沥青路面修补工程中防裂土工布的应用

【摘要】近年来，随着我国社会经济的飞速发展，沥青材料在道路建设中发挥着重要的作用，但也存在着一些问题，尤其是沥青路面出现裂缝时的修补。作为一种有效的防裂材料，土工布在沥青路面修补工程中起着重要的作用。本文借助作者亲身参加S315省道（兰贺线）婺城段2011年路面大中修工程中应用防裂土工布是否能有效防止沥青面层裂缝的发生对现今沥青路面出现裂缝的原因和土工布的防裂机理进行深入的分析，并在此基础上说明土工布应在现代工程建设中广泛的应用和推广。

【关键词】沥青路面；修补；防裂；土工布；研究

沥青路面最常出现的一种病害就是裂缝，一旦出现了网裂或者裂缝，就必须及时进行修补，否则裂缝渗水就会使路面病害扩大化，减少路面的使用寿命。目前来看，针对该病害无论是用石油沥青还是改性乳化沥青对裂缝路面进行灌缝处理，效果都不明显。随着其表层和基层温度的收缩，修补后的裂缝仍然会在原来的位置在此裂开。不但增加了维护费用，而且起不到修补的效果。多年来，在我婺城区S315省道、S313省道及其他县乡道所有的沥青路面上，在过往车辆荷载的反复作用下，沥青面层出现裂缝的程度越来越严重并逐年加剧，针对此本地区有关公路管理部门专门多次组织召开技术研讨会，商讨如何遏制出现这种现象的办法和措施，但显然用乳化沥青灌缝等老办法修补裂缝事实证明是不可行的，基于此，在S315省道（兰贺线）婺城段2011年路面大中修工程中对沥青路面的裂缝处理采用了铺设土工布的新工艺，目的就是在研透防裂土工布的机理情况下用应用的实际来进一步验证土工布在沥青路面中车辆荷载的作用下是可以起到有效防止裂缝出现的，在今后的工程施工中运用土工布来防止裂缝出现也是目前较为有效的办法之一。下面就防裂土工布的机理作用等分三个方面来进行分析：

一、沥青路面出现裂缝的原因

据调查显示，造成沥青路面裂缝的原因很多且裂缝形式各异，总结之，主要表现为两大类：第一种是由于荷载产生的结构性裂缝；第二种是由于温度变化产生的温度裂缝，它又包括低温收缩裂缝与疲劳裂缝。具体分析如下：

第一，结构性裂缝。一般而言，造成沥青路面结构性裂缝的主要原因是路面行车荷载。由于沥青路面结构层的强度太低，在行车荷载的经常作用下，半刚性基层板的底部就会产生一种拉应力，当这种拉应力超过半刚性基层材料的抗拉强度时，基层板底就会出现开裂现象。对着时间的推移，底部裂缝就会逐渐延伸到上部，最终造成沥青路面开裂。

第二，温度裂缝。除了结构性裂缝外，温度也会引起沥青路面产生裂缝。当路面温度持续下降时，路面结构材料就会逐渐变硬，同时开始收缩，当收缩产生的拉应力大于路面结构材料抗拉强度时，就会导致沥青路面开裂。从表现情况来看，温度裂缝可以分为缩裂缝和劳裂缝。收缩裂缝主要是由于温度和路面材料造成的，其基本原理就是温度下降使沥青材料变硬，收缩拉力超过抗拉强度时，就产生开裂现象；疲劳裂缝经常发生在日温比较差大的地区，温度反复升降使沥青路面温度应力疲劳，沥青材料的应变能力减退，再加上沥青材料的不断老化，最终超过了沥青路面的抗拉强度而产生裂缝。

此外，由于我国的沥青路面基层一般都采用半刚性基层，因此经常会出现反射裂缝与对应裂缝，如果不及时进行有效的修补，将会严重影响道路的安全性能。

二、土工布防治沥青路面裂缝的机理

土工布，又常被称为土工织物，它是一种由合成纤维经过针刺或者编织而成，具有很强透水性能的土工合成材料。其作用是在不同层次的结构层之间铺设土工布后让不同的各层结构分离，形成稳定的分界面，按照要求发挥各自的特性和整体作用，起到良好的反滤隔离功能和防止基层的反射裂缝，确保沥青路面在未来使用过程中因裂缝的减少而相对延长其使用寿命。土工布的成品一般为布状，长度50至100米，宽度大约4至6米。土工布的功能比较多，一般而言，它具有隔离、加筋、过滤、防护、排水以及防渗(封闭)等功能。但是土工布的功能一般都是相对于工程的应用要求而言，对于不同的场合选用不同的功能。由于土工布的功能比较多，因此在各种工程建设过程中都得到了广泛的应用和推广。

防裂土工布对于沥青路面的修补工程具有很大的帮助，其防裂机理主要表现在以下几个方面：

第一，防裂土工布的延伸能力比较强，可以使半刚性反弹应力分散，从而有效地分解了裂缝处集中的应力。简单来说就是防裂土工布吸收了部分应力能量，同时也承担了一部分水平方向上的应力，从而有效地避免了沥青路面的开裂。尤其对于那些将要延伸的反射裂缝，土工布可以充分利用其韧性来阻隔这种应力作用，进而减少反射裂缝的产生。

第二，防裂土工布的导热系数比较低，当外界环境的温度超过道路基层的温度时，防裂土工布就会阻断二者之间的热量传递。由此可见，防裂土工布起到了有效的隔热、保温效果，通过减缓外部环境与基层之间的温差，来减小沥青路面的温差应力，从而降低了温度型裂缝的产生几率。

第三，防裂土工布在浸透沥青油之后，就会紧紧地贴在其上面，这样一来渗透系数就会降低两个数量等级。由土工布与沥青粘合在一起形成的沥青布，要比我们平时所用的沥青混凝土抗渗性还要好。它不但可以使沥青路面的拉伸强度大大提升、减少裂缝，而且还能形成一道密封的防水层，从而对路面的基层材料起到很好的保护作用（不会使其用水分的侵蚀而过早的损坏）。

三、土工布在沥青路面裂缝修补工程中的具体应用

通过以上对土工布材料的性能介绍，我们知道该材料会对沥青路面的修补工程起到很大的作用，施工中的具体应用如下：

（一）施工前的准备

在利用土工布对开裂的沥青路面进行修补前，应先做好以下准备工作：一般而言，修补工期应当安排在上半年，在雨季来临前竣工，因此最佳的施工期应是5月上旬到6月中旬，这段时间气温不低于10℃，有利于土工布材料成型；要对原路面出现的坑槽、裂缝等病害按规范要求先行处治；工作人员的素质和技能一定要有保证，必要时可进行专业培训；同时还要先对沥青铺设机械设备、碾压机械设备以及其他工具进行严格的检修，确保设备的齐全和良好性能。

（二）具体施工过程

在做好各项施工前的准备后，就开始具体的修补施工。该过程的质量直接决定着对沥青路面裂缝的修补效果，因此应当保证各个环节的施工质量。具体主要表现在以下几个方面：

1、放样、开挖沥青面层、清扫基层

(1)放样把需要修补的沥青路面按矩形划出轮廓线，为保证槽壁垂直。采用切缝机切割再用挖掘机开挖沥青面层。

(2)将基层上尖锐、突兀的部位予以铲平，对基层严重破损、凹陷、破碎处铲除，铲除破碎部位后用水泥砂浆填补（如果挖除的厚度大于15cm以上采用半刚性水泥稳定碎石基层填补）。

(3)保养期到后清除基层上的尘土、松散颗粒及杂物，表面保持干燥。

2、洒布透层油、铺土工布、喷洒粘层油

(1)洒布热沥青透层油，用量约为0.8～1.2kg/m2，喷洒要均匀。

(2)沥青温度与用量的控制。一般而言，沥青出料时的温度应当保持在160至170摄氏度之间，洒在土工布上的温度也不能低于140摄氏度，并且要设专人控制该项指标；喷洒沥青时一定要保持均匀、修补边缘到位顺直。如果需要使用喷枪进行人工喷洒，则必须遵循从修补中心向两侧呈椭圆形的原则进行，以便于舒展压平纤维布的接缝，从而减少皱褶。

(3)铺设土工布，先将一端用固定器固定，然后用人力或机械拉紧，张拉伸长率宜为1.0％～1.5％，并用固定器固定另一端。土工布横向搭接4cm～5cm，并根据摊铺方向，将后一端压在前一端之下，纵向搭接4cm～5cm，横向搭接采用固定器固定，纵向直接用粘层油固定。

(4)洒布热沥青粘层油。用量约为0.4～0.6kg/m2，注意洒布均匀。

3、施工沥青面层

沥青面层施工方法与普通沥青路面面层施工方法一致，但注意施工车辆不得在土工布上急转弯，在摊铺时如出现沥青混凝土摊铺机机轮打滑的现象。在粘层油表面撒石屑，石屑用量为3m3/1000m2～5m3/1000m2。

通过以上施工过程，基本上就完成了对沥青路面裂缝的修补工程，最后需要做的就是对修补处的初期养护。利用土工布修补沥青路面的裂缝后，初期养护是保证工程质量的关键。在修补后的初期，应对过往车辆加强控制，在最初的两个星期内，决不允许车辆全速通过，以免再对刚修补的位置造成结构性伤害。

结语

总而言之，裂缝作为沥青路面最常出现的一种病害，必须及时进行防治，一旦裂缝渗水将会使路面病害扩大，进而减少路面的使用寿命。土工布的使用在沥青路面的裂缝修补工程中发挥着巨大的作用，因此我们应不断实现该技术的创新，为道路建设事业的发展保驾护航。