玻纤高聚物抗裂贴在公路养护大中修工程白改黑路面上的研究及应用课件

镇江市公路管理处 江苏省镇江市公路管理处 2012年9月 玻纤高聚物抗裂贴在公路养护大中修工程 “白改黑”路面上的研究及应用 镇江市公路管理处 摘要 本报告通过分析路面反射裂缝病害的产生机理，结合抗裂 贴的材料特性，阐述玻纤抗裂贴防治路面病害的原理，并 介绍玻纤抗裂贴防裂层的设置方法,总结抗裂贴施工技术， 为抗裂贴的进一步推广应用总结经验、提供依据。 镇江市公路管理处 一、研究背景 二、玻纤高聚物抗裂贴的工程性质 三、玻纤高聚物抗裂贴施工技术 四、结论与展望 镇江市公路管理处 一、研究背景 反射裂缝公路路面损坏的重要病害之一。我国高 等级公路的交通量大，重载多，反射裂缝更为严重， 不论南方还是北方，反射裂缝通常在通车一、两年后 就开始出现，是导致高等级公路早期损坏的主要原因 。路面裂缝不仅影响美观，降低平整度，而且会削弱 路面的整体强度。 镇江市公路管理处 一、研究背景 （一）、病害产生： 刚性基层和半刚性基层具 有很好的力学性能、板体性及 整体性，但在温度变化及水分 散失时会产生很大的收缩变形 ，形成基层的温缩裂缝及干缩 裂缝。铺筑沥青面层后，在路 面荷载和温度变化的作用下， 基层的收缩裂缝会反射到沥青 面层上。 镇江市公路管理处 一、研究背景 旧水泥路面加铺：在各种旧水泥混凝土 路面的改建方案中，沥青混凝土加铺 层是最常用的措施之一。但由于水泥 混凝土路面各类接缝的存在，沥青加 铺层在接裂缝附近不可避免地产生应 力集中，在温度变化和交通荷载的作 用下，当结构应力超过沥青混凝土的 强度时产生裂纹，裂纹扩展贯通至加 铺层顶面或底面，形成反射裂缝。 镇江市公路管理处 一、研究背景 （二）、土工合成材料： 土工合成材料是一种新型的建筑材料。它是人工合成 的聚合物，如塑料、化纤、合成橡胶等为原料，制成各种 类型的产品，置于土体内部、表面或各层土体之间，发挥 加强或保护土体的作用。土工合成材料防治路面反射裂缝 是一种行之有效的工程措施。 镇江市公路管理处 一、研究背景 在路面工程应用中，可铺放在路面各结构层的内部和 各层之间，起到加筋或者隔离的作用。土工合成材料可以 分为土工织物、土工膜、特种土工合成材料和复合型土工 合成材料等类型，已被广泛应用与土木工程的各个领域。 镇江市公路管理处 一、研究背景 双向土工格栅单向土工格栅 镇江市公路管理处 一、研究背景 高性能聚酯布 土工布 镇江市公路管理处 一、研究背景 土工合成材料品种广泛，工程性质也各不相同，使用 效果良莠不齐。近年来发展出一种新型的土工合成材料 “玻纤高聚物抗裂贴”，是由沥青基高分子聚合物改性的 材料、高强抗拉、耐高温、沥青相容性好的抗拉玻纤织物 复合而成。 镇江市公路管理处 一、研究背景 玻纤高聚物抗裂贴 镇江市公路管理处 一、研究背景 其优良的性能而受到道路部门的关注，但是对于这种 新型材料的认识还不成熟，施工经验也不足，因此加强对 抗裂贴材料的研究是十分必要的，本文即是在这样的背景 下开展对抗裂贴防裂、隔水性能的研究，希望通过这些研 究加深对玻纤抗裂贴的认识，总结施工经验，为各地公路 部门的应用提供一些参考。 镇江市公路管理处 一、研究背景 （三）、研究内容 1、结合抗裂贴的材料构成，重点分析抗裂贴的主要技术指 标，并与常用的防裂土工织物进行比较，总结抗裂贴强度 大、耐高温、耐腐蚀、与沥青相容性好的优点。 2、通过分析路面典型病害的产生机理，结合抗裂贴的材料 特性，提出抗裂贴的两大作用防裂和隔水，阐述抗裂 贴防治路面病害的原理，并介绍抗裂贴防裂隔水层的设置 方法。 3、结合104国道镇江段施工路段工程，总结抗裂贴施工技 术，并对施工工程进行了后期检测，为抗裂贴的进一步推 广应用总结经验、提供依据。 镇江市公路管理处 二 玻纤高聚物抗裂贴的工程性质 2.1 玻纤高聚物抗裂贴材料简介 结构示意图 镇江市公路管理处 二 玻纤高聚物抗裂贴的工程性质 2.2特性： 玻纤高聚物抗裂贴是由沥青基高分子聚合物改性的抗拉玻 纤织物复合而成。具有高强抗拉、耐高温、防水、消能、自粘 及与沥青相容性好的特点，是将现有公路上防止裂缝的几种措 施的综合应用。 镇江市公路管理处 二 玻纤高聚物抗裂贴的工程性质 2.3优点： 克服了单纯使用土工布、玻璃纤维格栅抗裂而造成的界面 性，具有抗裂、防水密封、吸收应力的作用； 克服了土工布、玻纤格栅在摊铺过程中造成推移、折叠， 影响上下结构层粘连的问题； 高抗拉强度设计使其能够抵抗较严重裂缝的破坏，为水泥 路面“白改黑” 处置提供很好的解决方案。 低温柔性设计使其具有良好的抗温缩性能，其热稳定性保 证了在高温混合料摊铺前后的微小形变。 镇江市公路管理处 二 玻纤高聚物抗裂贴的工程性质 2.3.1抗裂： 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，由抗拉强度较高的织物本身 承受较大的拉应力，降低沥青面层底部在基层裂缝处的应 力集中现象，抵抗温缩荷载疲劳破坏，阻碍了裂缝的迅速 扩展。 抗裂贴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。 镇江市公路管理处 二 玻纤高聚物抗裂贴的工程性质 高聚物抗裂贴抗裂性能示意图 镇江市公路管理处 二 玻纤高聚物抗裂贴的工程性质 2.3.2防水：抗裂防水膜耐高温织物的熔点高于沥青混合 摊铺温度玻纤-高聚物抗裂贴铺设在层间裂缝表面，形成 一个完整的隔水防渗层，可隔断雨雪水下渗路径，从而减 少路面水损害。 2.3.3消能：玻纤高聚物抗裂贴中的高分子聚合物具有一 定粘弹的材料，有较好的低温柔韧性，铺设在沥青路面层 间，相当于设置了一粘弹性层，裂缝处拉应力通过抗裂贴 中高聚物层扩展到更宽范围，起到吸收拉伸能量的作用。 镇江市公路管理处 二 玻纤高聚物抗裂贴的工程性质 2.3.4自粘:材料具有自粘性，揭去隔离膜后粘结性能良好， 采用压路机或小型压实设备稳压后，与路面粘结更加牢固 ，无推移，能够满足上层沥青混合料摊铺施工要求。 镇江市公路管理处 三 玻纤高聚物抗裂贴施工技术 3.1项目概况 项目所在地:G104江苏镇江市段,桩号在K1162+862- K1168+150。 主要道路指标:水泥混凝土路面，始建于1992年，路面宽度 9-15M，全长5.288KM。平均弯沉值10.7（0.01mm），标准 差2.19（0.01mm），代表弯沉值14.0（0.01mm）。接缝传 荷系数为83.6，接缝传荷能力优良。路面RQI路面平整度指 数为72.5，行驶质量“中”。 镇江市公路管理处 三 玻纤高聚物抗裂贴施工技术 镇江市公路管理处 三 玻纤高聚物抗裂贴施工技术 镇江市公路管理处 三 玻纤高聚物抗裂贴施工技术 施工方案为：“白改黑”，对 水泥砼病害进行处理（如水 泥压浆和换板处理），用玻 纤高聚物抗裂贴（宽32至48 厘米）处理所有接缝，铺筑 6cm中粒式沥青砼下面层和 4cm细粒式沥青砼上面层。 镇江市公路管理处 三 玻纤高聚物抗裂贴施工技术 旧水泥板块处理方法：凡弯沉超过0.2mm的板块，按脱空 板进行压浆处理。对破碎板采取新板换旧板。水泥混凝土 表面裂缝处理方法：宽度0.5mm以上采用压注灌浆法， 3mm轻微裂缝采用条带罩面法补缝；相邻板块弯沉差大于 6（0.01mm）板块，压浆处理；接缝填料破损进行接缝填 料修补。 镇江市公路管理处 三 玻纤高聚物抗裂贴施工技术 3.2施工工艺 工艺流程 清 缝缝处理铺 设压 密铺面层 镇江市公路管理处 三 玻纤高聚物抗裂贴施工技术 3.2.1老路处理 灌缝 镇江市公路管理处 三 玻纤高聚物抗裂贴施工技术 水泥板块压浆 镇江市公路管理处 三 玻纤高聚物抗裂贴施工技术 水泥板块压浆 镇江市公路管理处 三 玻纤高聚物抗裂贴施工技术 老路换板 镇江市公路管理处 三 玻纤高聚物抗裂贴施工技术 3.2.2玻纤高聚物抗裂贴铺设 镇江市公路管理处 三 玻纤高聚物抗裂贴施工技术 镇江市公路管理处 三 玻纤高聚物抗裂贴施工技术 3.2.3抗裂贴压密 镇江市公路管理处 三 玻纤高聚物抗裂贴施工技术 3.2.4铺筑沥青砼 镇江市公路管理处 三 玻纤高聚物抗裂贴施工技术 3.3工后检测及效果评价 试验路自施工完成后，2012年6通过CICS路况检测车 对完工后路面平整度的检测，路面行驶质量RQI指数为95.9 ，行驶质量属“优”。通车一年多来，沥青路面平整，没 有产生反射裂缝。 镇江市公路管理处 三 玻纤高聚物抗裂贴施工技术 镇江市公路管理处 三 玻纤高聚物抗裂贴施工技术 （1）路面使用情况调查 全段未发现任何裂缝、车辙等病。 （2）路面弯沉 从测定结果可以看出，施工铺设抗裂贴的路面回弹弯沉值比施工前抗 裂贴的路段小，说明抗裂贴对于沥青面层确实有加筋的作用，可以有 效提高路面承载能力。 路面类型施工前完工后（有抗裂贴） 代表弯沉值14.04.4 镇江市公路管理处 三 玻纤高聚物抗裂贴施工技术 （3）施工完成后取芯效果：通过取芯观察,抗裂防水膜与新 旧沥青结构层黏结成为完整的一体,起到了防水阻裂的预期 效果。 镇江市公路管理处 四、结论与展望 4.1 主要结论 （1）聚酯玻纤防裂布是一种新型土工合成材料，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，融合了聚酯纤维和韧性和玻璃纤维的 强度。 镇江市公路管理处 四、结论与展望 （2）玻纤抗裂贴具有强度大、延伸率低、与沥青相容性好 、耐高温、耐腐蚀的优点，可用于防治路面反射裂缝、抵 抗水破坏、增强路面承载能力。 镇江市公路管理处 四、结论与展望 （3）玻纤抗裂贴夹层可以隔离面层基层接触，降低基层裂缝 处应力集中，增大基层裂缝沿界面向水平方向发展，抑制 缓解半刚性基层沥青路面的反射裂缝现象。同时削弱面层 对基层约束条件，减少温缩裂缝的产生和发展。 镇江市公路管理处 四、结论与展望 （4）抗裂贴的施工工序主要包括清理基层、铺设抗裂贴、 喷洒粘层油、面层摊铺四个步骤。为保证良好的粘结性能 ，一定要对基层顶面进行仔细的清理，为抗裂贴的铺设提 供一个平整清洁的工作面。 镇江市公路管理处 四、结论与展望 4.2 待研究的问题 （1）抗裂贴实际上是一种复合土工合成材料，它的主要技 术指标仍需进一步的研究。如厚度指标包括了一部分玻璃 纤维束的高度，但是实际上在工程中这一部分厚度基本不 吸收沥青粘层油，而且是嵌锁在沥青混凝料中的。 镇江市公路管理处 四、结论与展望