聚酯玻纤布在公路养护工程中的应用.docx

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聚酯玻纤布在公路养护工程中的应用

聚酯玻纤布在公路养护工程中的应用

摘要：

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土工合成材料。

聚酯玻纤布是聚脂纤维和玻璃纤维的复合物，在聚酯纤维土工布的表面经编纵横交错的玻璃纤维束，它融合了聚酯纤维的韧性和玻璃纤维的强度，是用于沥青路面建设和改造中防治反射裂缝、水破坏及增强路面承载能力的新型复合土工材料，具有很好的应用前景，可以广泛应用于公路养护工程中，本文介绍了聚酯玻纤布在泰州干线公路229省道养护中的实际应用和施工工艺。

关键词：

聚酯玻纤布公路养护反射裂缝施工工艺

沥青混凝土路面具有良好的力学性能、行车平稳舒适及养护维修简单等被广泛应用。

我国沥青混凝土路面基层一般采用半刚性基层，这种材料的优点在于高强度和高承载力，缺点是会造成较大的干缩、温度裂缝。

基层裂缝在车辆荷载和温度作用下会反射到沥青混凝土面层，另外由于雨水、冰雪、超载及质量控制等因素影响，造成沥青混凝土路面出现网裂、车辙、坑槽、翻浆等病害，路面使用质量下降，为了恢复沥青混凝土路面使用性能，保证路面通行能力需要及时对出现病害的公路进行养护。

目前我国常用的公路养护方法主要是在原来的裂缝路面上加铺新沥青面层。

通车一段时间后，原来路面的裂缝会很快反射到新沥青路面。

如果采用加铺较厚的新沥青面层，不但投资较大，而且效果不明显；另一种方法是对原来开裂路面沥青面层进行洗刨后铺设一层玻纤格栅，再铺设新沥青面层。

但在车辆荷载和外部环境作用下，原来路面的裂缝又重新回到新沥青路面面层。

虽然玻纤格栅能缓解裂缝的产生，但由于玻纤格栅是一种网格型材料，其与沥青面层的接触为点线接触，加筋作用有限，且玻纤格栅不具备防水功能，路面上雨水从裂缝渗入后加快路面的损坏。

因此急需一种既能防裂又能防水的新型材料用于公路养护工程。

聚酯玻纤布是一种既能防止反射裂缝又能防水的新型土工合成材料。

在公路养护工程中具有广阔的应用前景。

1聚酯玻纤布的特性

1.1产品简介

聚酯玻纤布是由60％玻璃纤维和40％聚酯纤维组成的一种复合土工合成材料。

这种独特的组合为聚酯玻纤布提供了玻璃纤维的强度和聚酯纤维的柔韧性，却没有原材料的缺点。

聚酯玻纤布（Fiberglass-PolyesterPavingMat）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，具有强度大、延伸率低、与沥青相容性好、耐高温、耐腐蚀的优点、用于沥青路面建设和改造中可以防治反射裂缝、抵抗水破坏、增强路面承载能力。

1.2聚酯玻纤布物理力学性能

聚酯玻纤布的物理力学性能见下表：

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。

它能有效处理路面裂缝以及桥面和路面水损坏。

聚酯玻纤布与其它土工织物相比，具有如下特点：

①强度大，且没有方向性。

②延伸率低，没有长期蠕变性。

保证了材料能够长期使用。

③相容性和高温稳定性好。

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230℃时其物理化学特性稳定。

所以，在170℃热铺沥青混凝土下稳定性不受任何影响。

④化学稳定性好。

经过特殊处理后的聚酯玻纤布能防止各类化学侵蚀，抵制生物侵蚀和气候变化。

⑤聚酯玻纤布与热沥青粘层油形成防水层，即使面层出现裂缝，也能有效防止表面水下渗，保证基层材料免于水损坏。

⑥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（RAP）的性能。

1.3聚酯玻纤布的路用特性

聚酯玻纤布与AC沥青混合料、SBS改性沥青混合料有良好的相溶性，粘结效果良好，在沥青路面病害防治方面有两大作用：

一是利用聚酯玻纤布的高抗拉强度和良好的变形韧性改善沥青面层的性能，防治沥青路面裂缝的产生与发展，即防裂作用；二是与SBS改性沥青混合料相结合形成一层不透水的夹层，防止路表水进入道路结构内部造成水损坏，即隔水作用。

1.3.1防裂作用

反射裂缝的产生

半刚性基层在温度湿度等环境条件的作用下，容易产生温缩、干缩裂缝，沥青面层底面在基层裂缝处容易产生应力集中效应，在车辆荷载及环境荷载的反复作用下，基层裂缝会反射到沥青面层上来，造成面层的开裂。

当在原有开裂路面上加铺沥青面层，由于温度循环变化和车辆荷载的反复作用，使得原有沥青路面上的裂缝反射到加铺层上，形成反射裂缝。

防裂作用

在半刚性基层表面设置聚酯玻纤布，能够改变沥青层在车辆荷载和温度作用下的受力状态，大幅度降低基层裂缝处沥青层的应力集中，从而阻碍反射裂缝的产生和发展。

其力学作用主要体现在以下几个方面：

①聚酯玻纤布分隔了半刚性基层和沥青面层，避免了沥青层直接处于裂缝尖端的应力集中区域，而由抗拉强度较高的织物本身承受较大的拉应力，从而阻碍了裂缝的迅速扩展。

②加铺聚酯玻纤布后，沥青面层和基层之间不再直接接触，层间结合能力受到削弱，基层裂缝出在低温收缩时产生的位移可以通过聚酯玻纤布夹层吸收，不在沥青面层底部产生较大的拉应力，降低沥青面层底部在基层裂缝处的应力集中现象，同时提高沥青面层的应力松弛能力，抵抗温缩荷载疲劳破坏。

③聚酯玻纤布能增大基层内垂直裂缝沿界面向水平方向发展的可能性，从而延缓裂缝反射到路表的时间。

1.3.2隔水作用

水对路面的破坏作用

路面结构长期暴露在外界环境中，雨水、雪水等对沥青路面的破坏极大。

路表水通过面层空隙、裂缝或破损处渗入路面结构内部，由于半刚性基层材料比较致密，在路面排水条件不好的情况下，这部分水会滞留在半刚性基层顶面，行车荷载高强度作用下，产生很大的动水压力，冲刷基层表层的细料形成浆体，浆体通过空隙、裂缝或破损处被行车挤压到路表面，造成唧浆现象。

在渗入水的浸泡和冲刷作用下，沥青面层与基层逐渐分离，半刚性基层强度降低，造成沥青路面的结构性破坏。

旧路加铺沥青面层的路面结构同样会因为路表水的渗入造成层间脱落而发生破坏。

隔水作用

聚酯玻纤布吸收沥青粘层油后，在道路结构中会形成一个不透水的隔离层。

通常将此隔离层设置于沥青面层和基层或加铺层与旧路之间，以防止路表水渗入面层基层界面，保护基层材料不受侵蚀。

因此聚酯玻纤布隔离层可以阻止路表水渗入基层，降低水对界面条件的破坏作用，增加路面结构使用寿命。

2聚酯玻纤布的施工工艺

泰州干线公路229省道养护工程中大量使用了聚酯玻纤布，铺设效果良好，施工工艺可操作性强。

主要施工设备有：

热沥青洒布车、聚酯玻纤布铺设设备；施工器具主要有：

鼓风机、铁碾子、涂刷等。

2.1施工工艺流程

聚酯玻纤布施工工艺流程图：

2.2施工步骤

层底表面清扫

①在喷洒粘结料前，应将底层表面清扫干净。

②保持工作面无水分，雨后必须待路面干燥后方可施工。

③喷洒粘结料前应使新半刚性基层表面保持长度不小于200mm的施工段。

测量、划线

①在经监理工程师验收合格的底面上，对照拼接缝或裂缝标识确定拼接缝或裂缝位置。

②按拟铺设的聚酯玻纤布宽度在拼接缝或裂缝两侧定好基准线，并用石灰或粉笔划线作为铺设聚酯玻纤布的依据。

对于横向裂缝，保证裂缝两侧的布宽≥0.75m；对于纵向拼接缝或纵向裂缝，保证布宽为1.8-2.0m，拼接缝或裂缝居中。

喷洒粘结料

①在铺设设备就位后，将支架上的聚酯玻纤布摆正，使聚酯玻纤布卷轴垂直与拼接缝或裂缝。

②在底面划线范围内用沥青喷洒车洒布热粘结料，喷洒粘结料的横向范围要比聚酯玻纤布宽5-10cm。

③洒布热粘结料时，施工温度应在5℃以上，热粘结料最佳温度应保持在165-180℃。

④洒布热粘结料时要喷洒均匀，计量准确，推荐使用沥青养护再生剂，沥青养护再生剂在沥青路面结构中防水性、良好的流动性、渗透性、再生性等作用，用量为0.8-1.0kg/m2。

聚酯玻纤布的铺设与搭接

①待热粘结料完全渗透底面后且在粘结料仍呈液体状态时，立即采用聚酯玻纤布铺设设备进行聚酯玻纤布铺设施工，不得使沥青喷洒车与聚酯玻纤布铺设设备距离过远。

②使用牵引车或安装卡车上的框架来铺设聚酯玻纤布时应保持车速平稳均匀，不得忽快忽慢，并及时人工进行调整，以达到铺设平滑的目的。

③铺设设备配置涂刷和铁碾子，以保证铺设聚酯玻纤布时能及时将其压实在粘结料上；若铺设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，用粘结料胶结并压实，以保证聚酯玻纤布与粘结料的良好粘结。

④聚酯玻纤布铺设施工时，应尽可能铺设一条直线；当需要转弯时，将聚酯玻纤布弯曲处剪开，重叠铺设并喷涂粘结料胶结，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设长度。

⑤聚酯玻纤布纵向接缝搭接宽度为5-10cm，横向接缝搭接宽度为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，并用热粘结料结好，接缝应当牢固。

搭接宽度不宜过宽，以避免搭接处夹层变厚，而使底面与上面结构层结合力减弱，导致上面结构层起鼓、脱离、位移等不良影响，所以对搭接过宽部分应裁减掉。

⑥铺设后的聚酯玻纤布两侧喷洒外露的热粘结料应及时采用石屑洒盖，以免将封层粘起。

保养维护

①聚酯玻纤布铺设施工完成后，在热粘结料未冷却至常温下应禁止行人或车辆进入，以防止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极大破坏。

铺设新路面

①上面沥青混合料的摊铺最好在聚酯玻纤布施工后隔天进行。

②在上层沥青混合料摊铺前，未铺设聚酯玻纤布的范围应喷洒粘层油，铺设聚酯玻纤布范围不应再喷洒。

③沥青混合料摊铺时，运输车不得在聚酯玻纤布上急刹或转弯。

2.3施工注意事项

在施工中，需注意如下事项：

①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，以免被高温热沥青烫伤或被聚酯玻纤布刺伤手指。

②施工中不得使用在储存过程中受潮、污染或破损的聚酯玻纤布。

③要高度重视基层顶面的清理工作，基顶要平整，因为基顶上凸起部分和凹陷部分都有可能导致施工中聚酯玻纤布的破损，从而丧失其隔水效果。

3结论与建议

我国上世纪90年代修建的高速公路、干线公路等随着使用年限的延长都将陆续进入破损阶段，及时恢复路面使用性能，保证路面通行能力是今后公路养护部门需面临的一项十分艰巨任务。

试验和实际应用证明聚酯玻纤布在提高路面整体强度，有效防止雨水下渗，延缓面层反射裂缝，延长路面使用寿命发挥极其重要的作用。

由于我国聚酯玻纤布实际应用时间不长，有些问题尚待进一步研究：

①聚酯玻纤布实际上是一种复合土工合成材料，它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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