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玻纖格柵特點(diǎn):
1)高抗拉強(qiáng)度、低延伸率——玻纖土工格柵是以玻璃纖維為原料,具有很高的抗變形能力,斷裂延伸率小于3%。
2)無長期蠕變——作為增強(qiáng)材料,具備在長期荷載的情況下抵抗變形的能力即抗蠕變性是極為重要的,玻璃纖維不會發(fā)生蠕變,這保證產(chǎn)品能夠長期保持性能。
3)熱穩(wěn)定性——玻璃纖維的熔化溫度在1000℃以上,這確保了玻纖土工格柵在攤鋪作業(yè)中承受熱的穩(wěn)定性。
4)與瀝青混合的相容性——玻纖土工格柵在后處理工藝中涂覆的材料是針對瀝青混合料設(shè)計的,每根纖維都被充分涂覆,與瀝青具有很高的相容性,從而確保了玻纖土工格柵在瀝青層中不會與瀝青混合料產(chǎn)生隔離,而是牢固的結(jié)合在一起。
5)物理化學(xué)穩(wěn)定性——經(jīng)過特殊后處理劑進(jìn)行涂覆處理,玻纖土工格柵能夠抵抗各類物理磨損和化學(xué)侵蝕,還能抵御生物侵蝕和氣候變化,保證其性能不受影響。
6)集料嵌鎖和限制——由于玻纖土工格柵是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),瀝青混凝土中的集料可以貫穿其中,這樣就形成了機(jī)械嵌鎖。這種限制阻礙了集料的運(yùn)動,使瀝青混合料在受荷載的情況下能夠達(dá)到更好的壓實狀態(tài),更高的承重能力,更好的荷載傳遞性能及較小的變形。
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。實踐表明,一條改變了方向的水平裂縫的對應(yīng)裂縫能量可從其起點(diǎn)移動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。
抗疲勞開裂
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,除了會出現(xiàn)反射裂縫,同時還會因為荷載的長期作用而出現(xiàn)疲勞開裂。我們對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,路表將發(fā)生彎沉。在直接與車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。在長期荷載的作用下,發(fā)生疲勞開裂。
玻纖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)力突變對瀝青罩面層的破壞。同時玻纖格柵的低延伸率減小了路面的彎沉量,保證了路面不會發(fā)生過渡變形。
耐高溫車轍
瀝青混凝土在高溫時具有流變性,具體表現(xiàn)在:夏季瀝青道路面層發(fā)軟、發(fā)粘;在車輛荷載作用下,受力區(qū)域產(chǎn)生凹陷,車輛荷載撤除后瀝青面層無法完全恢復(fù)至受荷前的狀況,即產(chǎn)生了塑性變形;在車輛的反復(fù)碾壓的作用下塑性變形不斷積累,形成車轍。我們對瀝青面層結(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,面層中沒有任何可以約束瀝青混凝土中集料運(yùn)動的機(jī)制,造成瀝青面層的推移,這就是形成車轍的主要原因。
在瀝青罩面層中使用玻纖格柵,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,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,從而起到抵抗車轍的作用。
抗低溫收縮開裂
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)力超過瀝青混凝土拉伸強(qiáng)度時,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)力是解決問題的關(guān)鍵。
玻纖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,即使因為局部區(qū)域產(chǎn)生裂紋,使裂紋發(fā)生處的應(yīng)力過于集中,但經(jīng)玻纖格柵的傳遞而逐漸消失,裂紋不再會發(fā)展成裂縫。在選用玻纖格柵時,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,以滿足其作為控制反射裂縫夾層時有足夠的橫截面積來充分消散裂縫能量;同時,其網(wǎng)眼尺寸宜為其上瀝青面層材料 粒徑的0.5~1.0倍,這樣有助于達(dá)到 剪切膠粘性,促進(jìn)集料嵌鎖與限制。
玻纖格柵的施工方法:
1、施工場地:要求路面壓實平整、呈水平狀,施工前要檢查施工路面,是否有尖刺突起物或其他尖銳物體,如有發(fā)現(xiàn)應(yīng)當(dāng)立即。
2、玻纖土工格柵的鋪設(shè):在平整壓實的場地上,安裝鋪設(shè)的格柵其主要受力方向(縱向)應(yīng)垂直于路堤軸線方向,鋪設(shè)要平整,無皺折,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是通長無接頭,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)計要求選取。實踐證明,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。但礫類土和砂類土力學(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,并注意控制填料級配,以保證壓實重量。
4、填料的攤鋪和壓實:當(dāng)玻纖土工格柵鋪設(shè)定位后,應(yīng)及時填土覆蓋,裸露時間不得超時48小是,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。碾壓時壓輪不能直接與筋材接觸,未壓實的加筋體一般不允許車輛在上面行駛,以免筋材錯位。分層壓實度為20-30cm。壓實度必須達(dá)到設(shè)計要求,這也是加筋土工程的成敗關(guān)鍵。
5、防排水措施:玻纖土工格柵在加筋土工程中,一定要作好墻體內(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,應(yīng)設(shè)置土工布,這樣鋪設(shè)可以過濾掉雜質(zhì)。
玻纖土工格柵特點(diǎn):
1、熱穩(wěn)定性好:玻璃纖維的熔點(diǎn)在1000℃以上,保證了玻纖格柵在攤鋪作業(yè)中承受高溫的穩(wěn)定性。
2、集料的嵌鎖和限制作用:由于玻纖格柵是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),瀝青混凝土中的集料可以貫穿其中,這樣就形成了機(jī)械嵌鎖。這種限制阻礙了集料的運(yùn)動,使瀝青混合料在受荷載的情況下能夠達(dá)到更好的壓實狀態(tài),更高的承重能力,更好的荷載傳遞性能及較小的變形。
3、與瀝青混合料的相容性:玻纖格柵在后處理工藝中涂覆的材料是針對瀝青混合料設(shè)計的,每根纖維都被充分涂覆,與瀝青具有很高的相容性,從而確保了玻纖格柵在瀝青層中不會與瀝青混合料產(chǎn)生隔離,而是牢固地結(jié)合在一起。
4、抗疲勞開裂:玻纖格柵在瀝青面層中,能夠?qū)④囕唹哼^路面而產(chǎn)生的壓應(yīng)力和拉應(yīng)力分散,在兩塊受力區(qū)域之間形成緩沖帶,應(yīng)力逐步變化而不是突變,減少了應(yīng)力突變對瀝青面層的破壞。同時玻纖格柵的低延伸率減小了路面的彎沉量,保證了路面不會發(fā)生過度變形。