玻璃纤维土工格栅在旧水泥混凝土路面病害处理中的应用.doc

1、1玻璃纤维土工格栅在旧水泥混凝土路面病害处理中的应用摘 要：本文主要介绍了玻璃纤维土工格栅防止反射裂缝的机理及施工工艺。 关键词：玻璃纤维土工格栅；沥青加铺层；反射裂缝 Abstract: This paper mainly introduces the glass fiber geogrid to prevent reflective cracking mechanism and construction technology. Key words: glass fiber geogrid; asphalt overlay; reflective cracking 中图分类号：P25 文献标

2、识码：文章编号： 前言 水泥混凝土路面是一种具有刚度大、材料来源丰富、扩散荷载能力强以及具有稳定性结构等许多优点的高级路面结构形式，在公路路面中占有很大比重。水泥混凝土路面在行车与自然因素作用下，会因水泥混凝土面板、接缝和基层、土基的缺陷产生各种类型的损坏。为了恢复路面结构的完整性或改善路面的使用性能，必须进行水泥混凝土路面养护和维修，一般采取在经过处理后的旧水泥混凝土路面上直接加铺沥青面层方法进行处理，在旧水泥混凝土路面上加铺沥青沥青混凝土具有刚柔2相济的特点，能够大大改善旧路面的使用性能，然而沥青加铺层中可能出现的反射裂缝，往往会缩短面层的使用寿命。因此，如何防止反射裂缝是关键。国内外实践

3、表明，设置玻纤土工格栅中间夹层对防止反射裂缝有一定的作用。 1、玻璃纤维土工格栅防止反射裂缝的机理 1.1 反射裂缝产生的机理 反射裂缝是指下层混凝土板的接缝或裂缝，由于温度和湿度的不断变化与车辆荷载的反复作用，在加铺层的相应位置上产生裂缝。国外研究表明：行车荷载和温度变化是引起旧水泥混凝土路面的沥青加铺层产生反射裂缝的主要原因，行车荷载主要使下层路面结构在接缝两侧产生竖向位移，引起剪切型反射裂缝，温度变化主要是路面结构在接缝两侧产生水平位移，引起张拉型反射裂缝，水泥混凝土板产生的水平位移，使沥青加铺层在接缝、裂缝处产生较大的拉应力，当拉应力超过沥青混凝土的抗拉强度时，即出现开裂。在温度、湿度

4、、应力和车辆荷载的综合作用下，裂缝不断向上发展，反射到加铺层表面。因此需要对沥青混凝土面层反射裂缝进行综合防治 1.2 玻纤格栅防止反射裂缝的机理 玻璃纤维土工格栅是以无碱玻璃纤维网布为基材经表面涂覆处理而成的半刚性制品，是一种增强道路路面性能的新型优良土工基材。玻璃纤维的主要成分硅酸盐，是一种理化性能稳定的材料。它具有很高的耐热性和优异的耐寒性（一般工作温度为-100280） ，强度大、模量高、化学稳定性好、耐腐蚀、膨胀系数底、尺寸稳定性好等特点。经表面改3性并涂覆处理后改变了玻璃纤维的表面性能，提高了其与沥青的符合性能，极大提高了该基材的耐磨性及抗剪切的能力。玻璃纤维土工格栅的主要性能如下

5、： 高抗拉强度、低延伸率： 玻纤格栅是以玻璃纤维为原料，而玻璃纤维的强度较高，超过了其他纤维和金属。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 3%。 无长期蠕变：作为增强材料，具备在长期荷载的情况下抵抗变形能力即抗蠕变性是极为重要的，玻璃纤维不会发生蠕变，这保证产品能够长期保持性能。 热稳定性：玻璃纤维的熔化温度在 1000 以上，这确保了玻纤格栅在摊铺作业中承受的稳定性。 与沥青混合的相容性：玻纤格栅在后处理工艺中涂覆的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，从而确保了玻纤格栅在沥青层中不会与沥青混合料产生隔离，而是牢固的结合在一起。 优良的

6、物理化学稳定性和耐老化性：经过特殊后处理剂进行涂覆处理，玻纤格栅能够抵抗各类物理磨损的化学侵蚀，还能抵御生物侵蚀和气候变化，保证其性能不受影响。 集料嵌锁和限制：由于玻纤格栅是网状结构，沥青混凝土中的集料可以贯穿其中，这样就形成了机械嵌锁。这种限制阻碍了集料的运动，使沥青混合料在受荷的情况下能够达到更好的压实状态，更高的承重能力，更好的荷载传递性能及较小的变形。 4良好的耐折性：经表面处理的玻纤土工格栅具有较好的耐疲劳性和耐折性，耐折次数达 2-30000 次 玻纤格栅在沥青罩面层中应用，使得沥青混凝土的拉伸强度大大提高，可以抵抗住较大的拉应力，而不至发生破坏。另外即使因为局部区域产生裂纹，使

7、裂纹发生处的应力过于集中，但经玻纤格栅的传递而逐渐消失，裂纹不在发展成裂缝。 2、工程应用实例分析 本研究主要从工程应用实际出发，将成果应用于海北州红色旅游项目同宝路、金银路、银滩路、政府路等旧水泥混凝土路面的改造中。 2.1 加铺层的结构设计方案 在调查路面损害情况及病害形成的原因的基础上，以国家有关规范和规程为依据，设计中对原路面病害坑槽用沥青混合料填补整平，碎板换板处理后铺设玻纤土工格栅，加铺 5 厘米 AC13 沥青砼。 2.2 铺设玻纤格栅 由于沥青混合料的摊铺温度多在 130-200 之间，玻纤格栅除满足一般技术要求外，还应具有有两的耐腐蚀性能和耐高温性能，否则高温下熔于沥青面层中

8、玻纤格栅功能将大大减弱，甚至没有效果。 2.3 玻纤格栅性能指标 玻纤格栅应采用无碱玻璃纤维，其碱金属氧化物的含量不大于 0.8，在选用玻纤格栅时，除其性能指标符合相关性能指标外，还特别注意保证其幅宽不小于 1.5m，以满足其作为控制反射裂缝夹层时有足够的横截面积来充分消散能量；同时，其网眼尺寸宜为以上沥青面层材料最大粒5径的 510 倍，这样有助于达到胶粘性，促进材料嵌锁与限制。 2.4 玻纤格栅铺设施工技术 玻纤格栅的使用效果与铺设路面的处理情况密切相关，在铺设前必须将路面上可能影响格栅与底层结合强度的物质。如油脂、油漆、封层料、水渍、污物等清楚干净，使铺设表面清洁干燥。玻纤格栅上感压式背

9、腹属水溶性物质，如路面有水迹时，应待路面干燥后在进行铺设。 目前常用的玻璃纤维土工格栅有自粘胶和不带胶两种，本工程采用不带胶的，用钢钉固定法固定。采用人工铺设，具体施工工艺为：施工人员将有玻璃纤维土工格栅的滚筒放置于两斗车中间，从滚筒上拉下玻璃纤维土工格栅，按需要的长度用刀将其割断，然后将玻璃纤维土工格栅纵向展开拉紧，用射钉枪对钢钉进行固定，固定铁皮尺寸不小于 55厘米，固定时要扯紧土工格栅，不能松驰折叠，铺设玻璃纤维土工格栅重叠搭接时，横向搭接不小于 5 厘米，纵向不小于 15 厘米。铺好土工格栅后喷洒粘层油，粘层油使用乳化沥青，用量 0.4kg/m2，洒布要均匀，防止运料车粘轮和摊铺机械打

10、滑、推移土工格栅，粘层油上面撒铺石屑，并用胶轮压路机碾压平整。 2.5 施工注意事项 严格控制运送混合料的车辆出入，在格栅层上禁止车辆急转弯、急刹车和倾泻混合料脚料，以防止对玻纤格栅的损坏。 格栅铺设时，要求路面温度为 5-60. 全幅铺设土工格栅时，一定要注意施工沥青面层时车辆对格栅的破坏，在土工格栅上面喷洒粘层油后及时洒布养护石屑，防止土工格栅6粘轮卷曲。 固定要牢固，不能松弛折叠。 2.6、施工质量检验 检查外观：玻纤格栅应无翘曲、褶皱、不平顺等，并且无损坏断丝现象。 玻纤土工格栅的质量应符合设计要求，按设计要求张拉，紧贴下承层。格栅间的搭接方向、搭接长度及宽度应符合设计要求。 3、结束语 综上所述，沥青加铺层设计中考虑的主要因素是旧水泥路面的结构强度和反射裂缝的防治。加铺玻纤格栅显著的提高了路面结构的抗拉、抗剪和抗弯拉强度，提高了沥青面层的高温抗车辙能力，有效延缓反射裂缝的产生和抑制，延长路面使用寿命，玻纤格栅铺设方便，尤其用于沥青罩面层来减缓和控制反射裂缝效果最显著，且造价适中，值得推广应用。