聚酯玻纤布在沥青砼罩面施工中的应用及技术分析.doc

聚酯玻纤布在沥青砼罩面施工中的应用及技术分析
2013-05-23 09:12:17  作者：朱小军  来自：江苏美华交通工程有限公司   字体大小：【大】 【中】 【小】
　【摘要】本文通过对聚酯玻纤布的材料特性、防裂性能进行分析，深入探讨施工中聚酯玻纤布的使用效果、罩面材料的相容性以及相关的施工工艺技术，论述了聚酯玻纤布在道路罩面施工中的应用。　　【关键词】聚酯玻...
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　【摘要】本文通过对聚酯玻纤布的材料特性、防裂性能进行分析，深入探讨施工中聚酯玻纤布的使用效果、罩面材料的相容性以及相关的施工工艺技术，论述了聚酯玻纤布在道路罩面施工中的应用。
　　【关键词】聚酯玻纤布；罩面应用分析
　　1. 前言
　　聚酯玻纤布是一种新型的路用土工材料，是玻璃纤维筋带和聚酯纤维布的复合体，具有玻璃纤维的强度及聚酯纤维的柔韧性，其与沥青混合料层复合后会提高沥青混合料的抗弯拉强度和抵抗变形的能力，明显提高其抗疲劳性能，减少、延缓或消除反射性裂缝；热沥青粘层油均匀地渗透聚酯玻纤布后形成防水层，即使面层出现裂缝，也能有效防止表面水的下渗，保证基层材料免于水损坏，是一种新型的土工材料。我国沥青路面一般采用半刚性基层，这种材料具有明显的干缩和温缩性， 容易产生裂缝。基层裂缝在车辆荷载和降温作用下会反射到沥青面层上来， 另外由于超载、冰雪、雨水及质量控制等原因， 而引起沥青路面早期损坏出现了如坑槽、翻浆、网裂、车辙等病害。路面使用品质不断下降，为恢复路面使用性能、提高道路通行能力常需要对公路进行罩面处理。聚酯玻纤布的经济成本与稀浆封层差不多，但效果更佳。研究这种新材料在我国公路建设中的应用对提高我国公路建设和养护技术，延长路面使用寿命具有重大的研究和应用价值。
　　2.1聚酯玻纤布的材料特性。 聚酯玻纤布是全新玻纤复合防裂材料， 是由60%玻璃纤维和40%聚酯纤维组成的一种复合土工合成材料。聚酯玻纤布是继土工布、土工格栅、条带聚合物之后发展起来的一种新型复合土工合成材料， 其与沥青混合料有良好的相容性，而且具有很好的高温稳定性。工程实践表明， 玻纤格栅没有防水功能， 其网格能与沥青混合料形成嵌挤作用， 但使用中难以固定， 易于膨胀而不服贴， 影响沥青混合料的正常摊铺和其加筋作用； 土工布能防止水下渗， 但是土工布在热沥青混合料摊铺温度超过160℃时，其强度和抗蠕变性能较差而无法发挥加筋抗裂效果； 而聚酯玻纤布克服了这两者的缺点。它能有效处理老路面裂缝防止水损坏。聚酯玻纤布与其它土工织物相比， 具有如下特点： 延伸率低，没有长期蠕变性； 高温稳定性好，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， 在沥青混凝土施工温度达到170℃时稳定性不受任何影响；能防止各类化学侵蚀，抵制生物侵蚀和气候变化；聚酯玻纤布与热沥青粘层油相浸形成防水层，即使面层出现裂缝，也能有效防止表面水下渗损坏基层； 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的性能。
　　2.2聚酯玻纤布的路用特性。
　　（1）聚酯玻纤布的加固机理。 加铺在路面结构中的聚酯玻纤布实际上是和沥青混凝土结合在一起形成了一个复合结构土工织物加筋沥青混凝土，这种复合结构共同承受着荷载的作用， 发挥其高强度、高韧性的特点。聚酯玻纤布与沥青粘油层形成应力吸收膜， 在加铺层与旧路面之间或路面与基层之间构成缓冲层， 避免应力集中以减缓或抑制反射裂缝。因此不能孤立的分析聚酯玻纤布本身的力学性质， 应综合考虑。通过浸润热沥青前后的拉伸试验对比， 可以发现浸润后其破坏时所需的力有了明显的提高， 但破坏时变形量没有明显增加， 且变形都在弹性范围内（拉伸对比曲线见图1和图2，虚线为横向拉伸曲线， 实线为纵向拉伸曲线）。
　　（2）聚酯玻纤布的粘结性能。 公路罩面与旧沥青混凝土路面之间的聚酯玻纤布，能承受行车荷载作用下产生的剪应力的反复作用，根据层状弹性体系理论，如图3所示的路面结构和路面计算参量，计算出4cm道路罩面下粘结夹层位置的剪切应力的范围处于0.18～0.40MPa之间。而室内直剪试验和斜剪试验表明，加单层聚酯玻纤布的沥青混凝土试件的抗剪切强度远大于0.40MPa， 因此其与沥青面层的粘接性能满足路面使用要求。
　　（3）聚酯玻纤布的防裂性能。 当沥青混凝土加铺到旧路面上时， 前者经常受后者约束。下层路面的接缝或裂缝发生一点点移动将在罩面层产生应力，并且如果罩面的应力超过其抗拉强度时会引起表层开裂。当裂缝通过加铺层反射到罩面上来时， 水分可渗透入路面结构而引起路面进一步的损坏恶化， 加速路面功能性损坏。聚酯玻纤布的抗裂性能的试验分析结果： 加聚酯玻纤布后， 延缓了裂缝的出现， 显著降低了裂缝的扩散速度， 提高了混合料的疲劳寿命和抗反射裂缝的能力；通过弯拉型反射裂缝模拟试验表明聚酯玻纤布可以明显提高沥青混合料的抗裂性能。
　　3. 聚酯玻纤布的应用
　　为了确保聚酯玻纤布的施工质量，充分发挥其加筋抗裂和防水的效果，总结聚酯玻纤布施工工艺和技术要求如下：
　　3.1施工准备。
　　（1）施工前设备准备。施工前必须配备齐全的施工设备和器具，机械设备主要有：沥青智能洒布车、森林灭火器；施工器具：铁辊子、涂刷、透明眼罩等。
　　（2）材料准备。主要的施工材料：聚酯土工布、热石油沥青或SBS改性沥青施工前材料的检验：经检验材料各项满足技术指标，将足量经检验合格的聚酯土工布运至现场，土工布铺筑现场准备一次不小于200m；在施工前半小时，将热沥青放于智能洒布车内运至现场。
　　（3）基层检查验收。在铺装聚酯土工布前，对新、老路面基层现场拼接缝进行详细的标识和统计，对横向裂缝做出标记，用清洁工具清扫并吹净路面，对拼接缝残留的石子或其他碎落物进行清理，对坑槽深度大于2cm的采用乳化沥青或沥青混合料进行填补。
　　3.2聚酯土工布施工工艺及方法。聚酯土工布施工工序为：拼接缝（横向裂缝）表面清扫处理-放样划线-喷洒热沥青粘层油-铺装聚酯土工布-整平滚压-交通管制
　　3.2.1拼接缝（裂缝）清扫修补。
　　（1）施工前将新、老路面基层拼接缝、老路面的横向裂缝处的尘土、松散颗粒及杂物等清扫干净，对污染严重的进行清洗，并用乳化沥青补洒。
　　（2）将路面上尖锐、突兀部位予以铲平，若路面破损、凹陷、破碎严重处，铲除其破碎部位并用沥青料填补和找平。 　　（3）对新、老路面间裂缝宽度大于6mm进行灌缝处治。
　　（4）喷洒粘层油前一般保持不小于200m长的工作面。
　　（5）保持工作面干燥无水分，雨后必需待路面干燥后方可施工。
　　3.2.2放样划线。在经验收合格后的基层或老路面上，按拟铺装的聚酯土工布宽度在拼接缝和裂缝两侧定好基准线，以拼装缝和裂缝为中心线，按铺筑土工布宽度两侧各加5～10cm用粉笔划线，作为铺装聚酯土工布的定位线。
　　3.2.3喷洒热沥青粘层油。
　　（1）土工布摊铺器就位，将设备就位后将支架上的土工布位置摆正，垂直于拼接缝，使土工布整体平面保持绷紧状态。
　　（2）在施工划线范围内用沥青喷洒车洒布热沥青粘层油，喷洒粘层油的横向范围要比聚酯土工布宽5～10cm。
　　（3）洒布热沥青粘层油时，施工温度应在5℃以上，热沥青最佳温度应保持在160～180℃。
　　（4）洒布热沥青粘层油时要喷洒均匀，计量准确，其用量为0.8～1.0Kg/m2，必要时适度增加沥青的用量，使粘结达到良好的效果，喷洒的量过大，高温施工时容易出现粘轮现象。
　　3.2.4聚酯土工布的铺装与搭接。
　　（1）待热沥青粘层油喷洒后，还处于液体状态时，立即采用聚酯玻纤布铺装车进行聚酯玻纤布铺装施工，不得使沥青喷洒车与聚酯玻纤布铺装车距离过远，摊铺要紧跟洒布，工序要紧凑。
　　（2）铺装聚酯玻纤布时应保持车速平稳均匀，不得忽快忽慢，并及时用人工进行调整，以达到铺装平整的目的。
　　（3）铺装设备配置涂刷和铁辊子，以保证铺装聚酯玻纤布时能及时将其压实在沥青粘层油上；若铺装时发生褶皱或打折现象，应当及时用工具刀切开褶皱部位，然后在铺设方向上再搭接起来，用粘层油胶结并压实，以保证聚酯玻纤布与粘层油的良好粘结。
　　（4）聚酯玻纤布铺装施工时，应尽可能铺装成一条直线；当需要转弯时，将聚酯玻纤布弯曲处剪开，重叠铺设并喷吐粘层油胶结，并应尽量避免聚酯玻纤布打折起皱。在弯道安装时若有不便，应尽量减少聚酯玻纤布铺装的长度。
　　（5）聚酯玻纤布纵向接缝搭接宽度为5～10cm，横向接缝为10～15cm，横向接缝搭接方向应当为摊铺沥青混凝土的方向，将后一端压在前一端之下，并用热沥青粘结好，接缝应当牢固。搭接宽度不宜过宽，以避免搭接处夹层变厚，而使面层与基层结合力减弱，导致面层起鼓、脱离、位移等不良影响。
　　（6）在进行聚酯玻纤布施工时，现场操作人员应戴好防护手套，并佩戴防护眼罩，以避免被高温热沥青烫伤或被聚酯玻纤布刺伤手指。
　　3.2.5交通管制。
　　（1）聚酯玻纤布铺装施工完成后，在热沥青粘层油未冷却至常温下应尽量避免行人或车辆进入；若需要立即开放交通，应及时抛洒适量的细沙或石屑，以防止车辆经过时聚酯玻纤布时，由于车轮粘油将聚酯玻纤布带起或破坏。
　　（2）禁止任何车辆在聚酯玻纤布上行驶时突然刹车或急转弯，以免对聚酯玻纤布造成破坏。
　　4. 结束语
　　通过对现有应用路段长期使用性能观测的基础上，进行跟踪检测，收集相关资料后，证明聚酯玻纤布在提高路面整体强度，有效防止表面水的下渗，延缓面层反射裂缝，延长路面使用寿命方面发挥着极其重要的作用。但是目前聚酯玻纤布应用于实体工程的时间还不长，施工中还有许多问题尚待进一步研究和解决：
　　（1）作为一种复合土工合成材料，聚酯玻纤布的主要技术指标仍需进一步研究。
　　（2）仍需结合大量的实体工程，以总结聚酯玻纤布的施工经验，并通过长期的检测工作检验聚酯玻纤布的长期路用性能。
　　（3）对这种新技术在路面长期使用过程进行经济效益的综合评价。
　　参考文献
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　　[文章编号]1006-7619（2013）04-18-385