聚酯玻纖布在路面裂縫處治中的應用

郝永春

摘 要：半剛性基層路面路用性能良好，但是在溫度和交通荷載耦合作用下，瀝青面層會出現反射裂縫，如不及時對其維護，降雨時，雨水在裂縫處下滲，半剛性基層與瀝青層之間的層間粘結將會急劇下降，導致瀝青層剝落，出現結構層碎裂和擴展，使瀝青面層出現嚴重損壞。聚酯玻纖布是玻璃纖維和聚酯纖維組成的混合物，因此具有很好的強度及柔韌性，鑒于此，本次研究深入開展了半剛性基層開裂機理及防裂措施的研究，提出了利用聚酯玻纖布來處理反射裂縫的方案，以期最大限度的減少收縮裂縫、提高路面的耐久性、節約資源和建設資金，推動公路交通建設可持續發展。

關鍵詞：聚酯玻纖布;路面處治;反射裂縫

中圖分類號：U414 文獻標識碼：A

0 引言

進入21世紀以來，我國逐漸加大高等級公路的修筑，基于半剛性基層路面的巨大優越性，這種結構逐漸被推廣應用，但是半剛性基層路面也有不可避免的缺點，反射裂縫問題一直困擾著交通行業的研究人員;另外，半剛性基層路面中達到或超過設計使用年限的已有很多，由于施工以及交通量等原因，反射裂縫問題愈發嚴重，導致路面結構進一步損壞，道路的使用功能嚴重下降。因此，無論是對新建半剛性基層瀝青路面還是改擴建路面，都要重點研究反射裂縫的形成機理以及相應的處置對策。聚酯玻纖布是由聚酯纖維和玻璃纖維加工而成的短纖針刺無紡土工布，具備很強的分散應力的能力，可以很好地延緩以及防治反射裂縫，本文結合具體工程案例，研究其反射裂縫的機理，通過試驗路的鋪設，得出聚酯玻纖布在路面裂縫處治中具有良好的應用效果。

1 反射裂縫的形成機理

反射裂縫是一種極為常見的道路質量缺陷，一般可將反射裂縫分為2類，即溫度型、荷載型。荷載型是指路面受行車荷載影響，而產生的疲勞裂縫，主要以剪切型、張開型為主。當車輛通過裂縫處，在車載碾壓下，會對瀝青面層產生剪切作用。若車輛從裂縫正上方碾壓通過，則以張開型方式呈現，而裂縫一側，可產生剪切裂縫。無論是車輛荷載引起的裂縫，還是溫度梯度引起的裂縫，都會產生裂紋，并逐步嚴重化。一般情況下，此過程可分為3個階段完成，如表1所示。

當裂縫還處于第一階段時，基本上對路面使用性能不會造成影響，但在行車荷載與自然因素的反復作用下，雨水下滲至基層或路基，就會出現路基軟化情況，影響路基承載力。隨后裂縫周圍的路面結構也將發生改變，甚至出現大幅度位移，并損壞路面，影響路面使用性能。當病害持續加深，將影響道路行車的舒適性及安全，或發生嚴重交通事故。

2 路面裂縫處治中聚酯玻纖布的作用

聚酯玻纖布夾層主要通過自身變形來進行應力吸收，其特點為高彈性、防水能力強，及具有良好的柔韌性。為此，聚酯玻纖防裂布可達到分散應力的效用，能夠改變裂紋位置，保證與原有位置偏移。在防治反射裂縫施工中，當裂紋達到瀝青層之后，聚酯玻纖布可對裂紋的不斷擴展起到延緩作用，從而增強路面性能，增加使用年限。其作用主要包括以下幾點：

（1）隔離作用。通過聚酯玻纖布隔離開裂紋和瀝青層，從而降低裂紋尖端應力集中情況，從而減少裂縫尖端位置的拉應力情況，有效延緩或控制裂縫向路面反射的速度，若基層產生裂縫，聚酯玻纖布材料具有強大抗拉強度，且遠遠在粘結強度以上，能夠有效分散原本集中的應力，最大限度降低裂縫產生的幾率。

（2）加筋作用。因聚酯玻纖布的拉伸強度極強，因此，可有效去除一部分裂縫的拉應力，從而增強瀝青加鋪層的抗拉強度，并在此前提下，降低裂縫張拉變形的可能性。若為半剛性基層，在相應范圍內進行反復性上下剪切，因此類材料的抗折性、延伸性能良好，不會出現折斷聚酯玻纖布的可能，從而增強應力擴展能力。

（3）傳遞荷載能力。通過聚酯玻纖布可將裂紋一側的作用力向另一側傳遞，這樣不單單可以達到裂縫尖端剪應力集中情況的分散作用，還能降低接縫位置產生彎沉差的幾率。

（4）隔水作用。相比其他材料，聚酯玻纖布的隔水效果極佳，可將地表水浸入基層裂縫的情況予以隔斷，從而穩固地基，降低裂縫產生的可能性。

3 工程概況

某公路改建工程，總長度為25.6 km，起訖樁號為K33+060～K58+642.040，本工程采用在舊路線形上直接加寬路面，為瀝青混凝土路面。本工程所在地勢平坦，地下水位較淺。在改建前，對路面進行實地勘察，結果表明路面裂縫問題嚴重，且多為反射裂縫。為解決路面病害問題，必須采取切實可行的防治措施。傳統處治基層反射裂縫，需銑刨全部瀝青面層，對基層及裂縫開挖后修補，處治工藝繁瑣，質量控制較難，且費用較高。針對反射裂縫問題，近年來，在路面維修整治大修工程中，大面積在瀝青混凝土面層間及基層頂部裂縫或基層挖除修補處加鋪聚酯玻纖布來延緩反射裂縫，目前直觀觀測及鉆芯抽樣，裂縫暫未反射至路面上面層，效果較好。因此，決定采用聚酯玻纖布防治路面裂縫病害。

4 路面裂縫處治中聚酯玻纖布施工技術要點

4.1 底層表面清理

使用聚酯玻纖布，開展粘結料的噴灑作業前，需要做好底層表面清掃處理;保證工作面沒有水分的狀態下開展施工作業，若遇到雨水天氣，需要等到路面干燥之后再開展施工作業。為保證噴灑作業的質量和效率，開展作業前進行噴灑試驗，選擇相應的路段進行，確定噴灑施工參數，為后續施工作業的開展提供準確的依據。

4.2 測量、劃線

待底面驗收合格之后，與拼接縫相對照，從而找出拼接縫的位置。可根據擬鋪寬度，確定基準線位置，將通過劃線，為鋪筑聚酯玻纖布提供保障。

在底面劃線范圍內，均勻將粘層油噴灑其上，與聚酯玻纖布寬度相比，噴灑寬度應多出一些，可多出5 cm～10cm。

若施工溫度在5℃以上，灑布的熱粘層油出料溫度需合理控制在165℃～180℃之間。要求熱粘結料噴灑均勻，并對其用量進行準確計量，可控制在0.8 kg/m2～1.0 kg/m2之間，特殊情況下，可適當摻加瀝青，從而增加粘結效果。若噴灑量過多，高溫施工條件下極易出現粘輪問題，可將一層0.1 mm以下粒徑的細沙撒鋪其上，并對輪胎進行灑水保濕。

4.3 聚酯玻纖布鋪設及搭接

當熱瀝青粘層油為液體狀，且向底面全部滲透之后，需及時進行聚酯玻纖布鋪設，但要合理控制噴灑車和鋪設設備之間的距離，要適量縮短距離，便于及時進行聚酯玻纖布鋪設。一般可采用人工方式鋪筑，必須保持速度一致，若存在速度快慢不同情況時，需馬上調整，確保能夠平滑鋪設。

為了快速壓實鋪設后的聚酯玻纖布，需配置輔助工具，如手扶式鋼輪壓路機等，及時在粘層油上碾壓。若鋪設過程中出現不平整等情況，需及時處理，如有褶皺問題，可通過工具刀及時將褶皺部位切開鋪平。在鋪設過程中不可避免會遇到接縫搭接情況，一般可在10 cm左右控制縱向搭接寬度，在15 cm左右控制橫向搭接寬度。根據要求，可采用橫縫搭接作為瀝青混凝土攤鋪方向，將其前端壓在后端上面，通過熱瀝青進行粘結、穩固。為避免搭接位置夾層過厚，可適當減少搭接過寬部位，從而減弱底面和上面層之間的結合力，防止起鼓、脫離等問題出現在上面層。

在聚酯玻纖布鋪設之后，可通過石屑灑蓋兩側外露的熱粘結料，防止將封層粘起。當鋪設完土工布，還沒有對保護層進行覆蓋前，可通過手扶式鋼輪壓路機進行土工布鋪設，可一邊鋪設、一邊碾壓。為了便于在小范圍內進行施工，可在600 mm～700 mm之間控制鋼輪寬度，而最大壓實工作重量則可控制在500 kg。根據本工程實際情況，可在每小時2 km～4 km之間控制壓路機行駛速度，壓實施工可分為3個階段，即初壓、復壓與終壓，保證各階段壓實度滿足要求，合理控制壓實遍數。

4.4 保養維護

鋪設結束后，若熱黏結料溫度較高，未冷卻到常溫狀態，則不允許車輛、行人通行。在特殊情況下，如需及時開通，要求將一定量的機制砂撒布其上，做好防護。在聚酯玻纖布施工結束24 h之后才能攤鋪上層瀝青混合料，保證施工質量。

5 結束語

綜上所述，瀝青路面通車運營一段時間后，往往會出現早期病害問題，如裂縫、坑槽等，若不及時處理，極易產生反射裂縫，加之交通量過大、自然因素等影響，反射裂縫問題愈加嚴重，進一步損壞了路面結構，嚴重降低了道路的使用功能。為此，必須采取合理措施有效防治路面反射裂縫。聚酯玻纖布是一種高效的防裂材料，將其用于路面反射裂縫防治，可有效減少路面裂縫，提高路面耐久性，節約資源，有助于推進公路交通建設持續、健康發展。

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