淺談玻璃纖維土工格柵在瀝青混凝土路面的運用

【摘 要】采用玻璃纖維土工格柵對瀝青路面進行加筋增強處理是廣大施工技術人員樂于接受的方法。由于其性能優異、施工方便、效果明顯，正廣泛應用于：1)市區道路填筑高度低、路齡長、路下綜合管線多、車流量大、頻繁剎車等原因引起的裂縫、車轍、擁包等；2）老路拓寬改造時，由反射裂縫和新老路不均勻沉降引起的瀝青面層開裂；3）高等級公路中因基層材料收縮開裂、構造物沉降縫處、橋頭高填方段和軟土路基不均勻沉降引起的瀝青路面開裂。本人曾在寧通高速D4標和寧靖鹽高速公路W標擔任技術員和施工隊長，施工過土工格柵；在2008年滸關工業園大通路改造工程中，為了保持新老路面沉降一致，在設計文件中，也采用玻璃纖維土工格柵進行補強。結合以往的工作經驗，本人就玻璃纖維土工格柵的作用機理和施工注意事項進行淺談，請專家評委提出寶貴意見，以便日后能更好的保證土工格柵工程施工質量。

【關鍵字】玻璃纖維土工格柵；瀝青路面；運用

材料與方法

1 玻璃纖維土工格柵的作用機理

1.1 特性

玻璃纖維土工格柵是一種增強公路路面性能的新型優良土工基材，其主要成分屬硅酸鹽，是一種理化性能極其穩定的材料。它具有很高的耐熱性和優異的耐寒性（一般工作溫度為-100～280℃），強度大、模量高、化學穩定性好、耐腐蝕、膨脹系數低、尺寸穩定性好等特點。經對玻璃纖維表面改性并涂覆處理后，提高了其和瀝青的復合性能，極大提高了它的耐磨性能及抗剪切能力。

1.1.1 抗拉強度高、延伸率低——玻璃纖維的強度較高，超過了其它纖維和金屬；模量高，具有很高的抗變形能力。

1.1.2 熱穩定性——玻璃纖維的熔化溫度在1000℃以上，這確保了玻纖網土工格柵在攤鋪作業中耐熱的穩定性。

1.1.3 理化穩定性——經過特殊處理后，玻纖網土工格柵能夠抵抗物理磨損、化學侵蝕、生物侵蝕和氣候變化，保證其性能不受影響。

1.1.4 與瀝青混合料的相容性——玻纖網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計的，與瀝青具有很高的相容性，從而確保玻纖網土工格柵與瀝青混合料在施工后能牢固的結合在一起。

1.2 土工格柵作用機理淺析

玻纖網土工格柵具有上述的特點，當它應用于瀝青道路時，可以在以下四方面的發揮重要作用：

1.2.1 抗疲勞開裂

根據柔性路面設計規范的規定，要求控制路表最大彎沉和層底面最大拉應力小于相應的規定值，以保證路面不致產生過度的變形和開裂。但在長期荷載作用的影響下，易發生疲勞開裂。

將玻纖網土工格柵鋪設于瀝青面層下，形成一個整體的緩沖帶，能夠分散荷載作用引起的壓應力和拉應力，減少應力對瀝青面層的破壞。同時，玻纖網土工格柵的低延伸率可以減小路面的彎沉值，保證路面不會發生過度的變形。

1.2.2 耐高溫車轍

瀝青混合料在高溫時具有很強的塑性變形，具體表現在：夏季瀝青道路面層發軟、發粘，在車輛荷載作用下，受力區域產生凹陷，荷載消除后瀝青面層無法恢復到承載前的狀態，即產生了塑性變形。在車輛荷載的反復作用下，塑性變形不斷的積累增加，形成車轍。

在瀝青面層中使用玻纖網土工格柵，瀝青混合料貫穿于格柵間，格柵可以起到骨架作用，限制集料運動，增加了瀝青混合料的橫向約束力，防止瀝青面層的推移，從而可以起到抵抗車載的作用。

1.2.3 抗低溫縮裂

瀝青面層到冬季，遇冷收縮，產生拉應力。當拉應力超過瀝青混合料的允許拉伸強度時，產生裂紋，在車輛荷載的繼續作用下，形成裂縫。

當瀝青面層中使用玻纖網土工格柵后，瀝青混合料在冬季低溫時即使產生裂紋，由于玻纖網土工格柵的延伸率低，經其傳遞后，應力變得很小甚至消失，所以裂紋就不會發展成裂縫。

1.2.4 延緩反射裂縫

當道路路面半剛性基層產生裂縫，瀝青面層易產生裂縫；或在老路改造時加鋪瀝青混合料，由于老路存在裂縫，加鋪的瀝青面層易產生裂縫；上述的這種原有裂縫伸展到、穿透到新瀝青面層的現象，叫反射裂縫。

在瀝青面層中加鋪玻纖網土工格柵，發揮土工格柵的抗拉伸作用，可以抑制由荷載作用產生的應力、釋放應變，可以有效減少裂縫。

2 玻璃纖維土工格柵施工注意事項

2.1 對下承層的要求

用玻纖網土工格柵補強瀝青路面時，格柵網以下的下承層必須符合如下要求：

2.1.1 下承層的承載力、平整度、拱度與平順性必須達到設計和規范的要求，達不到標準的，應在加鋪前進行處理。

2.1.2 下承層必須密實，局部有松散、坑洞及伸展性裂縫的，應事先鑿除、填補；下承層中含有碎、塊石等堅硬凸出物的，必須事先去除。

2.1.3 在瀝青混合料攤鋪前24h起，進行路面清理，清除塵土、松散顆粒及雜物，并嚴格控制車輛和行人在加鋪格柵的段落通行。

2.2 玻纖網土工格柵的鋪設

2.2.1 土工格柵的材料質量指標必須符合設計和規范要求，外觀無缺損，無老化，無污染現象。

2.2.2 保證土工格柵的軸向和受力方向一致，土工格柵和下承層表面必須密貼。

2.2.3 鋪設好的土工格柵表面必須平整、無褶皺、無斷裂、無破損。

2.2.4 土工格柵的鋪設時間應當在晴好天氣的上午10點至下午3點間進行，兩端張緊、固定，并留1m左右的翻折長度。在這種條件下，鋪設完成的土工格柵網能充分利用其自身的熱脹冷縮性能，更加平整。

2.2.5 土工格柵的固定宜采用自制的U型釘，嵌入下承層的深度宜控制在10 cm左右；也可以使用Φ30×0.3的白鐵皮和2英寸鋼釘進行固定。絕對禁止將鋼釘直接釘在土工格柵上，也不能用鐵錘直接敲打土工格柵。固定如有松動，應立即重新固定。固定間距：延土工格柵縱向為1m，土工格柵橫向為0.5m，呈梅花狀排列，兩端應加密呈直線型固定牢固。

2.2.6 土工格柵的搭接：縱向接頭搭接距離不小于20cm，橫向接頭搭接距離不小于15cm；縱向搭接應根據瀝青攤鋪方向將前一幅置于后一幅之上。搭接連結使用的材料：縱向使用U型釘或Φ30×0.3的白鐵皮和2英寸鋼釘；橫向建議使用與土工格柵同強度的尼龍繩進行連接。

2.2.7 土工格柵鋪設完成后，應嚴格控制車輛在上行駛，嚴禁車輛在上急轉向、急剎車和傾倒混合料。土工格柵不能雨淋和暴曬，暴露時間不應超過48h，應立即進行下封層施工。

2.3 下封層施工

2.3.1 土工格柵施工完成并驗收合格后，立即噴灑粘層瀝青油；灑布量依據設計文件要求，一般用量為0.4~0.6kg/m2。瀝青灑布車在土工格柵上應低速、勻速、直線行駛，噴油均勻，無漏灑、不多灑。

2.3.2 氣溫低于10℃或下承層潮濕時，不能灑布粘層瀝青。

2.3.3 粘層油灑布后，應立即均勻撒布石屑或瓜子片（下封層厚度宜在1cm ）。特別說明的是：石屑宜先人工撒出一輛車寬，然后人隨車行全幅撒布，石屑不能撒布太厚或漏灑；絕對禁止裝載石屑車直接行駛在噴油后的土工格柵上。

2.3.4 石屑撒布完成后，應立即使用輕型膠輪壓路機進行適度碾壓。

2.3.5 根據多個工程項目施工經驗，下封層施工質量的好壞直接影響到瀝青攤鋪時，攤鋪機和瀝青車對土工格柵網的損壞，所以，應該引起足夠的重視。

2.4 瀝青混合料的攤鋪

2.4.1 瀝青混合料在下封層檢查合格后并滿足瀝青混合料攤鋪進度后進行。

2.4.2 在土工格柵上攤鋪瀝青混合料，瀝青層最小的厚度要大于4cm。瀝青混合料的拌制、運輸、攤鋪和壓實按照規范要求進行。

2.4.3 在瀝青混合料攤鋪時，發現土工格柵網局部破損應立即修補。

3 結果

實踐證明，玻璃纖維土工格柵運用于瀝青路面中能有效的增強路面的結構強度、減少各類裂縫的產生，提高瀝青路面質量，從而延長瀝青路面的使用壽命，降低道路的養護成本，優化道路運行的綜合效益。

參考文獻：

[1]《公路土工合成材料應用技術規范》（JTJ/T019—98）

[2]《土工合成材料應用技術規范》（GB50290—98）

[3]《公路工程土工合成材料 土工網》（JT/T513—2004）

[4]《公路工程質量檢驗評定標準》（JTG F80/1—2004）