土工格柵在城市舊路改造中的作用
導(dǎo)語：格柵是用聚丙烯、聚氯乙烯等高分子聚合物經(jīng)熱塑或模壓而成的二維網(wǎng)格狀或具有一定高度的三維立體網(wǎng)格屏柵，當(dāng)作為土木工程使用時(shí)，稱為土工格柵。
近年來，隨著改革開放的深入，經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，汽車快速地進(jìn)入家庭，20世紀(jì)80年代末修建的城市市區(qū)道路從路面的結(jié)構(gòu)到路面的寬度、道路的拐彎半徑等都已不能適應(yīng)城市發(fā)展和城市交通運(yùn)輸?shù)男枰檫m應(yīng)城市交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展需要，在原有道路線型基礎(chǔ)上拓寬和在原水泥混凝土路面上加鋪瀝青混凝土面層，可提高城市道路的交通運(yùn)輸能力和水泥路面的使用功能，改善路面的平整度，減少汽車行駛的噪音。但如何防止原有水泥路面以及拓寬路面與原有路面之間接縫的反射型裂縫的發(fā)生，是城市道路改造中遇到的一個(gè)新課題。
一、方案的提出
經(jīng)過改革開發(fā)二十多年的發(fā)展，柳州市文惠路、廣場(chǎng)路的交通流量猛增，路面變得相對(duì)狹窄，成了柳江河南、北半島的交通瓶頸。為改善柳江南北兩岸道路交通不暢的狀況，提高道路的通行能力，對(duì)80年代末在舊瀝青路面上相繼修建全長605米主車道寬10m的文惠路水泥混凝土路面，及全長為460m主車道寬18m的廣場(chǎng)路進(jìn)行拓寬改造。文惠路車行道由原來的10m拓寬到15.5m，構(gòu)成4車道;廣場(chǎng)路車行道由原來的18m，拓寬到30m，構(gòu)成8車道。
鑒于這兩條道路位置及周邊環(huán)境的特殊性，道路設(shè)計(jì)保留原有的水泥混凝土路面作為道路基層，且只考慮單邊拓寬。但單邊拓寬將出現(xiàn)路拱不對(duì)稱，影響行車安全和拓寬部分的路面與舊水泥路面的銜接問題，以及按原水泥路面進(jìn)行拓寬后，車速提高產(chǎn)生更大噪音對(duì)道路兩側(cè)居民造成更大的影響。故為了解決上述問題，采用在水泥路面上加鋪改性瀝青面層，但將面臨如何防止瀝青混凝土路面產(chǎn)生反射裂縫的問題。為防止半剛性基層與剛性板之間、以及舊水泥板塊之間、新舊水泥混凝土板塊之間的接縫出現(xiàn)反射裂縫，采用鋪設(shè)玻璃纖維土工格柵、加鋪改性瀝青混凝土面層的`方案。
二、舊路及拓寬范圍的基層處理
(一)舊路基層狀況。經(jīng)調(diào)查，路面損壞評(píng)定狀況為中等，水泥混凝土板塊損壞較少，故采用液壓鎬破碎、鑿除舊混凝土病害板并清理路槽，用C20混凝土補(bǔ)強(qiáng)基層。
(二)拓寬部分基層處理。因拓寬部分就是原來的人行道，原人行道下面布置有通信管線、高壓電力電纜、給水管道等地下設(shè)施，這些管線無法中斷，只能采用混凝土就地進(jìn)行保護(hù)，其余拓寬范圍能用壓路機(jī)碾壓的采用級(jí)配碎石，寬度不夠上不了壓路機(jī)的采用片石混凝土做底基層，基層采用20cm厚C20早強(qiáng)混凝土。
(三)接縫處理。混凝土板路面接縫不但是受力薄弱處，也是雨水進(jìn)入基層的必經(jīng)之處，因此必須處理好。在實(shí)施中由于沒有清縫機(jī)，故先用混凝土板切割機(jī)先對(duì)準(zhǔn)接縫切割，割松并剔除填縫后再用壓縮空氣清除干凈縫隙中其它的泥土雜物，然后重新灌注瀝青碼蹄脂填縫料進(jìn)行封縫，以防止雨水通過接縫進(jìn)入基層引起病害。
(四)減緩反射裂縫的措施。反射裂縫是由于舊面層在接縫或裂縫附近的位移，引起接縫或裂縫上方瀝青混凝土加鋪層內(nèi)出現(xiàn)應(yīng)力集中所造成的，其包括因溫度和濕度變化而產(chǎn)生的水平位移以及因交通荷載作用而產(chǎn)生的豎向剪切位移。而根據(jù)國內(nèi)外理論，在舊混凝土板與加鋪層之間設(shè)置玻纖土工格柵加筋層可以使瀝青混凝土加鋪層底面的應(yīng)力或應(yīng)變因離開應(yīng)力集中的接縫或裂縫端部而降低，同時(shí)也可以改變加鋪層結(jié)構(gòu)的抗拉和抗剪切能力，從而可以有效減少由荷載、溫度、地基脫空等產(chǎn)生的不利影響和提高瀝青混凝土加鋪層的抗反射裂縫能力;且根據(jù)研究，在加鋪層底部加設(shè)土工格柵時(shí)，延緩反射裂縫的效果非常明顯。故本工程在加鋪層底部采用玻纖格柵作為加筋層面來作為減緩反射裂縫的措施。
三、基層彎沿測(cè)量
采用BZZ-100型、后軸重10t的標(biāo)準(zhǔn)車，5.4m的長桿彎沉儀，每隔20m對(duì)拓寬范圍路面基層進(jìn)行彎沉測(cè)量。共測(cè)N=90個(gè)點(diǎn)，平均彎沉為L=0.240mm，均方差S=5.28，計(jì)算代表彎沉為L=0.331mm�；焱涟鍦y(cè)定點(diǎn)n=28，平均彎沉為L=0.102mm，均方差為δ=5.4，代表彎沉為L=0.195mm。其中>0.10mm占34.60%，≥0.15mm占11.51%，≥0.20mm占7.70%，≥0.30mm占2.55%。以上結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求。
四、鋪設(shè)土工格柵
(一)路面鋪筑。由于舊水泥混凝土路面，以及新拓寬部分的混凝土路面是沿按舊水泥混凝土路面的坡度進(jìn)行澆筑的，表面的平整度較好，但是由于混凝土路面的路拱不對(duì)稱，要調(diào)整為路拱對(duì)中，則路拱兩邊路面的瀝青鋪筑厚度是不相同的，最薄的為7cm，最厚的為15cm，因此，采用瀝青碎石作為瀝青混凝土調(diào)平層。調(diào)平層鋪筑完后，再進(jìn)行面層的鋪筑。
(二)土工格柵技術(shù)要求
1.土工格柵厚度應(yīng)薄，一般3.0mm左右，以便攤鋪;
2.格柵網(wǎng)格尺寸應(yīng)為0.5～1.0倍骨料粒徑。本工程采用25.4×25.4mm;
3.土工格柵抗拉強(qiáng)度應(yīng)選大值，縱向大于等于50KN/M，橫向大于等于50KN/M，抗變形能力強(qiáng);
4.伸長率小于4%;
5.含膠量大于等于20%;
6.土工格柵采用自粘式，幅寬為2m，耐溫性-100至280攝氏度。
(三)鋪筑土工格柵
1.在清掃干凈的水泥混凝土路面上用小型瀝青灑布機(jī)按0.5㎏/㎡噴灑粘層乳化瀝青，幅寬為2.0m;
2.在大氣溫度10℃以上，路面不潮濕時(shí)噴灑粘層乳化瀝青;
3.在噴灑粘層乳化瀝青后，待粘層瀝青已破乳時(shí)開始進(jìn)行土工格柵鋪設(shè)。鋪設(shè)完土工格柵后，用輕型膠輪壓路機(jī)在其上作適度碾壓，以確保土工格柵與原路面有良好的粘接。
4.采用土工格柵鋪筑設(shè)備，人工一次攤鋪土工格柵。對(duì)不平整處，應(yīng)用攤桿推平，如遇到彎道，應(yīng)將彎道內(nèi)側(cè)的土工格柵用剪力裁開，然后將一側(cè)推平，涂刷瀝青，再將另一側(cè)疊蓋搭接，鋪設(shè)時(shí)應(yīng)保證平順并使縱橫向張緊。
5.一卷土工格柵攤完后，再噴灑另一幅土工格柵的粘層瀝青。鋪設(shè)時(shí)土工格柵的搭接：縱向距離不小于15cm，橫向距離不小于10cm;要在前一幅攤好的土工格柵上補(bǔ)灑20cm的瀝青帶，然后再攤鋪第二幅土工格柵。按此鋪攤的工藝順序直到半幅路面的土工格柵鋪滿，并超出半幅路面寬度20cm，以便與第二幅路面的土工格柵搭按。
(四)鋪筑瀝青砼
1.為了方便汽車在土工格柵上和已噴灑瀝青路面上行走而不帶動(dòng)土工格柵，在半幅路面攤鋪完土工格柵后，再灑上5mm的石粉。
2.在土工格柵的起始端要用鐵釘加強(qiáng)固定，并灑一層粘層瀝青。
3.禁止汽車在土工格柵上剎車、轉(zhuǎn)彎、調(diào)頭。
4.當(dāng)土工格柵被汽車?yán)穑瑧?yīng)立即用攤桿推平。
5.用瀝青混凝土鋪機(jī)攤鋪瀝青混凝土路面。
五、試驗(yàn)路檢測(cè)
1.彎沉測(cè)定。試驗(yàn)路鋪筑后，用BZZ-100型標(biāo)準(zhǔn)汽車、5.4m長桿彎沉儀，每隔50m測(cè)定混凝路面彎沉值。
2.實(shí)側(cè)彎沉和平均彎沉L=11.50mm，均方差δ=2.21，代表彎沉L?代=15.14mm。
3.按理論計(jì)算，在舊路上(δ=0.330mm)加鋪10cm瀝青混凝土，計(jì)算彎沉到達(dá)0.24mm，增加一層土工格柵計(jì)算彎沉值能達(dá)到0.14mm，相當(dāng)于增加了8cm厚的瀝青混凝土，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表明>0.10mm的點(diǎn)占2.8%;≥0.15mm的點(diǎn)占2%，≥0.30點(diǎn)占1.1%。以上數(shù)據(jù)表明在瀝青混凝土中加設(shè)土工格柵作用明顯。
六、結(jié)語
文惠路經(jīng)過一年三個(gè)月、廣場(chǎng)路經(jīng)過半年的行車，目前尚未發(fā)現(xiàn)反射裂縫，效果良好。
通過文惠路、廣場(chǎng)路兩條路的實(shí)踐可見：
1.在既有水泥混凝土道路上加鋪瀝青混凝土面層前必須對(duì)舊路面的病害進(jìn)行處理，更換破碎斷裂板與板底脫空板，并對(duì)所有接縫進(jìn)行清縫和重新灌縫處理，以防止雨水通過接縫進(jìn)入基層。
2.拓寬部分基層必須強(qiáng)度大、彎沉小，在拓寬與舊混凝土板之間搭接部位和在舊水泥混凝土路面上加設(shè)土工格柵，均能夠增強(qiáng)路面整體剛度，使瀝青表面彎沉減小，從而提高瀝青加鋪層的高溫抗車轍能力，可有效防止反射裂縫的產(chǎn)生
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