土工材料玻纤土工格栅在道路中的应用

土工材料玻纤土工格栅在道路中的应用

土工材料玻纤土工格栅在道路中的应用

土工材料玻纤土工格栅在道路中的应用

陈光雨

(河北科技师范学院 河北 秦皇岛，066004)

摘要：随着公路工程建设的不断发展,有机纤维及高性能纤维某些方面已不能满足设计要求和工程建设的需要。玻璃纤维作为一种无机纤维,由于其耐热、耐寒性好,强度大、模量高、抗蠕变性强、尺寸稳定性好等,优于有机纤维和高性能纤维,很大程度上提高了工程质量与功能。本文对玻纤土工格栅减少和延缓裂缝产生、增强路基路面强度的机理进行了分析，概述了玻纤土工格栅在道路工程施工中的应用。

关键词：玻纤土工格栅 性能应用 玻璃纤维 土工格栅 公路工程 沥青路面

中图分类号：TU528.2 文献标志码：A

Geotextile materials fiberglass grille in road of application

Chen Guangyu

(Hebei Normal University of Science and Technology QinHuangdao 066004)

Abstract:With the continuous development of highway engineering construction, organic fiber and high performance fibers some ways already can't meet the design requirement and the needs of the construction of engineering. Glass fiber as a kind of inorganic fibers, because of its heat resistance, cold resistance, strength and modulus high resistance, strong, size creep degeneration stability, better than organic fiber and high performance fibers, greatly improve the engineering quality and the function. In this paper, the glass fiber grille reduce and delay the cracks, strengthen roadbed of strength and analyzes the mechanism, this paper Outlines the glass fiber grille in the application of road engineering construction.

Key words：Fiberglass grille； Application performance；Glass fiber； grille； Highway engineering ; Asphalt pavement

近几年，土工合成材料作为岩土工程和土工程的功能材料，其作用已广泛得到人们的重视，正广泛应用于水利、道路、建筑、铁路、电力、机场等。这些材料大部分是有机纤维及高性能纤维，这些材料的应用在很大程度上提高了工程的质量与功能，降低了成本。随着科技的不断发展，工程质量要求越来越高，上述材料某些方面性能已不能满足设计要求及工程要求，玻璃纤维作为一种无机纤维，由于它的耐温性能、耐化学侵蚀性能、高弹性模量、高强力、低延伸率、低成本等主要性能，与其他土工合成材料相比，具有明显的优越性。玻纤土工格栅具有以下一些特殊的性能：（1）高抗拉强度、低延伸率玻纤土工格栅是以玻璃纤维为原料，而玻纤的强度极高，超过了其他纤维与金属，同时它的模量很高，具有很高的抗变形能力，断裂延伸率小于 4%；（2）玻纤土工格栅具有良好的抵抗荷载长期变形的能力，即其蠕性变小，长期抗变形能力强。（3）较好的耐高、低温性能，玻纤土工格栅在-100℃～280℃之间仍能够保持良好的机械物理性能。（4）与沥青混合料的相容性较好。玻纤土工格栅在后处理工艺中涂覆的有机材料是针对沥青混合料设计的，每根纤维都被充分涂覆，与沥青具有很高的相容性，从而确保了玻纤土工格栅在沥青中不会与沥青混合料产生隔离，而是牢固地结合在一起。（5）嵌锁与限制作用。由于玻纤土工格栅是网状结构，沥青混合料的集料可贯穿其中，形成一个复合的力学嵌锁体系，这种限制阻碍了集料的运动，沥青混合料可以得到更好的压实，获得更大的承载能力，还能分散荷载能力，减少变形。（6）玻纤格栅具有良好的化学稳定性和耐老化性。玻纤的化学稳定性是指它抵抗水、酸、碱等介质的侵蚀能力，玻璃纤维不受大多化学物品侵蚀，也不受霉菌、细菌及昆虫作用。（7）较高的弹性模量。玻纤的杨氏弹性模量为 76GPa，是聚酯纤维的 7 倍，聚丙烯的 15 倍，尼龙的20 倍。（8）良好的抗折性能。经表面处理的玻纤土工格栅，具有较好的抗疲劳和抗耐折性强度，耐折次数达2万-3万次。综上所述，玻纤土工格栅由于具有以上性能特点，应用于公路工程中，在防止反射裂缝的产生，增强路基强度，路面维修等方面已发挥重要作用。

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土工材料玻纤土工格栅在道路中的应用

图1 玻纤土工格栅技术指标 Fig.1 上面表格自己做 一、玻纤土工格栅的性质研究

玻纤土工格栅在沥青路面中的应用反射裂缝是半刚性基层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，在沥青上面层与中面层或下面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

[2]160℃-180℃，某些改性沥青混合料要求的施工温度更高，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

土工材料玻纤土工格栅在道路中的应用

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．高温抗车辙

沥青混合料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。通过沥青路面材料的结构分析可知，高温下的沥青混合料在受到荷载的碾压作用，形成了塑性流动变形，面层中没有任何可以约束沥青混合料流变的骨架材料，造成沥青面层流动变形的累积，这是形成车辙的根本所在。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，沥青混合料中集料贯穿于格栅网孔之间，形成嵌锁结构体系，增加了沥青面层中的横向约束力，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，沥青混合料面层的温度接近于气温，沥青混合料遇冷收缩，产生拉应力，在受到荷载反复作用下，拉应力进一步增加，当拉应力超过沥青混合料拉伸强度时，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，使得沥青混合料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

反射裂缝的产生有两种情形，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 …… 此处隐藏：7765字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……