[转贴]：用土工合成材料解决沥青路面的焦点问题

asphalt

（摘自《中国公路》2003，3，王海清，毛显中）

作者指出了目前沥青混凝土路面存在的突出问题，以及采用改性沥青和SMA技术解决这些问题的某些不足。介绍采用土工合成材料引入沥青混凝土路面的优点及其经济价值。

一、目前沥青混凝土路面存在的突出问题。一是耐久性差。目前国内沥青混凝土路面较长的使用寿命为8~12年，普遍短于设计使用寿命（15~20年）而且因自然环境和运行状况不两，有的路面甚至3~5年即需要整体翻修改造。二是路面的早期破坏严重。有的新路面开通后2~3年，长的6~8年就出现坑糟、开裂、车辙、抗滑性能不足等病害而需要维修。早期破坏的原因，除设计和施工方面的原因以外，主要外因是交通量增长过快，重载、超载严重，使道路长期处于超负荷运转状态，主要内因是材料（沥青、骨料等）性能差，导致路面抵抗拉应力（如冷热、干湿的胀缩应力、荷载弯拉与疲劳应力、反射裂缝的扩张应力等）、剪应力、渗水和粘结老化等能力相对不足。作者强调，由上述原因产生的不良后果令人震惊，即使采用重交通道路沥青和规范规定的混合骨料及级配下，路面也难以承受目前道路运输的现状。

二、改性沥青和SMA技术的不足。作者认为，改性沥青和SMA路面两项新技术用于公路工程时仍存在缺陷：1）它需要的专用设备和材料（优质骨料、改性剂、填料）一般地区难以具备，而且一次性投资较大，其要求的施工技术也比目前常规做法增加了不小的难度。随着近期国内外石油价格的上涨，两项新技术原已较高的成本又将增加。按1998年物价计算，SMA路面给公里成本需增加9.7万元，若与改性沥青同时应用则每公路约增加38.8万元，费用增加多少与是否采用国外原料、加工设备和不同改性剂有关.长期以来，进口公路沥青以高于国际市场近2倍价格输入我国而牟取了暴利.例如在美国、新加坡等国家的沥青价格约90美元/吨，而在我国的销售价格为135美元/吨.我国近年来道路沥青年产量在220万吨以上，再数量和质量上与实际需求都有很大差距,导致进口沥青仍然有增无减.因此这两项新技术在我国也致意在高速公路、高等级重要路段、交叉口、停车场、立交桥机场等使用。3）从增加路面抗裂、防渗、隔离、扩散的机理来说，过分依赖于增加沥青结合料的弹性和粘结力，以及增大骨料强度与减少混合料空隙率的办法并不是最优的。因为沥青结合料的改性能使其抗拉、抗剪的力学性能增加，但幅度终究不会太高。另外其对路基承载力的改善也无能为力，反而要求更高。4）沥青材料本身的日晒老化、高温软化、低温脆化、冲击疲劳等问题还有待解决。

三、将土工合成材料引入沥青混凝土路面的可能性。上个世纪80年代以来，各地也曾陆续开展了这方面的现场试验研究。作者从陕西公路局在西包线上开展的沥青路面开裂试验研究、1985年同济大学在福厦线上路面裂缝的治理研究、河北工学院对上海机场水泥混凝土跑道病害的治理研究、湖北省宜昌市公路局对土工网在沥青路面中的应用研究、大连黄海大道采用多功能土工隔栅治理纵缝研究、佳木斯市公路局用土工织物治理道路翻浆的研究、沈阳—铁岭高速公路路面采用玻璃网的试验等的实践中，发表了以下体会：公路病害治理要长、短期结合，标本兼治，路面和基层（包括路基）处理时要统一考虑，技术和经济要结合起来，采用新材料要有新技术配合。迄今试验所采用的土工合成材料主要是无纺土工布、编织土工布、土工网、土工隔栅、土工膜、排水带等，近期还有玻璃纤维网、多功能土工隔栅等。对于无纺土工布及玻璃网，作者的分析如下：1）薄层非织造针刺土工织物（无纺土工布）的抗大强度和摸量均低，并具有微小三维孔隙结构。在浸粘层油后原由渗透系数要降低约两个数量级，所形成的沥青布要比沥青混凝土具有更好的抗渗性和传热性，当它与沥青混凝土面层底部粘结时，会使面层的拉伸强度和摸量有所提高，裂缝大为减少。旧路面或路基如已有了裂缝，在向上新铺面层反射时，会由于它的韧性及一定的蠕变性而被其吸收几松弛，从而发挥它的应力阻隔作用。2）近来出现的玻璃纤网具有高抗拉强度和摸量，无长期蠕变且热稳定性好，表面经处置后与沥青相容性、材质的化学稳定性和望个嵌锁骨料的作用均较好。因此它铺在沥青混凝土面层下部或底面时，能使面层抗变形能力增强。同时由于它摊铺的面积一般较大，有时是在整路段全铺，面层上轮轴荷载带来的压力、次生弯拉应力、箭力以及温度拉应力求会在界面变形相容条件下转由它承担，并通过它在其覆盖范围内得到扩散，从而使面层抗疲劳强度获得提高、抗车辙及鼓包能力增强，同时还可减少弯沉值。可见上述两类土工合成材料对提高面层的耐久性、防止早期破坏都有不可替代的作用，不能仅将其看承一中短期、临时、紧急抢救的被动工程措施。

四、经济效益分析。作者指出，应用土工合成材料的经济效益一直是影响其推广的关键问题。国内外的很多应用实例进行过经济效益分析，均认为具有明显的优越性，但目前推广起来仍有不小的阻力。通过造价分析后，作者认为，从目前市场情况看，每平米造价增加75元对选用长丝非织造土工织物或覆有长丝织造土工织物的格网都绰绰有余。就维修情况分析，作者的观点是，按现有有关工程实例提供的经验，当在面层下铺设合适的土工合成材料（相应施工技术要跟上）后，一般可推迟维修期1倍以上。这样在设计寿命（15年）内大约只需维修3次，大约和节省维修费用为每平米3×50元=150元。如果在整个使用寿命中将新建与维修在经费上统一考虑，工程质量责任由一家承包，那么即使在新建公路经费不增加的条件下，如果将采用土工合成材料节省的维修费用150元/米2中取一半即75元/米2，提前投入到新建是采用土工合成材料摊铺在新路面之下，那么不仅有可能使公路实际使用寿命达到设计要求，而且还可以同时达到延长维修期的双重目的，这在经济效果上将更显优越。