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公路用玻纖土工格柵
玻纖土工格柵
 公路用玻璃纖維土工格柵是一種用於路麵增強、老路補強,加固路基及軟土基的優良土工合成材料。該產品是以高強無堿玻璃纖維通過國際先進的經編工藝製成網狀基材,經表麵塗覆處理而製成的半剛性製品。具有經、緯雙向很高的抗拉強度和較低的延伸率,並具有耐高 溫、耐低寒、抗老化、耐腐蝕等優良性能,廣泛應用於瀝青路麵、水泥路麵及路基的增強和鐵路路基、堤壩護 坡、機場跑道、防沙治沙等工程項目。 
    玻璃纖維土工格柵主要作用
    1、減緩反射裂縫     
    反射裂縫是由於舊混凝土麵層在接縫或裂縫附近的較大位移引起其上方瀝青加鋪層內出現應力集中所造成的,它包括因溫度和濕度變化而產生的水平位移,以及因交通荷載作用而產生的豎向剪切位移。前者導致接縫或裂縫上方的瀝青加鋪層內出現較集中的拉應力;後者則使接縫上方的瀝青加鋪層經受較大的彎拉應力和剪切應力。    
由於玻璃纖維土工格柵的模量很大,達到67Gpa,作為剛度大的硬夾層應用在瀝青罩麵層中,其作用是抑製應力,釋放應變,同時作為瀝青混凝土加筋材料,提高加鋪層結構的抗拉和抗剪能力,從而達到減少裂縫的目的。實踐表明,一條改變了方向的水平裂縫的對應裂縫能量可從其起點移動0.6米,1.5米以上寬度的加筋材料有助於確保能量在裂縫兩側完全消散。    
 
    2、抗疲勞開裂      
    在舊水泥混凝土路麵上的瀝青加鋪層,其主要作用是提高路麵的使用功能,對承載作用則貢獻不大,加鋪層下的剛性混凝土路麵仍起關鍵的承載作用。而在舊瀝青混凝土路麵上進行瀝青罩麵則不同,瀝青加鋪層將與舊瀝青混凝土路麵一起承載。因此,在瀝青混凝土路麵上進行瀝青罩麵,除了會出現反射裂縫,同時還會因為荷載的長期作用而出現疲勞開裂。我們對舊瀝青混凝土路麵上的瀝青加鋪層受荷情況做受力分析:由於瀝青罩麵層下為與瀝青罩麵層同一性質的柔性麵層,當受到荷載作用時,路表將發生彎沉。在直接與車輪接觸的瀝青罩麵層受到壓力,在輪載邊緣以外的區域,麵層受到拉力作用,由於兩處受力區域所受力性質不同,而又彼此緊靠,因此在兩塊受力區域的交界處即力的突變處容易發生破壞。在長期荷載的作用下,發生疲勞開裂。     
玻璃纖維土工格柵在瀝青罩麵層中,能夠將上述的壓應力與拉應力分散,在兩塊受力區域之間形成緩衝帶,在這裏應力逐步變化而不是突變,減少了應力突變對瀝青罩麵層的破壞。同時玻璃纖維土工格柵的低延伸率減小了路麵的彎沉量,保證了路麵不會發生過渡變形。 
 
    3、耐高溫車轍      
    瀝青混凝土在高溫時具有流變性,具體表現在:夏季瀝青道路麵層發軟、發粘;在車輛荷載作用下,受力區域產生凹陷,車輛荷載撤除後瀝青麵層無法完全恢複至受荷前的狀況,即產生了塑性變形;在車輛的反複碾壓的作用下塑性變形不斷積累,形成車轍。我們對瀝青麵層結構進行分析後,可以知道由於高溫下瀝青混凝土具有流變性,而在受到荷載時,麵層中沒有任何可以約束瀝青混凝土中集料運動的機製,造成瀝青麵層的推移,這就是形成車轍的主要原因。       
在瀝青罩麵層中使用玻璃纖維土工格柵,其在瀝青麵層中起到骨架作用。瀝青混凝土中集料貫穿於格柵間,形成複合力學嵌鎖體係,限製集料運動,增加了瀝青罩麵層中的橫向約束力,瀝青麵層中各部分彼此牽製,防止了瀝青麵層的推移,從而起到抵抗車轍的作用。 
 
    4、抗低溫收縮開裂      
    嚴寒地區的瀝青道路,冬季麵層溫度接近於氣溫,在這樣的溫度條件下,瀝青混凝土遇冷收縮,產生拉應力。當拉應力超過瀝青混凝土拉伸強度時,產生裂紋,在裂紋集中的地方產生裂縫,形成病害。從裂紋的成因看,如何使瀝青混凝土強度抵抗住拉應力是解決問題的關鍵。     
玻璃纖維土工格柵在瀝青罩麵層中的應用,使得瀝青混凝土的拉伸強度大大提高,可以抵抗住較大的拉應力而不致發生破壞。另外,即使因為局部區域產生裂紋,使裂紋發生處的應力過於集中,但經玻璃纖維土工格柵的傳遞而逐漸消失,裂紋不再會發展成裂縫。  在選用玻璃纖維土工格柵時,除其性能指標應符合上表規定之外,還應特別注意保證其幅寬不小於1.5m,以滿足其作為控製反射裂縫夾層時有足夠的橫截麵積來充分消散裂縫能量;同時,其網眼尺寸宜為其上瀝青麵層材料最大粒徑的0.5~1.0倍,這樣有助於達到最佳剪切膠粘性,促進集料嵌鎖與限製。 
  
    (五)工程應用
    玻璃纖維土工格柵近年來發展迅速,並廣泛應用於瀝青路麵,尤其是用在瀝青罩麵層用來減緩反射裂縫。加拿大AM大學的Texas交通學院用其特有的罩麵試驗儀對玻璃纖維土工格柵加筋罩麵做了大量的模擬溫度循環效果的疲勞試驗,試驗表明,加筋的瀝青試件其抗裂能力要比未加筋的試件高二倍以上。澳大利亞新南威爾士州伍倫貢市政局曾對玻璃纖維土工格柵、聚丙烯土工格柵、土工織物及厚瀝青混凝土罩麵層等控製反射裂縫的產品進行了現場對比試驗,結論是玻璃纖維土工格柵鋪設方便,控製反射裂縫效果最為顯著,且造價適中,因而建議推廣應用。
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