摘要：随着近年来主要国、省干线交通量的迅速增长、超重车辆的不断增多，道路迅速破坏。这就要求路面结构设计必须改变，以改善公路的使用性能。本文就这个问题的一种改善方法，介绍了玻璃纤维土工格栅在沥青面层结构中的应用。

关键词：玻璃纤维；格栅； 沥青面层；反射裂缝

0、引言

    近年来，我国国家和地区经济发展迅速，高速公路、主要国、省干线交通量不断增长，超重车辆频繁出现，导致路面大面积破坏。主要表现为龟裂、网裂、断板、脱空、破碎等形式。主要原因是原有的半刚性基层收缩反射到路面上出现裂缝，加上超标准轴载车轮碾压，致使裂缝迅速扩展，不可收拾。

    平顶山市位于河南省中部，是一个资源型城市，是中原城市群煤化工、电力、能源基地。平顶山市干线公路网已于2005年前后建设完成，经过几年的超负荷运转，许多干线路面均面临大中修。为了在大中修中有效地减缓旧路面裂缝的反射速度和抵抗车辙，我们经过总结以往的裂缝处理经验，采用先在旧路面（或基层）裂缝上铺玻璃纤维格栅，再在其上铺沥青混凝土面层的方法，可以有效防止反射裂缝的产生和发展。下面结合国道311徐西线鲁山县八里仓至库区段（K497+200-K507+013）大修工程中对路面的大修处理方法探讨玻璃纤维土工格栅在沥青面层中的应用。

1、工程概况

    国道311徐西线（徐州市至南阳西峡）八里仓至库区段（K497+200-K507+013）原路面结构为：20cm水泥混凝土路面+18cm石灰粉煤灰稳定砂砾石。由于大量重车的超载超负荷运行，目前半刚性基层路面反射裂缝已经发展到不可控制的局面，网裂、龟裂、破碎、断板、脱空等现象严重，已经影响到国道干线的正常通行和当地人民的生产生活。本次大修的路面处理设计方案为：对原有水泥混凝土路面沿线断板、面板破碎等严重病害采用打裂或各种破碎技术将混凝土面板打碎、压实至基层所要求偶的压实度，消除原水泥混凝土面板脱空，使其与原有路面基层紧密结合后作为路基，然后加铺粘结沥青和玻璃纤维土工格栅以及沥青混凝土面层。下面通过分析裂缝产生的原因及玻璃纤维土工格栅的特性，分析玻璃纤维土工格栅在防止路面反射裂缝中的作用，介绍玻璃纤维土工格栅的具体施工方法和要求。

2、玻璃纤维土工格栅的工程特性

    玻璃纤维土工格栅是以玻璃纤维为材质，采用一定的编织工艺制成的网状结构材料，为保护玻璃纤维、提高整体使用性能，经过特殊的涂复处理工艺而成的土工复合材料。玻璃纤维土工格栅在工程上以下优良特性：

    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，具有很高的抗变形能力，断裂延伸率小于3%。

    2）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的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。

    3）热稳定性——玻璃纤维的熔化温度在1000℃以上，这确保了玻纤土工格栅在摊铺作业中承受热的稳定性。温度对玻璃的性能影响很小，与其相比，塑料格栅的强度和模量受温度的影响很大，所以塑料格栅不适用于沥青混合料中。

    4）与沥青混合的相容性——玻纤土工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，从而确保了玻纤土工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。在沥青路面中铺设玻纤格栅时，玻纤格栅可以放在基层顶面，也可以放在下面层上面或表面层下面。

    5）物理化学稳定性——经过特殊后处理剂进行涂覆处理，玻纤土工格栅能够抵抗各类物理磨损和化学侵蚀，还能抵御生物侵蚀和气候变化，保证其性能不受影响。

    6）集料嵌锁和限制——由于玻纤土工格栅是网状结构，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载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。www.tmgc8.com

3、玻璃纤维土工格栅在路面结构中的作用机理

    玻璃纤维格栅在防止沥青反射裂缝时主要是利用其高抗拉强度和弹性模量高的特点，与钢筋混凝土中钢筋的作用相同。均匀传递荷载，并将反射裂缝部分应力由垂直方向转化为水平方向。增强沥青混合料的整体抗拉强度，减少永久变形，防止和减少路面反射裂缝，延迟疲劳破坏，延长路面使用寿命。

    1）由于格栅是一种网格结构，所以格栅对网格内的沥青混合料能起一种“箍固”作用。因此，当试件底部在弯曲破坏荷载作用下出现裂缝并延伸到格栅处时，格栅的存在改变了沥青混合料裂缝尖端的受力状况，改变了沥青混合料的弯曲破坏过程，使裂缝处试件的张开变形受到了约束，从而抑制了裂缝的向上发展。

    2）格栅的网格结构是比较稳定的，并由于与沥青混合料相互填充而得到增强，因此格栅本身的抗拉强度大小是抑制裂缝发展的主要因素。强度高的格栅在相同变形条件下承受的荷载较高，所以，采用抗拉强度高的格栅，可更好地抑制裂缝的发展。此外，对于同一种格栅采用不同的加筋方式，沥青混合料的破坏过程也是不同的，铺设在弯曲试件靠近底部的格栅，可相对早地加入到抑制裂缝发展的作用，有较好的止裂效果。

    3）车辙是沥青路面结构在行车荷载反复作用下产生竖向永久变形的结果，这种变形主要发生在高温季节，是沥青混合料高温稳定性不足的反映通过车辙试验的车辙形成过程可观察到，当荷载开始作用后，首先出现变形和流动的是沥青；随着沥青及胶浆的流动，再加上沥青的润滑作用，矿料骨架逐渐被破坏，在体积不变的情况下，矿料骨架失稳，车辙加速形成。由此可见，车辙形成的最初导因是高温下沥青的流动，最后导致矿料骨架的失稳。

4、玻璃纤维土工格栅的施工方法和技术要求

    1）清理整平基层或原路面（已经做灌缝处理），在其上喷洒乳化沥青作粘层，乳化沥青规格与质量应符合《公路沥青路路面施工技术规范》的相关要求。

    2）在乳化沥青上铺设玻璃纤维格栅。玻纤格栅有自带粘胶的和不在带粘胶的，对于前者可直接铺在基层上，对于后者为了防止玻纤格栅在碾压时被轮胎带起，必须用钢钉子固定，然后在上面洒一薄层瓜米石或中粗砂，用小型光轮压路机碾压，直到玻纤格栅完全紧粘贴在原路表层上。

    3）固定玻纤格栅所用的材料为：φ50×50×0.3mm的固定铁皮，和2英寸的钢钉。

    4）玻纤格栅的搭接长度不小于15cm，在搭接区内需固定两排钢钉。

    5）玻纤格栅固定后禁止车辆行驶时在其上转向和刹车，防止损坏和带起玻纤格栅。

5、结束语

    玻璃纤维土工格栅在沥青路面结构中的应用成果目前还不是很多，关于它在路面结构中所起作用的重要程度还有还有很多争论，玻璃纤维土工格栅的技术指标和测试方法也不尽统一，这给它的规模性应用带来了阻碍。另外玻璃纤维土工格栅的经济性、宽度有效性都有待进一步研究。

参考文献

《公路土工合成材料应用原理》，人民交通出版社， 2001年。

《公路工程病害分析与防治》，黄河水利出版社。2008年。

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