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玻纤土工格栅的作用机理及应用解决方案
发布时间:2021-06-16 浏览次数:65 信息来源:山东环润工程材料有限公司

玻纤土工格栅的作用机理


1.控制反射裂缝

反射裂缝是由于旧混凝土面层在接缝或裂缝附近的较大位移引起其上方沥青加铺层内出现应力集中所造成的,它包括因温度和湿度变化而产生的水平位移,以及因交通荷载作用而产生的竖向剪切位移。前者导致接缝或裂缝上方的沥青加铺层内出现较集中的拉应力;后者则使接缝上方的沥青加铺层经受较大的弯拉应力和剪切应力。

由于玻纤土工格栅的模量很大,作为刚度大的硬夹层应用在沥青罩面层中,其作用是控制应力,释放应变,同时作为沥青混凝土加筋材料,增强加铺层结构的耐拉和耐剪能力,从而实现减少裂缝的目的。实践表明,一条改变了方向的水平裂缝的对应裂缝力量可从其起点移动0.6米,1.5米以上宽度的加筋材料有助于力量在裂缝两侧消散。

2.控制疲劳开裂

在旧水泥混凝土路面上的沥青加铺层,其主要作用是增强路面的使用功能,对承载作用则贡献不大,加铺层下的刚性混凝土路面仍起关键的承载作用。而在旧沥青混凝土路面上进行沥青罩面则不同,沥青加铺层将与旧沥青混凝土路面一起承载。因此,在沥青混凝土路面上进行沥青罩面,除了会出现反射裂缝,同时还会因为荷载的长期作用而出现疲劳开裂。我们对旧沥青混凝土路面上的沥青加铺层受荷情况做受力分析:由于沥青罩面层下为与沥青罩面层同一性质的柔性面层,当受到荷载作用时,路表将发生弯沉。在直接与车轮接触的沥青罩面层受到压力,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容易发生破坏。在长期荷载的作用下,发生疲劳开裂。

玻纤土工格栅在沥青罩面层中,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,在这里应力逐步变化而不是突变,减少了应力突变对沥青罩面层的破坏。同时玻纤土工格栅的低延伸率减小了路面的弯沉量,实现了路面不会发生过渡变形。

3.控制高温车辙

沥青混凝土在高温时具有流变性,具体表现在:夏季沥青道路面层发软、发粘;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恢复至受荷前的状况,即产生了塑性变形;在车辆的反复碾压的作用下塑性变形不断积累,形成车辙。我们对沥青面层结构进行分析后,可以知道由于高温下沥青混凝土具有流变性,而在受到荷载时,面层中没有可以约束沥青混凝土中集料运动的机制,造成沥青面层的推移,这就是形成车辙的主要原因。

在沥青罩面层中使用玻纤土工格栅,其在沥青面层中起到骨架作用。沥青混凝土中集料贯穿于格栅间,形成复合力学嵌锁体系,控制集料运动,增加了沥青罩面层中的横向约束力,沥青面层中各部分彼此牵制,控制了沥青面层的推移,从而起到抵住车辙的作用。

4.控制低温收缩开裂

严寒地区的沥青道路,冬季面层温度接近于气温,在这样的温度条件下,沥青混凝土遇冷收缩,产生拉应力。当拉应力超出沥青混凝土拉伸强度时,产生裂纹,在裂纹集中的地方产生裂缝,形成病害。从裂纹的成因看,如何使沥青混凝土强度抵住拉应力是解决问题的关键。

玻纤土工格栅在沥青罩面层中的应用,使得沥青混凝土的拉伸强度大大增强,可以抵住较大的拉应力而不致发生破坏。另外,即使因为局部区域产生裂纹,使裂纹发生处的应力过于集中,但经玻纤土工格栅的传递而逐渐消失,裂纹不会发展成裂缝。


玻纤土工格栅的应用解决方案


一、用于路面面层


1.置放部位


1.1对新建沥青混凝土道路路面,玻纤格栅可置于半刚性基层与下封层之间,也可置于下封层与沥青面之间。

1.2对新建水泥混凝土道路路面,玻纤土工格栅应置于半刚性基层与刚性水泥混凝土封层之间。

1.3对旧沥青路面维修,可采用喷油法,锚固法,自粘法,在原路面上铺设玻纤土工格栅。做

20mm-30mm细粒式沥青混凝土找平层,再铺设玻纤土工格栅,然后加铺沥青混凝土面层,厚度宜为60-100mm。

1.4对旧水泥路面维修,可采用自粘法与喷油法,在原路面上铺设玻纤土工格 栅,

也可在原路面上做20mm-30mm细粒式沥青混凝土找平层,再铺设玻纤格栅,然后加铺沥青混凝土面层,厚度宜为60-100mm。

1.5新建路面面层均可采用锚固法,自粘法进行施工。


2.施工方法


2.1不带自粘胶的玻纤土工格栅增强沥青混凝土路面和路面与路面反射裂缝,采用锚固法施工,施工方法如下:


2.1.1粘层油选用AH-70或AH-90重油热沥青,粘层油的规格及质量应符合《公路沥青路面施工技术规范》JTJ032-94,采用车辆喷洒。粘层油每平方用量约。

2.1.2铺设玻璃纤维土工格栅时,应保持铺设平顺,拉紧,横向搭接长度宜为50-100mm,纵向搭接长度 宜为150-200mm,并根据摊铺方向,将后一端压在前一端之下。

2.1.3用胶轮压路机碾压。

2.1.4采用50×50的固定铁皮,要求平整不翘角,周边宜倒角处理。

2.1.5钉子固定法铺设玻纤土工格栅时,先将一端用固定铁皮和钉子固定在已洒布粘层沥青的下层结构上,钉子可用锤击或射枪射入。再将格栅纵向拉紧时玻纤横向均处于挺直张紧状态。

2.1.6钉子固定时,格栅搭接距离为:纵向接头搭接距离不小于15cm,横向搭接距离不小于5cm。纵向搭接应根据沥青摊铺方向将前一幅置于后一幅的上方。

2.1.7固定时不能将钉子钉玻纤上,也不能用锤子直接敲击玻纤。固定后如发现钉子断裂或铁皮松动,则需予重新固定。

2.1.8为控制施工车辆的轮胎将玻纤格栅和粘油粘起来和沥青混凝土摊铺机机轮打滑的现象,应在粘层油表面撒石屑,石屑用量为3m3/1000m2-5m3/1000m2。

2.1.9大气温度低于10摄氏度或路面潮湿时不得施工。

2.1.10沥青面层施工方法与普通沥青路面面层施工方法一致,但应注意施工车辆不得在玻纤格栅表面表面急转弯,急刹车。


2.2自粘式玻纤土工格栅采用直铺法施工,施工方法如下:


2.2.1对旧沥青混凝路面和旧水泥混凝路面,做20mm-30mm厚的调平层,使用真空车或洒水车使路表面清洁干净。

2.2.2喷洒AH-70或AH-90重油热沥青。

2.2.3采用摊铺车,铺设自粘式玻纤格栅,铺设应平顺,拉紧。

2.2.4横向搭接长度宜为50mm-100mm,纵向搭接长度宜为150mm-200mm,搭接重叠方向与沥青混凝土摊铺机运行的方向一致。

2.2.5使用胶轮压路机碾压。

2.2.6罩面。



二、用于基础层


基础层采用玻纤格栅,铺设位置宜放在基础层的底部,采用锚固法施工。


三、用于下层路基层


1.玻纤格栅要放在下层基础层较低的1/3处。

2.亦可放在下层路基层底部,玻纤格栅下面至少放20mm厚的砂垫层或铺设土工布。


四、用于加筋混凝土路面


1.纵向平整度,横向路拱的坡度与平顺性均应符合设计标准,若达不到标准,应在加铺之前作处理。

2.加铺前对路面承载能力进行平定,若承载能力不足,达不到标准,或水泥混凝土路面有板底脱空现象,均应作增强处理。水泥混凝土路面的接逢与裂缝应事先清理,填充。

3.原有路面及基层表面有局部松散,洞及扩散型裂缝,应事先修补,填充,以保持表面完好。

4.原有路面表面应冲洗干净,清理尘土。松散颗料及杂物。


五、用于增强铁路路基

1.沿铁路路基横向铺设玻纤格栅,要求平顺,拉紧,横向两端多放玻纤格栅长度为2000mm-3000mm。

2.两端放沙袋压实。

3.纵向搭接宽度宜为80mm-100mm,以每段长度为50mm,用铁皮和水泥钉锚固,或用铁丝捆绞。

4.将两端玻纤格栅翻过压实沙袋后,再用沙袋压实玻纤格栅。

5.加沙土压实、平整。



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