用土工織物加強瀝青混凝土路面

趙東賓

(石家莊鼎盛交通建設監理咨詢有限公司)

1 概述

公路建設是國家基礎設施的重要組成部分。完好的公路網能保證貨物運輸業的健康發展和運輸成本的降低，提高它在現代化交通體系中的競爭力。

自上世紀開始，瀝青混凝土路面已在全世界范圍內廣泛采用，瀝青混凝土成為建造公路路面最普及的材料。然而，在目前大交通量和重型車量作用下，瀝青混凝土路面已不堪重負。在保證路面強度、平整度、粘著力等基本功能上，令人堪憂。

用土工織物材料加強瀝青混凝土路面，在國內外已廣泛采用。所采用的加強材料應具有以下兩方面的功能:(1)能夠承受和重分布拉應力。在車輪返復碾壓下它會產生彎曲，但應避免下層結構的殘余變形;(2)同樣，在溫度長期作用下，它也能承受并分布拉應力，避免產生殘余變形。

采用土工織物加強的瀝青混凝土，還可以抵抗彎拉應力引起的疲勞，提高抵抗溫度應力的能力。觀察指出，采用合理的設計、施工，土工布的采用可大大降低車轍的出現，增長裂縫步距2～3倍;即使在嚴寒天氣也可以延長瀝青混凝土路面使用期1.5～2倍。

2 對土工織物的要求

(1)土工織物的彈性模量必須大大的高于(6～8倍)瀝青混凝土，否則在它承受和分布拉應力之前，瀝青混凝土早已產生了殘余變形。

(2)它的強度應大大的高于瀝青混凝土。這是考慮到在車輪返復作用下會產生疲勞現象，降低抗拉能力。

(3)加筋材料與瀝青混凝土之間，應具有極高的粘結力，以保證它對拉應力的充分布。

(4)應把加筋材料設置在最大拉應力部位，以充分發揮其潛力。

(5)土工織物不應有過大的徐變，以便很好的承受長期的溫度應力。否則，它將不能承受低溫引起的應力，甚至由于松弛而喪失了承載能力。

(6)無論是低溫還是高溫，在其強度和變形性能上應具有長期的穩定性。

(7)未完成上述任務，它和瀝青混凝土間，應具有變形協調性，它們的溫度線脹系數應接近。

(8)土工織物在水中應不溶解、不氧化、不降低強度。

(9)在建造和運營期間，加筋材料不應該在生態學方面惹出麻煩。

3 土工織物在平面上的布置

在新建或大修路面時，應在平面上合理布置土工織物材料。在行車道寬度方面的布設，首先要考慮車輛荷載的不均勻性;其次要考慮路面以下各層(包括路基)的強度差異。

在具有多車道的干線公路上，不同車道路面的工作狀態是很不相同的。由于重型車輛都靠右邊車道行駛，因此這個車道的承載能力應比其它車道高些。

匯集在路面上的雨水，大部分都會滲透到路基土中，從而降低了路面的承載力。路面邊緣下方的路基土，受浸潤后彈性模量下降，使得靠外側的路面工作狀態復雜化，在路面設計時，應予以考慮。

4 土工織物在深度上的布置

設置加筋層深度時，主要原則是能承受溫度作用和運輸車輛荷載。當考慮溫度作用時，應使加筋層盡量靠近路面表層，以最大限度發揮它的抗拉力;當考慮車輛荷載時，應把它放置在瀝青路面底層。根據這一原則，在決定加筋層放置深度時，可參照圖1進行。加筋層布置分為抗溫度型和抗荷載型。如圖所示，抗溫度型路面應為h1≤h2;抗荷載型應為h1≥h2;h∑/h0值可根據氣候區域不同取0.8～1.0。當同時承受溫度和車輛荷載作用時，可同時采用兩種類型的布置。

把加筋材料直接鋪在原有舊路面上，尤其是水泥路面效果很差，應鋪在新攤鋪的瀝青混凝土層或熱再生材料上。這是因為，要使加筋材料進行拉力重分布，需要它和被加強材料之間具有強大的粘結力。

當路面強度不滿足要求時，用土工織物加強瀝青混凝土是無效的。此時，應首先對路面進行加強，必要時還應對路基才去有效措施。

圖1 加筋層在深度上的布置

5 土工織物鋪設的技術作用

(1)使用土工格柵鋪設可減少瀝青層內的應力集中，增強該結構抗變形能力。

(2)土工織物對瀝青路面的作用，其機理非常復雜，它由以下幾項來確定:土工織物、瀝青混凝土、瀝青浸注、表面結構及施工方法。

6 結論

在瀝青混凝土路面中設置土工織物加強層，可以實現亮相目標:(1)減緩或消除裂縫和車轍的形成，降低養護費用，延長路面使用年限;(2)通過減薄路面厚度以降低新建路面的造價。技術—經濟比較和實驗結果表明，土工織物加強路面能達到第一項目標是最重要的，盡管在某些條件下應考慮第二項目標。

總之，近十幾年來用土工織物增強瀝青混凝土路面的做法，已從理論、實踐和材料產生等方面進行了廣泛的研究。期望從設計、施工上逐步改進使這一工藝日臻完善。