關(guān)于玻璃纖維土工格柵在瀝青混凝土路面工程中的應(yīng)用

【摘要】玻璃纖維土工格柵是以無捻玻璃纖維粗紗為原料，經(jīng)過特殊工藝處理而形成的新型土工合成材料產(chǎn)品。本文以某地區(qū)道路施工，簡要地說明了玻璃纖維土工格柵應(yīng)用于瀝青混凝土面層的施工方法、效果，并詳細地闡述了玻璃纖維土工格柵的特性及與瀝青混凝土路面的相互作用機理。

【關(guān)鍵詞】瀝青混凝土路面玻璃纖維土工格柵應(yīng)用

1玻璃纖維土工格柵特性

1.1特性

1.1.1抗拉強度、低延伸率

玻纖土工格柵是以玻纖為原料，而玻璃纖維的強度極高，超過了其它纖維與金屬。同時它的拉伸模量很高，具有很高的抗變形能力，斷裂延伸率小于4%。

1.1.2無長期蠕變

作為增強材料，具備在長期荷載的作用下低抗變形的能力即抗蠕變性是極為重要的，玻璃纖維不會發(fā)生蠕變，這就使其能夠長期保持良好性能。

1.1.3熱穩(wěn)定性---玻璃纖維的熔化點在1000℃以上，這確保了玻璃纖維土工格柵在攤鋪作業(yè)中能承受高溫的性能(一般工作溫度為-100℃至280℃)。

1.1.４與瀝青混合料的相容性---玻璃纖維土工格柵在后處理工藝中涂覆的材料是針對瀝青混合料設(shè)計的，每根纖維都被充分涂覆，與瀝青具有很強的相容性，從而確保了玻璃纖維土工格柵在瀝青面層中不會與瀝青混合料產(chǎn)生層間脫離，而是牢固地結(jié)合在一起。

1.1.5物理化學穩(wěn)定性---經(jīng)過特殊的保護處理后，玻璃纖維土工格柵基本能夠抵抗各類化學侵蝕和物理沖擊，能抵御生物侵蝕和抗氣候變化，保證了玻璃纖維土工格柵性能長期不受損失。

2施工方法

例如某地區(qū)道路施工中，為了減少地下水及地表滲水對路基的影響，在行車道下設(shè)計了濾水管，濾水管周圍及頂部要求用濾料回填至二灰碎石底，為了增強上部結(jié)構(gòu)層穩(wěn)定性，在瀝青混凝土面層中增加了一層新型材料---玻璃纖維土工格柵，從而保證了路面的整體穩(wěn)定性。

首先將基層的表面浮動礦料掃至路面以外，然后噴灑瀝青油，待瀝青油冷卻后開始鋪設(shè)玻璃纖維土工格柵，玻璃纖維土工格柵鋪設(shè)要平整、張緊后用鋼釘固定，固定位置應(yīng)在網(wǎng)格交叉處，橫向搭接長度宜為80mm左右，縱向搭接長度宜為170mm左右，搭接重疊方向與瀝青混凝土攤鋪機運行的方向一致。鋪設(shè)完畢后在玻璃纖維土工格柵上灑一層粘結(jié)料，最后攤鋪粗、細粒式瀝青混凝土（詳見圖）。

3 玻璃纖維土工格柵規(guī)格及性能

目前常見的玻璃纖維土工格柵化性能表

型號抗拉強度KN/m單位面積重量≥g/m2伸長率≤涂覆率

%≥

經(jīng)向緯向

BJG120×1201201207804100

BJG100×1001001006504100

BJG80×8080805054100

*BJG60×6060603804100

*BJG50×5050503354100

BJG45×4545453154100

BJG40×4040403004100

4玻璃纖維土工格柵與瀝青混凝土路面的作用機理

4.1抗低溫縮裂

玻璃纖維土工格柵在瀝青面層中的應(yīng)用，提高了面層縱向拉伸強度，使得瀝青混凝土的拉伸強度大大提高，可以抵抗較大的拉應(yīng)力而不致產(chǎn)生裂紋。另外，即使局部區(qū)域產(chǎn)生裂紋，在裂紋發(fā)生處的應(yīng)力集中，經(jīng)玻璃纖維土工格柵的傳遞而消失，裂紋不會發(fā)展成裂縫。因此可以大大減少嚴寒地區(qū)的瀝青道路裂縫病害的發(fā)生。

4.2耐高溫車轍

瀝青混凝土在高溫時流動性增大，具體表現(xiàn)在：夏季瀝青道路面層發(fā)軟、發(fā)粘；在車輛荷載作用下，受力區(qū)域發(fā)生凹陷，車輛荷載撤出后，瀝青面層無法完全恢復至受荷載之前的狀況，即產(chǎn)生了塑性變形；在車輛反復碾壓的作用下塑性變形不斷積累，形成車轍。

在瀝青面層中使用玻璃纖維土工格柵后，其在瀝青面層中起到骨架作用。瀝青混凝土中的集料貫穿于格柵間，形成相互嵌鎖的體系，限制了集料運動，增加了瀝青面層中的橫向約束力，瀝青面層中各部分彼此牽制，防止了瀝青面層的塑性推移，從而起到減緩車轍產(chǎn)生的作用。

4.3抗疲勞開裂

瀝青混凝土路面在荷載車輛通過時，與車輪直接接觸的面層受到壓力，而在輪載邊緣以外的區(qū)域內(nèi)受到的是拉力作用，由于拉、壓受力區(qū)域的受力性質(zhì)不同，而又彼此緊靠，通常在兩受力區(qū)域的交界處即力突變處很容易發(fā)生破壞，即在長期荷載的作用下發(fā)生疲勞開裂。

玻璃纖維格柵在瀝青面層中，能夠?qū)⑸鲜龅膲簯?yīng)力與拉應(yīng)力分散，在拉、壓受力區(qū)域之間形成緩沖帶，使應(yīng)力逐漸變化而不是突變，減少了應(yīng)力突變對瀝青面層的破壞，同時玻璃纖維土工格柵的低延伸率減少了路面的彎沉量，保證了路面不會發(fā)生過度變形。

4.4延緩反射裂縫

路面攤鋪好后，道路面層結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)與底層相似的裂縫，這種下部裂縫擴展或穿透到面層結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象稱之為反射裂縫（如濾水管溝槽兩側(cè)的裂縫反射到路面層結(jié)構(gòu)）。而裂縫產(chǎn)生的原因是路面無法承受因底層滑移或局部沉降而產(chǎn)生的剪切應(yīng)力和拉伸應(yīng)力。這種滑移或局部沉降通常是由交通荷載（輪胎壓力）或熱荷載（膨脹和收縮）引起的。如果裂縫中流入雨水后，繼續(xù)施載，隨之出現(xiàn)了沉陷和網(wǎng)裂，裂縫率達30%以上，遠遠超出了我國路面使用養(yǎng)護的極限規(guī)定。

在瀝青面層中加鋪玻璃纖維土工格柵，可抑制應(yīng)力，釋放應(yīng)變，作為瀝青混凝土拉伸增強材料，達到減少裂縫的目的。試驗表明，一條改變了方向的水平裂縫的對應(yīng)裂縫能量可從其起點移動0.6米。1.5米寬的玻璃纖維土工格柵有助于確保能量在裂縫兩側(cè)完全消散，較小的寬度會導致應(yīng)力水平擴展，在增強材料邊緣垂直向上形成較小裂縫。因此，玻璃纖維土工格柵作為延緩反射裂縫產(chǎn)生的夾層，它的幾何結(jié)構(gòu)至關(guān)重要，橫截面積越大，應(yīng)力分散也就愈充分，而其孔徑必須有助于達到基料嵌鎖及限制的作用。

5結(jié)束語

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和道路交通量的日益增加，瀝青路面早期開裂現(xiàn)象作為瀝青路面主要病害之一越來越得到重視。玻璃纖維土工格柵作為瀝青混合料的加筋材料在施工中的應(yīng)用，經(jīng)檢測施工效果良好，玻纖土工格柵不但在防止瀝青路面開裂，減少或延緩反射裂紋的數(shù)量或出現(xiàn)時間，減少瀝青路面的車轍和擁包，還可適當提高半剛性基層的疲勞壽命，而且還大大減少了后期養(yǎng)護費用。

參考文獻

[1]符冠華，盧擁軍 土工合成材料在改造舊水泥混凝土 路面中的應(yīng)用研究[J]1土木工程學報，2002，35(1):57 -61

[2]王愛軍，趙維啟 土工織物在瀝青路面養(yǎng)護中的應(yīng)用 [J]1公路交通科技，1998，15(1):22-24

[3]郭忠印，潘正中 土工織物在路面工程中的應(yīng)用技術(shù) 綜述[J]公路，2000，(9):12-18