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聚酯玻纖布在道路改造工程中的應用

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  聚酯玻纖布是由60%左右的玻璃纖維+40%左右的聚酯纖維+粘結劑組成的一種復合防水防裂材料,它繼承了聚酯纖維和玻璃纖維的優點,具有耐熱、強度高、柔韌性好的特點;也是繼土工布和土工格柵之后才發展起來的一種新型復合土工合成材料,與瀝青混合料有良好的相容性,它通過吸收瀝青材料后形成的一個結構層,具有防水耐熱和耐腐的物理特性,并具有膨脹系數低,韌性好,沒有長期蠕變性,便于施工等優點,明顯提高其低溫抗裂性、抗疲勞性、抗反射性能,從而延長路面的使用壽命。
  工程實踐證明,玻纖格柵沒有防水功能,其網格能與瀝青混合料形成嵌擠作用,但使用中卻難以固定,易膨脹且不服貼,甚至會影響到瀝青混合料的正常攤鋪和加筋效果;而土工布能防水下滲,但是土工布在熱瀝青混合料攤鋪溫度超過160℃時,其強度和抗蠕變性能較差,無法發揮加筋抗裂效果。聚酯玻纖布正克服了這兩者的缺點,且可以粉碎后再生使用,銑刨時會被粉碎成非常細小的纖維而增進再生料(RAP)的性能。
  聚酯玻纖布還能改善瀝青路面的使用性能,防止路面因氣溫變化而產生的低溫裂紋,增加瀝青砼的高溫穩定性,提高瀝青路面的抗車轍能力,延緩反射裂縫的產生和擴展;在半剛性基層和瀝青混合料間加鋪聚酯玻纖布,可有效防止雨水進入裂縫而引起喞漿,同時可以減緩反射裂縫的延伸和擴展,在瀝青砼中起到加筋作用,抵消部分應力集中的現象,防止瀝青砼路面的早期破壞。聚酯玻纖布主要應用于防止舊路面罩面、基層裂縫處理和新路面結構層的加強,在延緩反射裂縫的發生和發展方面、防止路面水下滲方面效果尤為明顯。
  在舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青面層, 是一種常用的路面修復技術。它具有工期短、造價低、對交通影響小、修復路面服務性能好等優點,但其主要問題是瀝青加鋪層中容易出現反射裂縫;對此,經數種材料或工藝的比較,在前三門大街及大興永興路舊路面改建工程中成功的運用了設置聚酯玻纖布的補強措施, 結果證明:玻纖布能很好解決了裂縫的問題。
  1.設計角度:聚酯玻纖布的主要設計控制參數和聚酯玻纖布復合瀝青混合料性能分析:
  1.1聚酯玻纖布的質量控制參數標準
材料性質 單位 數值 測試方法和說明
單位質量 g/m2 ≥120 ASTM D5261
抗拉強度,縱向 N(50mm) ≥200 ASTM D5035,50mm僅表示條樣寬度
抗拉強度,橫向 N(50mm) ≥200 ASTM D5035,50mm僅表示條樣寬度
斷裂延伸率,MD % <5 ASTM D5035,MD表示橫向
斷裂延伸率,CMD % <5 ASTM D5035,CMD表示縱向
熔點 >205 ASTM D276 (瀝青砼報廢溫度為190℃)
瀝青吸收量 Kg/m2 0.5~1.1 ASTM D6140,試驗表明適當增加瀝青的用量,聚酯玻纖布的防水效果更佳
 
  1.2聚酯玻纖布復合瀝青混合料性能分析
  1.2.1抗裂性能。對普通瀝青混合料和聚酯布瀝青合料采用沖擊韌性試驗,其值越大表明瀝青混合料抗疲勞的性能越好,具有良好的抗疲勞性能,在重復荷載下抵抗反射裂縫的能力就強。經試驗驗證:聚酯玻纖布混合料彎拉應變較普通混合料提高67%,應變能提高65%,充分體現了其良好的抗裂性能。
  1.2.2穩定性。膨脹系數小,耐磨性強,和混合料的粘結性通過熱瀝青的結合,粘附性特別強,增加混合料的整體穩定性,對高溫狀態抗車轍有實效。
  1.2.3抗疲勞性能。通過應變控制疲勞試驗對聚酯土工布復合瀝青混合料進行三分點加荷試驗,從試驗結果可知,聚酯布的疲勞壽命比普通混合料瀝青砼高得多。
  1.2.4防滲透性能。經過瀝青浸潤的聚酯土工布具有良好的防水作用,聚酯布像濾紙一樣將熱瀝青吸附滲透,在瀝青冷卻后將聚酯土工布的網眼堵住,起到密封的作用,故此具有良好的防水性能。
  1.2.5完全可粉碎可用于道路再生。聚酯玻纖布本身具有的材料特性決定了它可以粉碎和再生使用,符合當前材料再生利用的宗旨。
  2.施工角度,聚酯玻纖布施工工藝和流程
  聚酯玻纖布施工工藝:鋪設前準備 –噴灑熱瀝青—鋪設防裂布—回填(攤鋪瀝青混凝土)
  2.1鋪設前的準備。首先對下層進行整平、碾壓,壓實度要達到設計要求,表面嚴禁有碎石、塊石等堅硬凸出物。注意,不平整的地方,或填或挖,要保持路基的干燥。清掃修補新、老路面,對新、老路面間裂縫寬度大于6mm時,應采用瀝青料進行填補。
  2.2噴灑熱瀝青(優質道路瀝青或改性瀝青)。路基整理及劃線部分準備工作完成之后,開始噴灑熱瀝青,注意瀝青一定要噴灑均勻,每平米熱瀝青不得少于0.8~1.0kg/m2(視瀝青產品規格和路面銑刨情況而定,以達到良好的粘結效果)。灑布熱瀝青粘層油時,施工溫度應在5℃以上,熱瀝青最佳溫度應保持在165~180℃。
  2.3鋪設聚酯玻纖布。按擬鋪裝的聚酯玻纖布寬度,以新、老路面基層拼接縫為中心,兩側定好基準線,用粉筆劃線作為攤鋪施工控制的邊緣線,外側劃兩條軌道行走的基準線以防止支架偏位。待熱瀝青粘層油處于液體狀,立即采用聚酯玻纖布鋪裝車進行聚酯玻纖布鋪裝施工,不得使瀝青噴灑車與聚酯玻纖布鋪裝車距離過遠。鋪裝聚酯玻纖布時應保持支架平穩、速度均勻,且支架應于拼接線垂直,并保證玻纖布粘結使處于緊繃狀態,確保鋪裝的玻纖布平滑、順直。鋪裝后立即用刷子和滾筒碾壓,以保證鋪裝聚酯玻纖布能及時與瀝青粘結牢固在一起;若鋪裝時發生褶皺或打折現象,應當及時用工具刀切開褶皺部位,然后在鋪設方向上再搭接起來,用粘層油膠結并壓實,以保證聚酯玻纖布與粘層油的良好粘結。聚酯玻纖布鋪裝施工時,應盡可能鋪裝成一條直線;當需要轉彎時,將聚酯玻纖布彎曲處剪開,重疊鋪設并噴吐粘層油膠結,并應盡量避免聚酯玻纖布打折起皺;在彎道安裝時若有不便,應盡量減少聚酯玻纖布鋪裝的長度。
  施工特別注意:① 攤鋪要平整,不能有褶皺。②橫向搭接在5—7厘米,不低于5厘米。③縱向搭接在10—15厘米,不低于10厘米
  2.4回填(攤鋪瀝青混凝土)。在聚酯玻纖布冷卻至常溫后即可進行上層瀝青混合料的攤鋪。
  3.保養維護
  酯玻纖布鋪設完成后,在熱粘結料未冷卻至常溫時必須禁止行人或車輛進入,以防止由于車輪粘油將玻纖帶起或破壞。鋪路機械或其他車輛必須進入時,輪胎上不得沾有泥土等可污染玻纖布的臟物,在聚酯玻纖布上轉向一定要緩慢進行,并盡可能少轉向,禁止任何車輛在玻纖布上突然剎車或急轉彎,否則會對其造成極大傷害。攤鋪時,混合料運輸車要謹慎駕駛,為了避免車輪粘輪,可考慮在車輪上涂抹少量隔離劑,以減少對玻纖布的影響。
  4.結束語
  用聚酯玻纖布防止反射裂縫, 目前還是一門較新的技術,價格較土工布及格柵稍貴,但由于其優點和施工便利性極為突出。相信在未來的高等級公路與主要城市道路建設工程中應用前景將更加光明。
  參考文獻:
  [1] 于春江 聚酯玻纖布在防治路面反射裂縫上的應用[J]中國公路2004
  [2] JT/T520-2004公路工程土工合成材料短纖維針刺非織造土工布[S]交通部
  [3] ASTM D5035-2006織物斷裂和伸長的標準試驗方法[S]美國材料與試驗協會

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