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聚酯玻纤布在城市道路白加黑改造中的应用研究
2019年01月25日    阅读量:1901    新闻来源: 沥青路面  |  投稿

摘要:聚酯玻纤布具有强度高、与沥青和沥青混合料相容性高、化学稳定性好、可再生利用等优点,应用在城市道路白加黑改造中具有良好的效果。本文结合广州市某白加黑道路改造工程实例,对聚酯玻纤布防治白加黑路面结构反射裂缝的机理加以总结研究,希望通过这些研究加深对聚酯玻纤布的认识,总结施工经验,为各地道路管养部门的应用提供一些参考意见。

 

关键词:聚酯玻纤布;白加黑改造;反射裂缝

 

聚酯玻纤布在城市道路白加黑改造中的应用研究 中国沥青网,sinoasphalt.com

水泥混凝土因为其本身的物理力学特性以及在路面上应用的使用要求,因此在设计与修筑之初就设置了许多缝隙,如胀缝、伸缩缝、施工缝等;在路面的使用过程中又增加了一些病害裂缝中国沥青网sinoasphalt.com。在具有裂缝的水泥混凝土路面上加罩沥青混凝土面层后(白加黑),原有裂缝处的加罩沥青混凝土将会在行车荷载及自然条件影响下受到复杂力系的作用,易于开裂。应用土工合成材料是防治白加黑改造反射裂缝的重要工程措施,土工合成材料品种广泛,工程性质也各不相同,使用效果良莠不齐。聚酯玻纤布是聚酯纤维和玻璃纤维的复合物,由于其优良的性能而受到道路部门的关注,本文结合广州市某白加黑道路改造工程实例,对聚酯玻纤布防治白加黑路面结构反射裂缝的机理加以总结研究,希望通过这些研究加深对聚酯玻纤布的认识,总结施工经验,为各地道路管养部门的应用提供一些参考意见。

 

聚酯玻纤布的工程性质

 

聚酯玻纤防裂布是继土工布、土工格栅、条带聚合物之后发展起来的一种新型土工合成材料。聚酯玻纤布是聚脂纤维和玻璃纤维的复合物,在聚酯纤维土工布的表面经编纵横交错的玻璃纤维束,它融合了聚酯纤维和韧性和玻璃纤维的强度,是用于沥青路面建设和改造中防治反射裂缝、水破坏及增强路面承载能力的新型复合土工材料。聚酯玻纤布的工程特性有:强度大,且没有方向性;延伸率低,没有长期蠕变性,保证了材料能够长期使用;与沥青和沥青混合料具有良好的相容性,聚酯玻纤布的熔点在230℃以上,在230℃时其物理化学特性稳定,所以,在170℃热铺沥青混凝土下稳定性不受任何影响;化学稳定性好,经过特殊处理后的聚酯玻纤布能防止各类化学侵蚀,抵制生物侵蚀和气候变化;聚酯玻纤布中的聚酯材料与沥青具有良好的黏附性,施工中饱吸粘层油后形成防水层,即使面层出现裂缝,也能有效防止表面水下渗,保证基层材料免于水损坏;可以粉碎和再生使用,铣刨时会被粉碎成非常小的纤维而增进再生料(RAP)的性能。

 

聚酯玻纤布防治反射裂缝的机理

 

防裂机理

 

(1)聚酯玻纤布相当于在沥青加铺层和旧水泥混凝土路面之间设置了一道缓冲层,避免了沥青层直接处于裂缝尖端的应力集中区域,而由抗拉强度较高的织物本身承受较大的拉应力,从而阻碍了裂缝的迅速扩展。有研究认为,在保证抗拉强度满足要求的前提下,土工织物延伸率ε越小其防裂效果越好。因此,聚酯玻纤布这样高强度,低延伸率的土工材料,拥有良好的防裂效果。(2)温缩裂缝主要是由于温度骤降,混合料的应力松弛赶不上温度应力的增长,层底的弯拉应变超过极限弯拉应变而造成的。加铺聚酯玻纤布后,旧水泥路面接缝处在低温收缩时产生的位移可以通过聚酯玻纤布夹层吸收,不在沥青面层底部产生较大的拉应力,降低沥青面层底部在基层裂缝处的应力集中现象,同时提高沥青面层的应力松弛能力,抵抗温缩荷载疲劳破坏。(3)温度型反射裂缝一般沿基层裂缝面发展,车辆荷载型反射裂缝的扩展方向与基层裂缝面一般呈20°夹角,聚酯玻纤布能增大基层内垂直裂缝沿界面向水平方向发展的可能性,从而延缓裂缝反射到路表的时间。

 

聚酯玻纤布隔水作用

 

(1)聚酯玻纤布对基层顶面的平整性要求很高,如果基层顶面凹凸不平,可能会导致聚酯玻纤布在施工过程中发生破损,影响隔水效果。

 

(2)聚酯玻纤布的隔水作用具有双向性,它不仅阻隔路表水下渗到基层,而且它还阻隔道路内部残留的水上升到面层,这就要求在铺设聚酯玻纤布之前一定要保证基顶的清洁、干燥,雨雪天气严禁施工,否则这些水分就会积聚在基顶和聚酯玻纤布之间难以挥发。

 

聚酯玻纤布施工技术要求

 

(1)聚酯玻纤布的施工工序主要包括清理基层、喷洒粘层油、铺设聚酯玻纤布、面层摊铺等4个步骤。

 

(2)铺装聚酯玻纤布之前应将旧水泥混凝土路面的尘土、松散颗粒及杂物等清扫干净。同时,对于旧水泥混凝土路面宽度大于6mm或深度大于2cm的裂缝以及面板接缝处,应采用乳化沥青或灌缝胶进行修补和填充。并将旧路面上凸起部位予以铲平,路面破损、凹陷严重处应铲除其破碎部位并用沥青混合料填补和找平,要求路面应尽量平整。正式施工前应保持工作面干燥,当工作面潮湿时必须待路面干燥后方可施工。雨天和雨后路面潮湿时严禁施工。

 

(3)喷洒沥青油粘层是保证聚酯玻纤布铺装质量的关键工序。用沥青喷洒车洒布热沥青粘层油时,施工温度应控制在10℃以上,热沥青温度应保持在165~180℃。喷洒沥青油粘层的横向范围要比聚酯玻纤布宽5cm左右。热沥青粘层油的用量宜为0.8~1.2kg/m2,实际用量应由现场试铺确定,以粘层油完全浸润聚酯玻纤布为准。洒布热沥青粘层油时要计量准确,喷洒均匀,严禁出现喷洒量不足和条纹状喷洒。

 

(4)有条件的情况下,应尽量采用专用设备铺设聚酯玻纤布,也可组织有经验的技术工人人工铺设。铺设过程应紧跟粘层油洒布车。若铺装时聚酯玻纤布出现折皱应立即用工具刀裁好,在铺设方向上再搭接摊平,并用沥青油粘结。

 

(5)面层摊铺与普通沥青混凝土摊铺施工基本相同,但由于工作面是在聚酯玻纤布上,因此需特别注意必须在粘层油冷却和乳化沥青破乳之后进行摊铺,以保证聚酯玻纤布与基层的粘结效果,同时应尽量避免施工车辆的急刹车和急拐弯现象,防止将聚酯玻纤布粘起。

 

工程实例

 

开创大道位于广州市萝岗区,原路面结构为水泥混凝土,经过多年的使用,加之交通组成中重车比例较大,现状水泥混凝土路面已产生大量断板、脱空、错台,裂缝等病害,严重影响了道路的路用性能。随着广州市东进战略的进一步深入,开创大道作为广州市东部贯穿南北的一条重要干道,对现状道路进行黑色化改造,对于提升路面使用性能,改善道路服务水平,提升城市形象是十分必要的。工程范围内道路全长2513.013m,道路标准宽度55m,现状为主辅分离断面,主线双向6车道,辅道单向单车道。改造内容包括对现状车行道进行病害处理及加铺沥青罩面;重新铺筑人行道砖及侧平石;道路范围各种井改造(包括加装装饰井盖);完善交通标线及标志标牌。

 

路面状况调查结果

 

项目组按照相关规范对上述路段各种病害进行分类汇总,并根据病害统计表中各种病害的实际数量及其严重程度,采用路面状况指数(PCI)和断板率(DBL)两相指标对水泥路面破损状况进行评价。

 

通过对开创大道道路进行现场检测以及室内分析计算,得出以下结论:检测全段路面状况指数PCI为优,路面破损较少,整体情况较好;断板率DBL值为次,断板较多。水泥路面全路段破损以裂缝损坏为主,部分路面出现坑洞、及修补损坏、接缝碎裂、磨损等损害。

 

加铺路面结构设计

 

(1)一般车行道加铺路面结构。纵断面设计按路面加铺10cm沥青面层进行控制,加铺层采用4cm细粒式改性沥青玛蹄脂碎石SMA-13+6cm中粒式改性沥青混凝土AC-20C的结构形式。按设计标高与现状路面高差的实际情况,利用中粒式或粗粒式沥青混凝土调平加铺。加铺沥青混凝土之前在旧混凝土板面设置聚酯玻纤布作为防反隔离层。

 

(2)局部路段新建车行道路面结构。局部病害严重的路段,凿除现状水泥混凝土路面,重新浇筑15cmC14水泥混凝土基层和25cm水泥混凝土面层,再加铺10cm沥青面层。加铺沥青混凝土之前在旧混凝土板面设置聚酯玻纤布作为防反隔离层。

 

使用效果

 

项目于2013年完工,运营通车已3年,经过多次现场调查,使用状况良好,未出现大面积的病害。

 

结语

 

实践证明,聚酯玻纤布在白加黑路面改造工程中能更有效地防治反射裂缝,与沥青混凝土的相容性好,并具有良好的耐高温性,整体性强、抗拉强度高、耐久性好等优良的物理力学性能。科学合理地使用聚酯玻纤布可收获更为显著的经济和社会效益回报,适宜在白加黑路面改造工程中广泛推广应用。


标签:道路建设技术中心
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