馬克菲爾路面加筋網在公路工程“白改黑”中的應用

瞿鴻飛

摘要 文章以九龍大道集鎮段工程為例，對該工程“白改黑”路面中加筋網的應用措施進行分析。介紹了該項目計劃使用的路面加筋網的特點，結合原本公路情況擬定改造方案，對路面加筋網的運用要點進行了說明。力求通過研究和探討路面加筋網在公路工程中的應用，為“白改黑”改建工程提供耐久、抗裂縫、抗車轍、快速施工等方面的最佳方案。

關鍵詞 白改黑;路面加筋網;抗裂縫;抗車轍;抗差異沉降;節能環保

中圖分類號 U418.8 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）02-0099-03

0 引言

近年來，公路工程施工技術逐漸成熟，許多新材料、新工藝不斷被應用到公路行業中，使施工速度與道路質量得到顯著提升。水泥混凝土路面在20世紀90年代被廣泛應用，但因交通網日益完善、荷載增加，導致路面破損情況逐年加劇，對人們出行安全構成較大威脅。為提高路面使用性能，多采用“白改黑”的方式將水泥路面改為瀝青路面，選用瀝青路面材料，并將加筋網應用其中，利用獨特網格形式與瀝青集料的咬合嵌擠作用形成一個高抗剪層，切斷車輛荷載剪切圓弧，降低面層彎曲變形，使路面結構層力學性能得到改善，由剛性變為柔性，延長道路使用壽命，極大地提高了路面結構性能與人們出行的舒適度、安全度、滿意度。

1 工程概述

項目起點為九龍大道與建恒線交叉口，終點處于與蔣收線交叉口，全長2.887 km。九龍大道采用水泥混凝土路面，20世紀90年代初建成通車，近幾年中路面進行了簡單的3 cm左右瀝青表面處治，經過多年運營，行車道路面出現了大量的混凝土板塊反射裂縫、基層板塊沉陷，車道混凝土板塊出現局部斷板、裂縫等現象，導致道路存在行車舒適度差、安全性低等問題[1]。

根據路段的自然區劃、道路等級、沿線的條件，結合區域道路路面的經驗，本著技術可靠、經濟合理、施工方便的原則，確定如下路面結構形式：3.5 cmAC-13細粒式瀝青混合料+4.5 cmAC-16中粒式瀝青混合料+同步碎石下封層（熱瀝青）+金屬路面加筋網+原水泥路面混凝土板塊維修。

2 新型路面加筋網解決“白改黑”方案

路面加筋技術是路面改造工程采用的一種常用方法，而柔性金屬加筋網作為一種具有高模量、高強度、三維立體結構的新型加筋材料，基于其結構性能強，能夠很好地與瀝青集料嵌固咬合，利用六邊形結構及時傳遞面層內拉應力、限制集料位移變形、提升路面層抗裂和抗車轍變形性能等特點，可以充分解決路面改造、道路拓寬工程中的反射裂縫、縱向裂縫、車轍變形等問題，在路面改造、拓寬及特殊病害處理等路面提升改造中得到越來越廣泛的應用，有著良好的社會、經濟和環境效益。

2.1 金屬加筋網加筋性能分析

金屬加筋網是由經防腐處理的低碳鋼絲經機編成六邊形雙絞合金屬網，并將橫向加筋棒按照一定的間距編織到網中，形成的一種提供雙向抗拉強度的金屬加筋網面。一般適用于高速公路、國省道、市政主干道等道路的新建及改造工程，可以有效改善路面結構性能，提升路面結構強度，延長路面使用壽命。

作為一種新型的金屬路面加筋材料，金屬加筋網的最初構思是作為可降低反射裂縫的界面層。隨著進一步地研究發現，金屬加筋網獨特的幾何外形和低應變下的高抗拉強度特性，可以顯著提高瀝青層的強度，延緩反射裂縫和疲勞裂縫的傳播，延長面層使用壽命;同時可以降低車輛荷載產生的車轍和推移效應，減緩路面變形，保證路面的使用性能。

2.1.1 抗裂縫性能

利用雙絞合鋼絲網的高彈性模量與較強的抗拉性能，提高瀝青混凝土層的強度，吸引交通荷載和下部基層已存在裂縫產生的拉應力，延緩反射裂縫和疲勞裂縫的傳播，從而改善路面使用狀況，提高路面的使用壽命。

2.1.2 抗車轍性能

金屬加筋網鋪設在瀝青混凝土面層與混凝土面板之間，利用其獨特網格形式與瀝青集料很好的咬合嵌擠形成一個高抗剪層，切斷車輛荷載剪切圓弧;同時限制瀝青集料的位移，降低面層彎曲變形，降低車輛荷載產生的車轍和推移效應。

2.1.3 抗差異沉降性能

金屬加筋網鋪設在新老路基結合處，利用其獨特網格形式與集料很好的咬合嵌擠形成一個高抗剪層，同時限制集料的位移，抵抗差異沉降帶來的層底拉應力，抵抗縱向裂縫，延緩縱向裂縫反射到面層。

2.2 金屬路面加筋網性能特點

金屬加筋網是采用低碳鋼絲編織而成的一種柔性加筋網面，高強度鋼絲與柔性結構結合產生柔中帶“鋼”，“鋼”柔并濟的加筋效果，其特點主要體現在以下兩方面：

2.2.1 材料特性

結構主材為低碳鋼絲，金屬材質，具有很高的彈性模量，這使得材料在瀝青層中能起到很好的支撐骨架作用，不會形成軟弱夾層;高溫穩定性，施工過程中瀝青的高溫不會引起材料變形;無蠕變影響，避免了傳統土工合成材料的蠕變變形、老化等問題，結構穩定，耐久性好。

2.2.2 結構特性

3D開敞式結構：三維立體結構，具有較大的骨架空間，利于瀝青骨料與網孔的結合，不會出現空洞等現象;

嵌固咬合作用：橫向加筋棒與網面鋼絲形成封閉立體空間，瀝青集料經過壓路機碾壓后能夠與鋼絲緊密嵌固咬合，同時鋼絲會對瀝青集料產生邊界收緊作用，加強與瀝青的結合強度;

高抗剪層：網面鋼絲與橫向加筋棒厚度在6～9 cm之間，與瀝青集料結合后，形成一個加筋高強度抗剪層，提高路面抗車轍和變形能力;

雙向抗拉：網面形式為雙絞合六邊形金屬網，從結構受力考慮，六邊形結構具有很好的雙向抗拉穩定性，結合較粗直徑的橫向加筋棒進一步加強網面抗拉強度;

易施工性：雖然結構為金屬材質，但經過機器加工形成一種柔性網面結構，鋪設方便，同時自重較大能夠與基層更好的貼合，輔以錨釘固定[2]。

3 路面加筋網優越的路用性能

3.1 良好的層間結合能力

通過測試驗得知采用金屬路面加筋網對層間結合能力下降比例在5%以下，表明路面加筋網與瀝青路面的層間結合能力非常好，這種能力遠遠大于玻纖格柵、土工格柵等其他材料。層間結合能力依次為金屬加筋網>自粘式玻纖格柵>鋼塑復合土工格柵>聚酯土工布。

3.2 提高路面抗裂性能

通過測試得知采用金屬路面加筋網具有優良的抵抗反射裂縫的性能，并且還具有控制裂縫的擴張及發展傳播的能力。在提高瀝青路面抵抗開裂的能力方面，金屬路面加筋網都要優于其他材料。

3.3 提高路面高溫穩定性及抗車轍能力

通過試驗得知采用金屬路面加筋網具有抵抗車轍的性能和提高高溫穩定性的性能。在提高瀝青路面高溫穩定性及抗車轍的能力方面，金屬路面加筋網都要優于其他材料。

4 馬克菲爾路面加筋網技術參數

（1）路面加筋網是由經防腐處理的鋼絲經機編成六邊形雙絞合金屬網，并將橫向加筋棒以一定的間距編織到網中。

（2）路面加筋網規格型號、網孔規格、鋼絲參數表見表1。

（3）路面加筋網供貨單位需提供由中國國家認證認可監督管理委員會認證的檢測單位出具的網面抗拉強度檢測報告。

（4）鍍層附著性要求：鍍鋅層附著力檢驗采用纏繞試驗方法，并應達到如下標準，當鍍鋅鋼絲纏繞相當于自身直徑2倍的芯軸緊密纏繞6圈時，用手指摩擦鋼絲，其鍍層不會剝落或開裂。

（5）根據EN 10223—3標準，張開的網格“D”是指兩個連續的絞合鋼絲軸心之間的距離。公差的確定是指兩個連續的雙絞合軸心之間的距離，取十個連續網格的平均值。

5 路面加筋網施工工藝流程

5.1 準備工作

（1）對路面嚴重破損、凹陷、破碎處，應鏟除其破碎部位，并用水泥混凝土或瀝青混凝土填補;接縫處用瀝青或改性瀝青進行灌縫處理;如有基層病害，需將病害處理之后才能進行面層修補。

（2）為保證路面加筋網鋪設效果，路面表面必須保證干燥清潔。

（3）測量放線工作。進行放樣或放線工作，確定網面鋪設位置。

（4）施工現場管理。為保證施工質量，應對施工路段采取合適的圍擋措施進行封閉，做好交通疏導工作，防止外來車輛進入施工區域。

5.2 網面鋪設

（1）路面加筋網運送到場后應采用機械吊裝，輕起輕放，禁止人工卸載，做好材料保護，防止由于人工隨地丟擲或車輛碾壓等對網面產生破壞。

（2）路面加筋網在鋪設的時候需要搭接：網面應該完全展開，并人工調整至正確的位置。縱橫向搭接滿足設計要求。

（3）網面的搭接部位要盡量與攤鋪機行進軌跡錯開，瀝青面層的接縫應該與網面搭接位置錯開。

5.3 網面固定

用帶螺紋的特制拉拔釘將網面固定在現有路面上。網面固定端、急彎段、攤鋪機輪跡帶等位置適當加密（使用封層情況下釘子密度可以適當降低）保證網片緊貼路面。

5.4 同步碎石封層施工（應力吸收層）

（1）應力吸收層施工之前，應對路面加筋網進行檢查，出現翹曲、不平整等現象，應及時進行加固;路面不能存積水分，應等水分蒸發表面完全干燥后方可施工。

（2）采用瀝青灑布車均勻噴灑，瀝青灑布量要嚴格控制，不宜多也不宜少。瀝青縱向銜接與已灑布部分重疊10 cm左右。

（3）施工過程中，必須保證碎石能鋪滿。

（4）用輪胎壓路機碾壓一遍，使碎石定位;施工中為了確保碾壓的溫度，要求膠輪緊隨碎石撒布車后面碾壓，距離不能超過5 m。

5.5 瀝青混合料的攤鋪

（1）在網面上，嚴禁攤鋪機推著瀝青運料車移動，運輸車或者將料卸在攤鋪機上而后駛離或者依靠車輛動力行駛在攤鋪機前面。

（2）嚴禁運輸車的駕駛員在網面上急轉彎、急停或者急走，避免導致網面產生褶皺或者起伏。

5.6 控制要點

（1）方向一致：根據施工計劃及機械配置需求，確保網面鋪設方向，膠輪壓路機碾壓方向、應力吸收層攤鋪方向、瀝青攤鋪機攤鋪方向必須一致。

（2）瀝青混凝土攤鋪之前，禁止任何履帶式機械直接作用在路面加筋網上，禁止外來車輛駛入。

（3）路面加筋網鋪設過程中及鋪設完成后，禁止施工車輛（運料車、攤鋪機、鋼輪壓路機等設備）在網面上急剎、急停、轉彎、加速等破壞性動作。

6 結論

在九龍大道集鎮段成功應用的基礎上，通過分析瀝青路面雙絞合鋼絲網加筋技術，得到以下結論：

（1）采用路面加筋網經濟性好，采用傳統方法：鑿除老舊混凝土路面、攤鋪水穩基層、下封層、加鋪瀝青需1 168萬元。采用柔性路面加筋技術處理，則用了701萬元。既避免了大開大挖，又利用原有老舊混凝土路面修補后作為基層使用，該方案既節能又環保，還節省了467萬元，比傳統方法造價節省了40%。

（2）利用雙絞合鋼絲網的抗拉強度高、整體性好及其與路面材料的嵌鎖能力強等特點，使加筋后的瀝青路面具有優良的抗裂、抗差異沉降和抗車轍性能及良好的耐疲勞性能與經濟性。

（3）該技術施工工藝簡單、易于操作，解決了其他工藝存在的各種弊端，其施工關鍵在于雙絞合鋼絲網的搭接、張拉與固定。用傳統工藝方法需3個月的工期，采用柔性路面加筋網技術只用1.5月的工期，工期整整縮短了1.5月。

（4）工程實際應用表明：瀝青路面雙絞合鋼絲網加筋技術的使用效果明顯優于常規的玻纖格柵、土工布和應力吸收層等的使用性能，并可適當減薄瀝青加鋪層的厚度，具有優良的性價比。

因此，瀝青路面雙絞合鋼絲網加筋技術可廣泛應用于“白改黑”項目的改擴建中，從而提高瀝青路面的使用性能，延長使用壽命，降低養護維修費用。

參考文獻

[1]趙鼎.白改黑在公路改造中的應用研究[J].山西建筑，2018（20）：142-144.

[2]黨芳婷.橡膠瀝青在城市道路白改黑工程中的應用[J].城市建設理論研究（電子版），2019（11）：1-4.