摘要：本文簡述當(dāng)前瀝青混凝土路面發(fā)展的現(xiàn)狀，從瀝青混凝土路面存在的問題和產(chǎn)生的原因，探討土上合成材料在延緩反射裂縫的產(chǎn)生和減少瀝青路面車轍形成方面的作用。

　　關(guān)鍵詞：土工合成材料;瀝青混凝土路面;應(yīng)用;反射裂縫;車轍

　　Abstract: this paper briefly describes the current development of asphalt concrete pavement, the current situation of asphalt concrete pavement from the problems and the causes of, this paper discusses the soil synthetic materials in delaying the cracking of the reflection and reduce rut formation asphalt pavement of the role of.

　　Keywords: geosynthetic materials; The asphalt concrete pavement; Application; Reflection crack; rut

　　中圖分類號：TU528.42 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：

　　近年來，我國使用瀝青鋪面的高等級公路不斷增加，在城市的舊水泥路面上鋪設(shè)瀝青面層也越來越多。因此，希望延長道路的使用壽命和降低在舊水泥路面上鋪設(shè)瀝青路面的成本成為了路面工程中的一個重要課題。而這種路面主要出現(xiàn)的破壞—裂縫和車轍，嚴(yán)重影響了道路的結(jié)構(gòu)性能，大大縮短了道路的使用壽命。

　　1裂縫和車轍產(chǎn)生的原因

　　(1)路面體一般由面層、基層、底基層組成，路面所受應(yīng)力一般有兩種類型，由于溫度變化而產(chǎn)生的應(yīng)力和由于交通荷載作用而產(chǎn)生的應(yīng)力。裂縫是瀝青混凝土路面低溫時的主要病害，其主要形式是溫縮裂縫和疲勞裂縫，這些裂縫在基層已有裂縫的地方更容易產(chǎn)生。半剛性基層上瀝青面層或水泥混凝土路面上瀝青加鋪層反射裂縫形成的主要原因有：

　　①溫度導(dǎo)致的熱脹冷縮效應(yīng)使得半剛性基層或水泥混凝土路面的裂縫或接縫處產(chǎn)生應(yīng)力集中導(dǎo)致瀝青鋪設(shè)層在此處沿己有的裂縫開裂。

　　②基層的水平落差造成瀝青鋪設(shè)層承受剪切與彎曲的多次反復(fù)作用，引起疲勞開裂。

　　③瀝青的老化和面層彈性下降。

　　④土中的凍融效應(yīng)。

　　⑤所用材料及施工工藝不當(dāng)。

　　(2)車轍是瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)在行車荷載反復(fù)作用下產(chǎn)生豎向永久變形的結(jié)果，這種變形主要發(fā)生在高溫季節(jié)，是瀝青混合料高溫穩(wěn)定性不足在重交通道路上的反應(yīng)。通過車轍試驗的車轍形成過程可觀察到，當(dāng)荷載開始作用時，首先出現(xiàn)變形和流動的是瀝青和瀝青膠漿，由于局部材料支撐能力的喪失，礦質(zhì)骨架在粘結(jié)力比較微弱的情況下維持穩(wěn)定;隨著瀝青及膠漿的流動，在加上瀝青的潤滑作用，礦料骨架逐漸被破壞，在體積不變的情況下，礦質(zhì)骨架失穩(wěn)，車轍加速形成。特別是采用半剛性基層的瀝青路面結(jié)構(gòu)，瀝青路面竣工初期在結(jié)構(gòu)內(nèi)部形成了一定的空隙，在高溫和車輪荷載反復(fù)作用下，瀝青混凝土逐步被壓密，空隙逐漸減少，直到瀝青混凝土體積不再減少，這是車轍形成的初始階段。然后，在車輪荷載的反復(fù)作用下，瀝青混凝土發(fā)生累積變形，車輪荷載作用多的地方不斷下凹，并向兩側(cè)擁擠，使得車輪荷載少的地方逐漸隆起，這是車轍形成的第二階段也是主要階段。

　　2土工合成材料鋪設(shè)的技術(shù)作用

　　防止基層裂縫反射到面層，傳統(tǒng)的方法是設(shè)計足夠的厚度，延遲裂縫出現(xiàn)或在出現(xiàn)的裂縫中灌注瀝青。還研究了其他的方法，如在面層瀝青混合料中摻入改性瀝青增加路面層的變形性;混合料中摻入合成纖維改善路面的抗拉強度。近年來，國內(nèi)外作了不少的研究且證實的一種有效技術(shù)是在基層和面層間鋪設(shè)土工合成材料(無紡織物、有紡織物、土工格柵)作界面層。

　　(1)使用土工格柵鋪設(shè)可減少瀝青層內(nèi)的應(yīng)力集中，增強該結(jié)構(gòu)抗變形能力。據(jù)分析使用土工格柵有以下三種作用：①加筋作用;②消解應(yīng)力集中作用;③大應(yīng)變下承力作用。

　　土工格柵在瀝青混凝土中與其共同承受拉應(yīng)力，并與混凝土相互嵌擠，限制了混凝土移動，增強了其整體性。由于連續(xù)網(wǎng)格作用，有效地擴散了應(yīng)力和應(yīng)變，減少了彎拉應(yīng)力，增大了抗剪強度，控制或延緩了裂縫的發(fā)生和擴展。土工格柵在裂縫出現(xiàn)之前主要起到消解應(yīng)力集中的作用，裂縫出現(xiàn)后，則土工格柵大應(yīng)變下承受應(yīng)力作用，阻止裂縫擴展。土工格柵加入瀝青混凝土后，除了承受和擴散應(yīng)力、應(yīng)變作用外，由于其連續(xù)的網(wǎng)孔與混合料相互嵌鎖，限制了集料移動，保持了瀝青混凝土結(jié)構(gòu)的整體性，增加了其高溫抗變形能力，減少了路面車轍。這實質(zhì)上是控制了車轍形成的第二階段。

　　(2)土工織物對瀝青路面的作用，其機理非常復(fù)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(jié)構(gòu)及施工方法。鋪設(shè)土工織物間層可具有下列緩裂或防裂作用：

　　①減少面層與基層間的結(jié)合力，使面層最大拉伸應(yīng)變減少。

　　②間層為具有較大延伸性材料，基層拉伸通過間層可使應(yīng)力擴展至更寬的范圍，從而緩解裂縫處的應(yīng)力集中。

　　③土工織物浸透瀝青油可以防止地表水滲進入基層，使基層材料特性不致于進一步惡化。

　　④土工織物有保溫作用，減緩基層降溫。

　　3土工合成材料的選擇

　　從以上兩類土工合成材料的鋪設(shè)技術(shù)作用可以看出，瀝青混凝土鋪設(shè)路面應(yīng)用土工格柵從機理上講，主要是利用材料的抗拉強度和抗拉模量阻l丘裂縫向路面延伸，減少路面車轍的形成，因此要求其強度高，延伸率小。經(jīng)過理論和實踐證明應(yīng)用于瀝青混凝土鋪設(shè)路面土工格柵中的玻璃纖維格柵抗拉強度大，單根材料直徑較小，不易形成隔離層，而且熔點溫度達(dá)1 ooo0c是格柵中最為理想的防裂加筋材料。土工格柵由于制造過程中經(jīng)過了定向拉伸，使聚合物分子沿拉伸方向定向排列，加強了分子鏈間的聯(lián)結(jié)力，大大提高了其拉伸強度(可較未拉伸前提高s-to倍)，而伸長率卻只為原板材的ions%其技術(shù)要求見表1

　　表1土工格柵材料技術(shù)要求

　　而土工織物的抗拉強度一般較小，其主要起隔離作用，因此一般要求材料有一定的強度，同時延伸率在一定范圍。另外對土工合成材料，要求既不能過薄，也不能過厚，過厚易導(dǎo)致上下層結(jié)合不好而出現(xiàn)剝離現(xiàn)象，同時要求土工織物耐170℃以上高溫，否則受瀝青混凝土攤鋪時高溫影響，土工織物材料性能會發(fā)生明顯變化，從而影響工程質(zhì)量。土工織物中的針刺聚酷長絲無紡?fù)凉げ寄苋淌?20℃的高溫而不發(fā)生明顯的收縮，而且具有較高強度及高延伸率的性質(zhì)，也具有防紫外線、耐凍融性、耐化學(xué)試劑性，是土工織物中最為理想的防裂、防滲、防凍材料。同時土工織物最大負(fù)荷延伸率也是一項重要指標(biāo)，但目前缺乏成熟的

　　經(jīng)驗，延伸率指標(biāo)很難確定。其主要技術(shù)要求見表2：

　　表2土工織物材料技術(shù)要求

　　4施工過程控制重點

　　應(yīng)用土工合成材料防治路面裂縫，路面的結(jié)果型式及厚度不應(yīng)因加鋪了土工合成材料而改變。

　　(l)施工前應(yīng)將基層表面整平，若為舊水泥混凝土路面，要視板的破壞情況分別采取措施整治;若為舊開裂瀝青混凝土路面也要填灌裂縫，整平可在表面上鋪一整平層以滿足平整度要求。

　　(2)土工合成材料鋪筑時，應(yīng)先將一端用固定器固定，然后用機械或人力拉緊，張拉伸長率宜為1.0-1.5%，并用固定器固定另一端。

　　(3)土工格柵橫向應(yīng)搭接8~lOcm，并根據(jù)攤鋪方向，將后一端壓在前一端部之下;縱向應(yīng)搭接5~8cm;土工織物橫向應(yīng)搭接4~5cm，并根據(jù)攤鋪方向，將后一端壓在前一端部之下;縱向應(yīng)搭接4-5cm.橫向搭接處應(yīng)采用固定器固定，縱向可以直接用粘層油粘結(jié)。

　　(4)灑布粘層油時應(yīng)注意用量，每平方米用量約1-1.2kg攤鋪瀝青混凝土面層按施工規(guī)范進行，做到碾壓密實，無明顯輪跡，厚度控制均勻。

　　5結(jié)束語

　　在瀝青混凝土加鋪層下鋪設(shè)土工合成材料，延緩反射裂縫的產(chǎn)生和減少瀝青路面車轍形成的效果非常明顯，根據(jù)不同的工程情況選擇不同的土工合成材料是工程應(yīng)用成功的關(guān)鍵。必須從設(shè)計、施工、原材料采購及合成材料等方面加以重視，這樣才會更有利于土工合成材料加筋技術(shù)的快速合理發(fā)展。