【摘 要】玻纖土工格柵以玻璃纖維無堿無捻粗紗為主要原料，采用一定的編織工藝制成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)材料，為保護(hù)玻璃纖維、提高整體使用滌綸土工格柵采用高強(qiáng)度海綸工業(yè)長絲，經(jīng)過經(jīng)編定向織造網(wǎng)格坯布，經(jīng)涂覆加工成土工格柵。土工布用于公路、鐵路、隧道、堤壩、尾礦處理，起隔離、過濾、排、加固、保護(hù)和增強(qiáng)。本文就玻璃纖格柵的作用及應(yīng)用這兩方面進(jìn)行詳細(xì)的敘述。

【關(guān)鍵詞】玻纖格柵；防治；反射裂縫

0.引言

隨著公路交通量和汽車載重量的增大，對路面結(jié)構(gòu)的破壞日漸加重，越來越多的舊混凝土路面面臨著修復(fù)工作。與瀝青路面相比，水泥混凝土路面的修復(fù)比較困難，即使在舊混凝土路面上加鋪瀝青罩面層是一種改善其使用性能的有效措施，但在瀝青加鋪層中出現(xiàn)反射裂縫仍是需要解決的主要問題。反射裂縫本身對罩面層的使用性能影響不大，但環(huán)境因素(雨雪、氧化、粉塵)的負(fù)效應(yīng)，常常使得裂縫迅速向四周擴(kuò)展，縮短罩面層壽命。為了能有效地減緩舊水泥混凝土路面上裂縫的反射速度，或減薄瀝青罩面層厚度，國內(nèi)外研究人員進(jìn)行了大量的試驗(yàn)，既積累了成功經(jīng)驗(yàn)，也吸取了許多失敗的教訓(xùn)。

1.玻纖土工格柵所起到的作用

1.1減緩反射裂縫

反射裂縫是由于舊混凝土面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(nèi)出現(xiàn)應(yīng)力集中所造成的，它包括因溫度和濕度變化而產(chǎn)生的水平位移，以及因交通荷載作用而產(chǎn)生的豎向剪切位移。前者導(dǎo)致接縫或裂縫上方的瀝青加鋪層內(nèi)出現(xiàn)較集中的拉應(yīng)力；后者則使接縫上方的瀝青加鋪層經(jīng)受較大的彎拉應(yīng)力和剪切應(yīng)力。

由于土工格柵的模量很大，達(dá)到67Gpa，作為剛度大的硬夾層應(yīng)用在瀝青罩面層中，其作用是抑制應(yīng)力，釋放應(yīng)變，同時作為瀝青混凝土加筋材料，提高加鋪層結(jié)構(gòu)的抗拉和抗剪能力，從而達(dá)到減少裂縫的目的。實(shí)踐表明，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(diǎn)移動0.6米，1.5米以上寬度的加筋材料有助于確保能量在裂縫兩側(cè)完全消散。

1.2抗疲勞開裂

在舊水泥混凝土路面上的瀝青加鋪層，其主要作用是提高路面的使用功能，對承載作用則貢獻(xiàn)不大，加鋪層下的剛性混凝土路面仍起關(guān)鍵的承載作用。而在舊瀝青混凝土路面上進(jìn)行瀝青罩面則不同，瀝青加鋪層將與舊瀝青混凝土路面一起承載。因此，在瀝青混凝土路面上進(jìn)行瀝青罩面，除了會出現(xiàn)反射裂縫，同時還會因?yàn)楹奢d的長期作用而出現(xiàn)疲勞開裂。我們對舊瀝青混凝土路面上的瀝青加鋪層受荷情況做受力分析：由于瀝青罩面層下為與瀝青罩面層同一性質(zhì)的柔性面層，當(dāng)受到荷載作用時，路表將發(fā)生彎沉。在直接與車輪接觸的瀝青罩面層受到壓力，在輪載邊緣以外的區(qū)域，面層受到拉力作用，由于兩處受力區(qū)域所受力性質(zhì)不同，而又彼此緊靠，因此在兩塊受力區(qū)域的交界處即力的突變處容易發(fā)生破壞。在長期荷載的作用下，發(fā)生疲勞開裂。

玻纖土工格柵在瀝青罩面層中，能夠?qū)⑸鲜龅膲簯?yīng)力與拉應(yīng)力分散，在兩塊受力區(qū)域之間形成緩沖帶，在這里應(yīng)力逐步變化而不是突變，減少了應(yīng)力突變對瀝青罩面層的破壞。同時玻纖土工格柵的低延伸率減小了路面的彎沉量，保證了路面不會發(fā)生過渡變形。

1.3耐高溫車轍

瀝青混凝土在高溫時具有流變性，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)域產(chǎn)生凹陷，車輛荷載撤除后瀝青面層無法完全恢復(fù)至受荷前的狀況，即產(chǎn)生了塑性變形；在車輛的反復(fù)碾壓的作用下塑性變形不斷積累，形成車轍。我們對瀝青面層結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析后，可以知道由于高溫下瀝青混凝土具有流變性，而在受到荷載時，面層中沒有任何可以約束瀝青混凝土中集料運(yùn)動的機(jī)制，造成瀝青面層的推移，這就是形成車轍的主要原因。

在瀝青罩面層中使用玻纖土工格柵，其在瀝青面層中起到骨架作用。瀝青混凝土中集料貫穿于格柵間，形成復(fù)合力學(xué)嵌鎖體系，限制集料運(yùn)動，增加了瀝青罩面層中的橫向約束力，瀝青面層中各部分彼此牽制，防止了瀝青面層的推移，從而起到抵抗車轍的作用。

1.4抗低溫收縮開裂

嚴(yán)寒地區(qū)的瀝青道路，冬季面層溫度接近于氣溫，在這樣的溫度條件下，瀝青混凝土遇冷收縮，產(chǎn)生拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力超過瀝青混凝土拉伸強(qiáng)度時，產(chǎn)生裂紋，在裂紋集中的地方產(chǎn)生裂縫，形成病害。從裂紋的成因看，如何使瀝青混凝土強(qiáng)度抵抗住拉應(yīng)力是解決問題的關(guān)鍵。

2.玻纖格柵防止反射裂縫作用機(jī)理

根據(jù)上述玻璃纖維土工格柵的特性，城區(qū)道路瀝青路改造決定在老瀝青路面、舊水泥混凝土路面上布置玻璃纖維土工格柵加筋層，其上再鋪筑瀝青混凝土面層。這樣鋪筑的路面對防止基層裂縫反射、減少路面車轍、延長路面壽命具有顯著效果。玻璃纖維土工格柵具有高抗拉強(qiáng)度、低延伸率、無蠕變，與瀝青混合料的相容性好、物理化學(xué)性能穩(wěn)定、耐高溫、嵌鎖與限制作用強(qiáng)等特點(diǎn)，其主要作用為均勻傳遞軸載，并將反射裂縫應(yīng)力由垂直方向轉(zhuǎn)為水平方向。

使用玻璃纖維土工格柵，可增強(qiáng)瀝青混合料的整體抗拉強(qiáng)度，有效地改善路面結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布，抵抗和延緩由于路面的基層裂縫引起的瀝青混凝土路面反射裂縫的發(fā)生，從而提高路面的使用壽命。

3.施工技術(shù)

3.1鋪設(shè)路面的處理

玻纖格柵的使用效果與鋪設(shè)路面的處理情況密切相關(guān)，在鋪設(shè)前必須將路面上可能影響格柵與底層結(jié)合強(qiáng)度的物質(zhì)如油脂、油漆、封層料、水漬、污物等徹底清除干凈，使鋪設(shè)表面清潔干燥。玻纖格柵上感壓式背腹屬水溶性物質(zhì)，如路面有水跡時，應(yīng)待路面干燥后再進(jìn)行鋪設(shè)。鋪設(shè)格柵之前需灑粘層油，粘層油如使用乳化瀝青，需在完全破乳干燥后鋪設(shè)格柵。

3.2玻纖格柵的鋪設(shè)與固定

格柵鋪設(shè)可由拖拉機(jī)或汽車改裝的專用設(shè)備進(jìn)行鋪設(shè)，也可人工鋪設(shè)。玻纖格柵每卷產(chǎn)品的紙筒兩端各標(biāo)有橙色和藍(lán)色標(biāo)記，在開始鋪設(shè)之前，應(yīng)選擇膠面向下，確定上述標(biāo)記顏色各在某一端，以方便施工而不致將膠面鋪錯。格柵鋪設(shè)時，應(yīng)保持其平整、拉緊，不得起皺，使格柵具備有效的張力，鋪完之后再用干凈的鋼輪壓路機(jī)碾壓一遍。

目前常用的玻纖格柵有帶自粘膠和不帶自粘膠兩種。帶自粘膠的可直接在已平整的基層上鋪設(shè)，不帶自粘膠的通常采用鋼釘固定法。寧通公路揚(yáng)州、南京段均采用不帶自粘膠的玻纖格柵，固定所需材料為：

①50×50×0.3mm的固定鐵皮，要求平整不翹角，周邊宜倒角處理。

②2英寸鋼釘。

采用固定鋼釘法鋪設(shè)玻纖格柵時，先將一端固定鐵皮和鋼釘固定在已灑布粘層瀝青的下層結(jié)構(gòu)上，鋼釘可用錘擊或射釘射入。再將格柵縱向拉緊并分段固定，每段長度為2～5m。也可按縮縫間距分段，鋼釘位置設(shè)于接縫處。要求格柵拉緊時玻纖縱橫向均處于挺直張緊狀態(tài)。

格柵搭接為縱向搭接，搭接寬度不小于20cm，橫向搭接寬度不小于15cm，縱向搭接應(yīng)根據(jù)瀝青攤鋪方向?qū)⑶耙环糜诤笠环?。固定時不能將鋼釘釘于玻纖上，不能用錘子直接敲擊玻纖，固定后如發(fā)現(xiàn)鋼釘斷裂或鐵皮松動，則需重新固定。玻纖格柵鋪設(shè)固定完畢后，須用膠輥壓路機(jī)適度碾壓穩(wěn)定，使格柵與原路表面粘結(jié)牢固。

4.結(jié)束語

國內(nèi)用于瀝青路面加筋的玻纖格柵種類較多，但玻纖格柵指標(biāo)不明確，測試方法和標(biāo)準(zhǔn)也不統(tǒng)一，急需制定出適合我國國情的產(chǎn)品規(guī)格、性能要求、測試方法標(biāo)準(zhǔn)。 采用玻纖格柵加筋瀝青混凝土路面能大大改善其結(jié)構(gòu)性能，但改善的原因尚有待于進(jìn)一步研究。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

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