土工合成材料在沥青路面施工中的应用

杨晓磊

摘 要：在我国的公路，路面材料大部分选择沥青路面，沥青材料有很多的优点，它表面平整度比较好、车辆行驶舒适、没有接缝、地面不容易被磨损、路面噪声比较低等。不过，沥青路面也有弊端，就是路面完成以后不可避免的会出现各式各样的裂缝。为了解决沥青路面裂缝的问题，施工人员经过无数次的尝试，发现采用土工合成材料以加强沥青面层，能弥补沥青材料本身的不足，效果良好。

关键词：土工合成材料；沥青路面；道路施工

1 引言

土工合成材料的种类有很多种，根据不同的工程，选择的材料种类也不同，适合的土工合成材料够能增强路面基础的整体性能。道路建设部门已经将分析造成路面裂缝的原因、研究制定专项方案和处理裂缝的方法作为道路建设的重要工作了。经过二三十年的工程实践证明，沥青路面选择土工合成材料的布设有效的改善了路面裂缝情况的出现。

2 土工合成材料的功能特征

土工合成材料是以人工合成的塑料、化纤等聚合物为加工原料制成不同的产品的一种岩土工程材料。为了增强和保护土体的作用，把岩土工程材料放置在每层土体之间、土体内部或者土体表面。目前，土木工程中大部分采用了土工合成材料，它被定义为一种新型工程材料，是由高分子聚合物组成的，而且这种结构材料一般是织物的状态，它有着很好的透水性，高强度性和很好的实用性等。土工合成材料有很多种，经常见到的有以下几种：复合型土工合成材料、土工织物和特种土工合成材料等。 当前在道路施工中采用最多的土工合成材料是土工织物和玻璃纤维格栅，还有一些塑料格栅。

2.1 土工织物

无纺土工布的统称为土工织物，土工布有很大的压缩性，但是一般的化纤织物却没有它的抗拉强度高，更重要的是土工布的厚度一般情况下不大于5mm，土工布的化学稳定性特别好，渗透性也特别好，所以，沥青混凝土面层在施工时，夹层内经常添加土工布，这样更有利于增强沥青混凝土面层的强度，不容易产生路面裂缝。沥青混凝土在施工时，要经常测量混凝土的温度，温度不能小于150摄氏度，这就要求土工布必须能够在高温状态下保证其性能，耐高温也是土工布的一大特点。土工布还有一个非常重要的性能参数就是的负荷延伸率，不过目前实践经验还是不够成熟，无法限定具体的负荷延伸率。

2.2 玻璃纤维格栅

有的沥青道路处于温度差比较大或者自然环境比较恶劣的地方，这就要求沥青路面能经受的住环境的变化，不被损坏。因此，沥青混凝土材料施工时夹层内加入玻璃纤维格栅，它的基础材料是采用物化性能十分稳定的硅酸盐材料，这就能有效的保证沥青路面的质量。而且，玻璃纤维格栅的抗拉强度非常高，可以与钢铁的抗拉强度媲美，也远远超过普通沥青混凝土的弹性模量，甚至能达到20∶1这么大的差距，这就大大的减少了基层变形的几率，避免了沥青混凝土面层出现裂缝的情况。综合看土工合成材料中的这些不同种类的材料，玻璃纤维格栅的优点更多，特别是玻璃纤维格栅的抗拉强度最为突出。

3 土工合成材料在施工过程中的应用机理

道路施工时加入土工合成材料，是非常必要的，因为它能有隔离材料、土工材料的加筋、过滤水分等特点，这对于路面面层长久不被破坏起到了关键的作用。

3.1 隔离作用

道路交工验收通车使用后，长时间受到过往车辆的永久荷载，过大的剪应力作用于基面，长此以往就无法避免的会出现裂缝，出现以下情况：（1）基层内部容易把吸入路基土，导致基层的结构性能大大不如从前；（2）如果没有隔离层，基层就会慢慢的渗入到土基内，直接影响了路面，以致于出现路面不完整现象。

土工合成材料在土基强度不够强或者比较弱的时候，它就能体现出特别强的隔离作用，减少基层渗入土基的情况。当土基的强度相对来说比较高的时候，道路基层材料的类型和材料的载荷就直接影响土工合成材料的隔离效果。隔离层材料有两个特点，①为了保证结构的厚度，能完全隔离开两种粒径不一样的材料。 ②高强度，不易破损。

3.2 加筋作用

土工合成材料的加筋具有一种侧限作用，能使薄膜效应和拉力加筋充分体现，更重要的是使得路面结构应力的分布有所优化改善，能增强沥青路面的性能和道路的使用时间，因为它能使路面的厚度降低，使车辙减少，避免面层出现裂缝。

（1）侧限作用。道路长期受到车辆的永久荷载，这就推挤了沥青材料的路面内的颗粒，使面内的颗粒发生横向移动。道路施工时采用土工合成材料，能做到锁嵌、魔阻、固定路面内的颗粒，从而减少路面内颗粒出现横向移動的情况。

（2）拉力加筋。由于道路施工中加入了土工合成材料，已经具备了侧限作用，确保了道路结构的稳定性。如果在土基强度比较弱的顶面加筋，剪应力得以分担，也确保了地基的承载能力。

（3）薄膜效应。道路内的土工合成材料能使基层厚度降低从而使路基整体的承载力降低， 薄膜效应还能使土基的强度降低。土工合成材料的铺设深度直接影响着薄膜效应的效果，铺设太浅和太深都无法更好的实现薄膜效应。

3.3 路面反射裂缝防治

施工中采用土工合成材料能减少路面出现反射裂缝的情况，而且道路在车辆长期荷载的情况下，也能避免出现的裂缝。不过土工合成材料对于温差裂缝和现已损坏的路面效果不明显。

4 沥青路面中土工合成材料的布设和施工

4.1 施工工艺流程和基本要求

新旧道路的补强工程是不一样的，新建道路的土工合成材料按照设计要求的工序进行施工。而旧道路的补强，要先处置破损的路面，彻底清除路面的杂质和垃圾，才能保证补强的效果。

旧道路补强的施工工序为： 处置破损路面→清扫路面→粘结油洒布→土工合成材料的张拉→搭接并固定土工合成材料→沥青道路面层施工。

土工合成材料不能存放于露天的环境，要防水防潮，也不能让阳光直射，因为它含有比较多的有机物质成分容易老化。玻璃纤维格栅在使用的时候要使用劳动防护用品，以免刺激到人的皮肤和眼睛。

4.2 土工合成材料的张拉

铺设土工合成材料的时候，应当先采用固定器（如：固定钉和固定铁皮等）把一端固定住，再用机械设备或者人工拉紧另一端，并采用固定器固定好，不能出现松动的情况，需要注意的是土工合成材料的张拉伸长率不能超出相关规范的规定。

4.3 土工合成材料的搭接与固定

玻璃纤维格栅使用固定器固定横向搭接，长度应为8～10cm左右；使用铅丝或尼龙绳固定纵向搭接，长度应为5～8cm左右；固定间距控制在1.5m以内。土工布也使用固定器固定横向搭接，长度应为4～5cm左右；纵向用粘层油粘结即可。

4.4 洒设粘层油

土工布和玻璃纤维格栅洒设粘层油的顺序是不一样，土工布施工时应先洒设粘层油，再铺设土工布；玻璃纤维格栅施工时，先铺设玻璃纤维格栅，再洒设粘层油。为了使添加了土工合成材料的基层和后期施工的沥青混凝土面层更好的结合，洒设粘层油是的很有必要的。粘层油的用量要符合设计及相关规范要求，不能少也不能超量。

5 结束语

随着新时代经济的飞速发展，公路运输物资量也越来越大，因此，公路建设一定要保证质量才能确保行车安全。土工合成材料主要是由高分子聚合物材料组成，拥有强度高、耐高温、种类多等特点。在道路建设中，在基础结构层中铺设土工合成材料，就大大增强了路面的整体结构性能，保证了人们的安全。

参考文献：

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