺筑沥青混凝土上面层

  当二幅土工布铺筑后,可摊铺沥青混凝土上面层。

  (1)在土工布的起始端要用铁钉固定,并洒一层粘层沥青。

  (2)禁止汽车在土工布上刹车、转弯、调头。

  (3)当土工布被汽车拉起,应马上用摊杆推平。

  (4)用沥青混凝土摊铺机摊铺沥青混凝土路面。

  5 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I=11.51,均方差δ=2.22,代表弯沉I代=15.15mm。

  (3)按理论计算,在老路上(δ=0.333mm)加铺10cm沥青混凝土,计算弯沉到达0.25mm,增加一层土工布计算弯沉值能达到0.15mm,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%。

  (4)平整度测量。采用八轮仪测定路面平整度,原路面平整度较差,三米直尺8mm,经加铺沥青面层后平整度均方差为δ=1.03mm。通过几个月的行车,目前尚未发现反射裂缝。

  6 结束语

  通过宁杭公路南渡集镇段试验路可见:

  (1)对破碎混凝土板要挖除,并补强基层,对连续三块完好板可予保留;对板下脱空应进行板下封堵。

  (2)对较长的路段基层补强可采用半刚性基层,在半刚性基层与水泥混凝土板交界处,应将压路机不易压实的部位的二灰碎石凿除,并用C15贫混凝土浇筑齐平。

  (3)对老混凝土板接缝应加灌沥青,可有利于排水。

  (4)应完善纵、横向排水系统,以保证路基稳定。

  (5)在老水泥路面上先摊铺沥青下面层,然后再铺土工布,便于调平老路面,并使土工布粘平、粘牢。

  (6)在旧水泥混凝土路面上加铺沥青面层,铺设符合要求的土工布,可以提高路面的平整度和强度。

  (7)铺设土工布可延缓水泥混凝土路面反射裂缝的发生。

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