对于加入玻璃纤维土工格栅的沥青混凝土,玻璃纤维土工格栅的网孔结构使玻璃纤维土工格栅对网孔内的沥青混合料起了一个筋箍作用。因此,当沥青混凝土结构层底部的基础在荷载作用下,出现裂缝并延伸到玻璃纤维土工格栅处时,玻璃纤维土工格栅的存在改变了裂缝尖端的受力状况,使裂缝处的张开变形受到限制,从而起到加固路基抑制裂缝向上发展。此时玻璃纤维土工格栅的横向筋受到沥青混合料向外的推挤力,而纵向筋则受拉。当且仅当沥青混合料向外的推挤力继续增加,足以使玻璃纤维土工格栅的形状变形过大,即玻璃纤维土工格栅的网孔结构的稳定性遭到破坏,并且玻璃纤维土工格栅纵向所受拉力超过玻璃纤维土工格栅纵向筋的强度极限时,才会导致玻璃纤维土工格栅无法继续抑制张开变形,从而才开始沥青混凝土结构层的受荷破坏。
玻璃纤维土工格栅网孔结构的稳定性由于与沥青混合料相互填充而得到增强;玻璃纤维土工格栅本身较高的抗拉强度则是抑制张开变形的主要因素。加入了玻璃纤维土工格栅的沥青混凝土可以有效地改善路面结构的应力分布,抵抗和延缓由于路面的基层裂缝所造成的路面病害的发生,使沥青混凝土结构层在较长时期不发生因张开变形引起的受荷破坏,与未加入玻璃纤维土工格栅的沥青混凝土结构层相比,使用玻璃纤维土工格栅可以大大提高路面的使用寿命。
(二)抗疲劳开裂的作用机理
在旧水泥混凝土路面上的沥青加铺层,其主要作用是提高路面的使用功能,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。
玻璃纤维土工格栅在旧沥青混凝土路面上的沥青加铺层之间形成缓冲带,能够将两层面间压应力与拉应力分散,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。同时玻璃纤维土工格栅的低延伸率减小了路面的弯沉量,保证了路面不会发生过渡变形。
六、玻璃纤维土工格栅的施工工艺、施工方法
玻璃纤维土工格栅的施工工艺简单、易于操作。但同时,技术规范要求较严,具体有如下要求:
(一)确保玻璃纤维土工格栅在平整的结构基层上施工
玻璃纤维土工格栅的铺设,要求结构基层平整度不小于15mm,对于新建道路,结构基层平整度达不到要求的,应用沥青砂找平处理。对于改建道路在玻璃纤维土工格栅铺设前,应对旧路面进行病害处理,并用机械铣刨拉毛,旧路面接缝应进行重新封缝。在玻璃纤维土工格栅铺设前24小时起,进行路面清理,并进行交通管制。
(二)洒布沥青
铺设玻璃纤维土工格栅前,为了使玻璃纤维土工格栅与原路面保持良好粘接,并能满足沥青混凝土机械化摊铺的要求,必须在原路面上浇洒粘层沥青。
(三)玻璃纤维土工格栅的铺设www.tmgc8.com
铺设玻璃纤维土工格栅,要求平整无折、皱,并及时铺设(在喷洒沥青高温状态下,沥青冷却失去粘结性之前进行),可采用人工及机械铺设。
玻璃纤维土工格栅分带自粘胶玻璃纤维土工格栅和不带自粘胶玻璃纤维土工格栅两种情况。带自粘胶的玻璃纤维土工格栅可直接在已平整的旧路面上铺设,铺设应平顺,拉紧;铺设不带自粘胶的玻璃纤维土工格栅时,需用钢钉固定,即锚固法施工。先将玻璃纤维土工格栅一端用固定铁皮和钉子固定在沥青混凝土的洒了结合油的下层结构基层上,再将纵向拉紧并分段固定,每隔10m至15m钉一个钢钉。固定所用的钢钉不应置于玻璃纤维土工格栅骨架上,否则应重新固定,同时严禁用锤子直接敲击玻璃纤维土工格栅。对于水泥混凝土路面,可按伸缩缝间距分段,钢钉位置设于接缝处。要求玻璃纤维土工格栅拉紧时玻璃纤维纵横向均处于挺直张紧状态。
(四)玻璃纤维土工格栅的碾压
玻璃纤维土工格栅铺设固定完毕后,须用胶辊压路机适度碾压稳定,使玻璃纤维土工格栅与原路面粘结牢固,以确保和基层结合,使其表面平整。碾压时压路机从路边起压向路中,三轮式压路机每次重叠宜为后轮宽1/2,双轮式压路机每次重叠为30cm。碾压速度初压l.5~2km/h;复压2.5~3.5km/h;终压2.5~3.5km/h。在玻璃纤维土工格栅上应严禁机动车辆刹车或转向,以防破坏基材。
(五)特殊情况的处理
锚固法施工时,适宜先铺设玻璃纤维土工格栅,再浇洒粘层沥青,然后在玻璃纤维土工格栅上适量均匀地撒一些细粒石屑,再用轻型胶辊压路机在其上作适度碾压。
(六)玻璃纤维土工格栅的检验
玻璃纤维土工格栅破坏和粘贴不好的地方,要除去重铺,玻璃纤维土工格栅褶皱的地方,要人工展平或刷涂沥青,把折起的地方重贴,使得碾压后上、下二层玻璃纤维土工格栅粘结在一起。
(七)玻璃纤维土工格栅上的沥青混凝土摊铺
沥青混合料的摊铺必须在确认玻璃纤维土工格栅铺设良好并能满足沥青混合料摊铺进度后方可进行。在玻璃纤维土工格栅上铺设沥青混合料时,沥青层最小厚度为4㎝。沥青混合料的拌制、运输、摊铺和压实均应符合现行《公路沥青路面施工技术规范》和《公路发生沥青路面施工技术规范》的规定和要求。沥青混合料摊铺时,应防止摊铺机的找平小车等金属构件损坏已铺设的玻璃纤维土工格栅。
七、结论
在城市道路中使用玻璃纤维土工格栅,综合造价低、养护维修费用低,社会效益明显,施工工艺容易掌握,具有很广泛的应用价值。如果我们能够在新建和养护工程中大面积使用,就可节省大量的资金,做到国家基础建设的资金合理使用,发挥其最大的效益。
在城市道路建设养护施工中融进一些技术含量高的先进的工艺、设备、材料是我们今后探究的一个重要课题。
参考文献
1 中华人民共和国行业标准《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ032-94)人民交通出版社,1994
2 陈巧珍《建筑材料试验计算手册》广东科技出版社,1992
3 刘艳春张伦《玻璃纤维土工格栅的特性及其防治复合路面反射裂缝的机理》中国市政设施管理期刊2001
(作者单位:安阳市市政建设维护管理处)
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