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        用土工織物加強瀝青混凝土路面

        2013-10-16 05:06:42趙東賓
        黑龍江交通科技 2013年8期
        關鍵詞:變形混凝土

        趙東賓

        (石家莊鼎盛交通建設監(jiān)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(yè)的健康發(fā)展和運輸成本的降低,提高它在現(xiàn)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(xiàn),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(xiàn)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(fā)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(wěn)定性。

        (7)未完成上述任務,它和瀝青混凝土間,應具有變形協(xié)調性,它們的溫度線脹系數(shù)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(tài)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(tài)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(tài)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(fā)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(jù)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(jù)氣候區(qū)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(xiàn)亮相目標:(1)減緩或消除裂縫和車轍的形成,降低養(yǎng)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。

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