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玻纖土工格柵是如何達(dá)到事半功倍效果的
眾所周知，在教育領(lǐng)域都講究“因材施教”，其實(shí)這也同樣適用于材料選擇上，選擇不同的材料，自然有不同的施工效果。
在增強(qiáng)路基的方面，我們常用的材料是鋼塑土工格柵和塑料土工格柵，而公路上常用的是玻纖土工格柵，像鐵路這種工程，我們常用凸節(jié)點(diǎn)土工格柵和塑料拉伸土工格柵，正如“因材施教”，不同的項(xiàng)目工程，選用不同的材質(zhì)，才能保證施工質(zhì)量，降低施工成本。
今天我們就來(lái)聊聊玻纖土工格柵的特點(diǎn)，希望對(duì)大家有所幫助。
纖格柵的主要成份是氧化硅、是無(wú)機(jī)材料，其理化性能極具穩(wěn)定，并具有強(qiáng)度大、模量高，很高的耐磨性和優(yōu)異的對(duì)寒性，無(wú)長(zhǎng)期蠕變；熱穩(wěn)定性好；網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)使集料嵌鎖和限制；提高了瀝青混合料的承重能力。因表面涂有特殊的改性瀝青使其具有兩重的復(fù)合性能，極大地提高了土工格柵的耐磨性及剪切能力。
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(shí)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(duì)應(yīng)裂縫能量可從其起點(diǎn)移動(dòng)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。
2、抗疲勞開(kāi)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(duì)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(huì)出現(xiàn)反射裂縫，同時(shí)還會(huì)因?yàn)楹奢d的長(zhǎng)期作用而出現(xiàn)疲勞開(kāi)裂。我們對(duì)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(shí)，路表將發(fā)生彎沉。在直接與車(chē)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(zhǎng)期荷載的作用下，發(fā)生疲勞開(kāi)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(duì)瀝青罩面層的破壞。同時(shí)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(huì)發(fā)生過(guò)渡變形。
3、耐高溫車(chē)轍
瀝青混凝土在高溫時(shí)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(chē)輛荷載作用下，受力區(qū)域產(chǎn)生凹陷，車(chē)輛荷載撤除后瀝青面層無(wú)法完全恢復(fù)至受荷前的狀況，即產(chǎn)生了塑性變形；在車(chē)輛的反復(fù)碾壓的作用下塑性變形不斷積累，形成車(chē)轍。我們對(duì)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(shí)，面層中沒(méi)有任何可以約束瀝青混凝土中集料運(yùn)動(dòng)的機(jī)制，造成瀝青面層的推移，這就是形成車(chē)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(dòng)，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(chē)轍的作用。
4、抗低溫收縮開(kāi)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(guò)瀝青混凝土拉伸強(qiáng)度時(shí)，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(wèn)題的關(guān)鍵。
玻纖土工格柵在瀝青罩面層中的應(yīng)用，使得瀝青混凝土的拉伸強(qiáng)度大大提高，可以抵抗住較大的拉應(yīng)力而不致發(fā)生破壞。另外，即使因?yàn)榫植繀^(qū)域產(chǎn)生裂紋，使裂紋發(fā)生處的應(yīng)力過(guò)于集中，但經(jīng)玻纖土工格柵的傳遞而逐漸消失，裂紋不再會(huì)發(fā)展成裂縫。在選用玻纖土工格柵時(shí)，除其性能指標(biāo)應(yīng)符合上表規(guī)定之外，還應(yīng)特別注意保證其幅寬不小于1.5m，以滿(mǎn)足其作為控制反射裂縫夾層時(shí)有足夠的橫截面積來(lái)充分消散裂縫能量；同時(shí)，其網(wǎng)眼尺寸宜為其上瀝青面層材料最大粒徑的0.5~1.0倍，這樣有助于達(dá)到最佳剪切膠粘性，促進(jìn)集料嵌鎖與限制。 主要用途
1. 舊瀝青砼路面，加筋增強(qiáng)瀝青面層，防治病害。
2. 水泥砼路面改建復(fù)合式路面，抑制板塊收縮等引起反射裂縫。
3. 道路拓改工程，防治新老結(jié)合部及不均勻沉降而造成裂紋。
4. 軟土基加筋處理，利于軟土析水固結(jié)，有效抑制沉降，均勻應(yīng)力分布，增強(qiáng)路基整體強(qiáng)度。
5. 新建道路半鋼性基層產(chǎn)生收縮裂縫，加筋增強(qiáng)防止基礎(chǔ)裂紋反射而引起的路面裂縫。
玻纖土工格柵近段時(shí)間來(lái)發(fā)展迅速，并廣泛應(yīng)用于瀝青路面，尤其是用在瀝青罩面層用來(lái)減緩反射裂縫。加拿大AM大學(xué)的Texas交通學(xué)院用其特有的罩面試驗(yàn)儀對(duì)玻纖土工格柵加筋罩面做了大量的模擬溫度循環(huán)效果的疲勞試驗(yàn)，試驗(yàn)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(duì)玻纖土工格柵、聚丙烯土工格柵、土工織物及厚瀝青混凝土罩面層等控制反射裂縫的產(chǎn)品進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)論是玻纖土工格柵鋪設(shè)方便，控制反射裂縫效果最為顯著，且造價(jià)適中，因而建議推廣應(yīng)用。
在一些發(fā)達(dá)國(guó)家，如德國(guó)、美國(guó)、加拿大、澳大利亞及日本等，玻纖格柵的應(yīng)用已有十多年時(shí)間，在高等級(jí)公路、市政道路及機(jī)場(chǎng)道面等要求較高的領(lǐng)域應(yīng)用相當(dāng)廣泛，對(duì)其作用機(jī)理也作了大量系統(tǒng)研究，制定了一些相應(yīng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用規(guī)范。
在我國(guó)，玻纖土工格柵的應(yīng)用相對(duì)較晚，1995~1996年的滬寧高速公路建設(shè)率先采用玻纖土工格柵用 于瀝青路面中防止面基層裂縫而引起的瀝青面層反射裂縫的產(chǎn)生，經(jīng)多年來(lái)的觀(guān)察，效果明顯，故在1997年至2002年滬寧高速公路的維修工程中，仍采用玻纖土工格柵，用于原路面洗刨后的新罩面層中，以增強(qiáng)罩面層強(qiáng)度，防止反射裂縫產(chǎn)生。 現(xiàn)常用的玻纖土工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鋪設(shè)，不帶自粘膠的，通常采用釘子固定法。
1、施工場(chǎng)地：要求壓實(shí)平整、呈水平狀、清除尖刺突起物。
2、格柵鋪設(shè)：在平整壓實(shí)的場(chǎng)地上，安裝鋪設(shè)的格柵其主要受力方向（縱向）應(yīng)垂直于路堤軸線(xiàn)方向，鋪設(shè)要平整，無(wú)皺折，盡量張緊。用插釘及土石壓重固定，鋪設(shè)的格柵主要受力方向最好是通長(zhǎng)無(wú)接頭，幅與幅之間的連接可以人工綁扎搭接，搭接寬度不小于10cm。如設(shè)置的格柵在兩層以上，層與層之間應(yīng)錯(cuò)縫。大面積鋪設(shè)后，要整體調(diào)整其平直度。當(dāng)填蓋一層土后，未碾壓前，應(yīng)再次用人工或機(jī)具張緊格柵，力度要均勻，使格柵在土中為繃直受力狀態(tài)。
3、填料的選擇：填料應(yīng)按設(shè)計(jì)要求選取。實(shí)踐證明，除凍結(jié)土、沼澤土、生活垃圾、白堊土、硅藻土外均可用做填料。但礫類(lèi)土和砂類(lèi)土力學(xué)性能穩(wěn)定，受含水量影響很小，宜優(yōu)先選用。填料粒徑不得大于15cm，并注意控制填料級(jí)配，以保證壓實(shí)重量。
4、填料的攤鋪和壓實(shí)：當(dāng)格柵鋪設(shè)定位后，應(yīng)及時(shí)填土覆蓋，裸露時(shí)間不得超時(shí)48小時(shí)，亦可采取邊鋪設(shè)邊回填的流水作業(yè)法。先在兩端攤鋪填料，將格柵固定，再向中部推進(jìn)。碾壓的順序是先兩側(cè)后中間。碾壓時(shí)壓輪不能直接與筋材接觸，未壓實(shí)的加筋體一般不允許車(chē)輛在上面行駛，以免筋材錯(cuò)位。分層壓實(shí)度為20-30cm。壓實(shí)度必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求，這也是加筋土工程的成敗關(guān)鍵。
5、防排水措施：在加筋土工程中，一定要做好墻體內(nèi)外的排水處理；要做好護(hù)腳，防沖刷；在土體內(nèi)要設(shè)置濾、排水措施，必要時(shí)，應(yīng)設(shè)置土工布。
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