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玻纤土工格栅优势及作用

来源:      2019/11/25 17:02:59      点击:



玻纤土工格栅优势及作用 


玻纤土工格栅在公路工程中,在防止沥青道路反射裂缝的产生,增强路基强度,路面维修等方面已发挥重要作用。

一、玻纤土工格栅在公路工程中的应用

反射裂缝是沥青路面普遍存在的一种病害现象。根据国内外道路工程的实践,在沥青面层和中集沥青混合料层或粗集沥青混合料层之间铺设一层土工织物,可用以消除或减缓面层反射裂缝的产生,从而延长道路的使用寿命,降低维修成本。但是,由于沥青路面浇注时的温度高达160℃-180℃,致使土工织物褶皱、变形、软化,使其性能大大降低,不但难以消除或减缓面层反射裂缝的产生,而且使得沥青路面更加凹凸不平,而玻纤土工格栅所特有的性能,完全满足沥青路面的要求,目前许多工程已使用玻纤土工格栅

玻纤应用于沥青道路时,可在以下几方面发挥作用。

(1)抗疲劳开裂

沥青路面必须具有一定的承载能力,在规定的时间内不能发生疲劳破坏。沥青路面在直接与车轮接触的下面层受到压力,在轮载边缘以外的区域,面层受到拉力作用,由于两处受力区域所受力性质不同,而又彼此紧靠,因此在两块受力区域的交界处即力的突变处发生破坏,在长期荷载的作用下,发生疲劳开裂。

玻纤土工格栅在沥青面层中,能够将上述的压应力与拉应力分散,在两块受力区域之间形成缓冲带,减少了应力突变对沥青面层的破坏。同时玻璃纤维土工格栅的低延伸率减少了路面的弯沉量,保证了路面不会发生过度变形。

(2) 耐高温车辙

沥青混凝土在高温时具有流变性,在车辆荷载作用下,受力区域产生凹陷,车辆荷载撤除后,沥青面层无法完全恢复原状态,即产生了塑性变形,在车辆反复碾压的作用下,塑性变形不断积累,形成车辙。通过沥青面层结构分析可知,高温下的沥青混凝土在受到荷载的碾压作用,形成了微量的波形流变,面层中没有任何可以约束沥青混凝土流变的骨架材料,造成沥青面层流变的累积叠加,这是形成车辙的根本所在。

在沥青面层中使用玻纤土工格栅,其在沥青面层中起到骨架作用,沥青砼中集料贯穿于格栅间,形成复合力学嵌锁体系,限制集料运动,增加了沥青面层中的横向约束力,沥青面层中各部分彼此牵制,防止了沥青面层的推移,从而起到抵抗车辙的作用。

(3) 抗低温缩裂

严寒时期,沥青混凝土面层的温度近于气温,沥青砼遇冷收缩,产生拉应力,在受到荷载反复作用下,拉应力进一步增加,当拉应力超过沥青砼拉伸强度时,产生裂纹,在裂纹两端处,拉应力更加集中,裂纹逐步形成裂缝,造成病害。

玻纤土工格栅置于沥青中,使得沥青砼的拉伸强度大大提高,足够抵抗住较大的拉应力而不致发生路面破坏,即使因为局部区域产生微小裂纹,裂纹处的应力集中,经玻纤土工格栅的传递而消失,裂纹不会发展成裂缝。

(4) 延缓反射裂缝

裂缝产生的反射有两种,一种是面层产生裂缝后,裂缝向下反射,破坏下层结构,降低路面结构强度,在雨水时节,水进入裂缝中,在交通荷载(轮胎压力)的反复抵压,水在裂缝中产生水压,水不断的冲击沥青混合料,导致裂缝扩大。另一种是旧面层原有裂缝,路基层或下层路基层产生的裂缝向上反射,新罩路面无法承受因底层移动而产生的剪切力和抗伸应力,导致路面面层裂缝。

在沥青罩面层中加铺玻纤土工格栅夹层,抑制应力,释放应变,增强沥青混凝土整体强度,达到防止裂缝向上或向下反射的目的。


二、玻纤土工格栅在路基中的应用

路基是公路系统中最重要的结构组织之一,在运输工具变应力的作用下,基础层局部地域承受较大的应力和应变,因长时间局部地域受应力变化,基础层开始出现沉降、位移、开裂等现象。由于基础层的变化,导致路面发生不规则的曲率变化,使路面出现裂缝、起皱等现象。因此,基础层增强十分重要。采用经特殊处理的玻纤土工格栅,能使基础层的整体强力大大提高,其作用就象钢筋增强水泥混凝土一样。

土与玻纤土工格栅相互作用的加筋机理,在室内进行的大量试验表明:在土体中合理布置玻纤土工格栅,可使土体的垂直应力、水平应力明显降低,土体剪应力(土颗粒之间的磨擦作用)明显提高,土体的抗剪强度得到充分发挥,可以大大提高土体的承载能力,抗变形能力和抗裂能力。玻纤土工格栅在加筋土体中的内聚力效应、隔离效应、波纹效应、拱效应、嵌锁效应等各种加筋效应,有些是先后依次出现的,有些是重叠交叉作用,这些重叠的复合效应,最终将改变或阻止塑性区的形成和发展。