關于玻璃纖維土工格柵在瀝青混凝土路面工程中的應用

【摘要】玻璃纖維土工格柵是以無捻玻璃纖維粗紗為原料，經過特殊工藝處理而形成的新型土工合成材料產品。本文以某地區道路施工，簡要地說明了玻璃纖維土工格柵應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。

【關鍵詞】瀝青混凝土路面玻璃纖維土工格柵應用

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，玻璃纖維不會發生蠕變，這就使其能夠長期保持良好性能。

1.1.3熱穩定性---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生層間脫離，而是牢固地結合在一起。

1.1.5物理化學穩定性---經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，為了增強上部結構層穩定性，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玻璃纖維土工格柵，玻璃纖維土工格柵鋪設要平整、張緊后用鋼釘固定，固定位置應在網格交叉處，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。鋪設完畢后在玻璃纖維土工格柵上灑一層粘結料，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力而不致產生裂紋。另外，即使局部區域產生裂紋，在裂紋發生處的應力集中，經玻璃纖維土工格柵的傳遞而消失，裂紋不會發展成裂縫。因此可以大大減少嚴寒地區的瀝青道路裂縫病害的發生。

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，受力區域發生凹陷，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域內受到的是拉力作用，由于拉、壓受力區域的受力性質不同，而又彼此緊靠，通常在兩受力區域的交界處即力突變處很容易發生破壞，即在長期荷載的作用下發生疲勞開裂。

玻璃纖維格柵在瀝青面層中，能夠將上述的壓應力與拉應力分散，在拉、壓受力區域之間形成緩沖帶，使應力逐漸變化而不是突變，減少了應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，保證了路面不會發生過度變形。

4.4延緩反射裂縫

路面攤鋪好后，道路面層結構會出現與底層相似的裂縫，這種下部裂縫擴展或穿透到面層結構的現象稱之為反射裂縫（如濾水管溝槽兩側的裂縫反射到路面層結構）。而裂縫產生的原因是路面無法承受因底層滑移或局部沉降而產生的剪切應力和拉伸應力。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，繼續施載，隨之出現了沉陷和網裂，裂縫率達30%以上，遠遠超出了我國路面使用養護的極限規定。

在瀝青面層中加鋪玻璃纖維土工格柵，可抑制應力，釋放應變，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完全消散，較小的寬度會導致應力水平擴展，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生的夾層，它的幾何結構至關重要，橫截面積越大，應力分散也就愈充分，而其孔徑必須有助于達到基料嵌鎖及限制的作用。

5結束語

隨著我國經濟的發展和道路交通量的日益增加，瀝青路面早期開裂現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用，經檢測施工效果良好，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量或出現時間，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護費用。

參考文獻

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