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玻纖土工格柵在工程中的廣泛應用

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玻纖土工格柵在工程中的廣泛應用

發布日期:2018-11-05 作者:江蘇旧版草莓视频入口機械有限公司 點擊:

土工格柵在平整的下承層上按設計要求的寬度鋪設,其上下層填料無刺壞土工格柵的雜物,鋪設土工格柵時,將強度高的方向垂直於路堤軸線方向布置,土工格柵橫向鋪設,鋪設時繃緊,拉挺,避免折皺、扭曲或坑窪,土工格柵沿縱向拚接采用搭接法,搭接寬度不小於20cm。

鋪好土工格柵後,人工鋪設上層填料,及時完成碾壓,避免長期暴曬,然後采用機械運料、整平、碾壓,機械攤鋪、碾壓從兩邊向中間推進,碾壓自兩邊向中間進行,其壓實度保持達到規範要求。杜絕一切施工車輛和施工機械行駛或停放在已鋪好的土工格柵上,施工中隨時檢查土工格柵的質量,發現有折損、刺破、撕裂等損壞時,視程度修補或更換。

一、玻纖土工格柵的特性

1、抗拉強度、低延伸率:玻纖土工格柵是以玻纖為原料,而玻璃纖維的強度極高,超過了其它纖維與金屬。同時它的拉伸模量很高,具有很高的抗變形能力,斷裂延伸率小於4%

2、無長期蠕變:作為增強材料,具備在長期荷載的作用下低抗變形的能力即抗蠕變性是極為重要的,玻璃纖維不會發生蠕變,這就使其能夠長期保持良好性能。

3、熱穩定性:玻璃纖維在1000℃才開始熔化,確保了玻纖土工格柵在瀝青混合料攤鋪作業中承受高溫的穩定性。

4、與瀝青混合料的相容性:玻纖土工格柵在後處理工藝中塗覆的材料是針對瀝青混合料設計的,每根纖維都被充分塗覆,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混合料層麵中不會與瀝青混合料產生隔離,而是牢固地結合在一起。

5、物理化學穩定性:經過特殊處理劑進行塗覆處理後,玻纖土工格柵能夠抵抗各類物理磨損和化學侵蝕,還能抵禦生物侵蝕和氣候變化,保證其性能不受損失。

6、集料嵌鎖和限製:由於玻纖土工格柵是網狀結構,瀝青混凝土中的集料可以貫穿其中,這樣就形成了機械嵌鎖。這種限製阻礙了集料的運動,使瀝青混合料在受荷載的情況下能夠保持更好的密實狀態,更高的承重能力,更好的荷載傳遞性能以及較小的變形。

二、玻纖土工格柵的應用及作用機理

玻纖土工格柵具有以上所述特點,當它應用於瀝青路麵施工時,可以在以下幾個方麵發揮重要作用。

1、抗疲勞開裂

瀝青混凝土路麵具有一定的承載能力,且在規定的使用期限內不會發生疲勞破壞。根據柔性路麵設計規範的規定,要求控製路表最大彎沉、層底麵最大彎沉和層底麵最大彎拉應力小於相應的容許量,以保證路麵不致產生過度的變形和開裂。旧版草莓视频下载地址污對瀝青路麵受載荷的情況做受力分析,在直接與車輛荷載接觸下,麵層受到壓力,在輪載邊緣以外的區域,麵層受到拉力作用,由於兩處受力區域所受力性質不同,而又彼此緊靠,因此在兩塊受力區域的交界處,即力的突變容易發生破壞,在長期荷載的作用下,發生疲勞開裂。

玻纖土工格柵在瀝青麵層的下麵層中,能夠將上述的壓應力與拉應力分散,在兩塊受力區域之間形成一個緩衝區,在緩衝區裏應力是逐步變化而不是突變,減少了應力突變對瀝青麵層的破壞,同時玻纖土工格柵的低延身率減小了路麵的彎沉量,保證了路麵不會發生過度變形而開裂。

2、抗高溫車轍

瀝青混凝土在高溫時具有流變性,具體表現在:夏季瀝青路麵麵層受高溫作用而發軟發粘。在車輛荷載作用下,受力區域凹陷,車輛載荷撤除後,瀝青麵層無法完全恢複受載荷之前的狀態,即產生了塑性變形。在車輛反複碾壓的作用下,塑性變形不斷積累,就形成了車轍。旧版草莓视频下载地址污對瀝青麵層結構進行分析後,可以知道由於高溫作用下瀝青混凝土具有流變性,而在受到載荷時,僅靠瀝青混凝土路麵的路麵結構無法約束瀝青混凝土集料的塑性變形,造成瀝青混合料的推移,這就是形成車轍的主要原因。

在瀝青麵層中的上麵層與中麵層之間使用玻纖土工格柵,其可以在瀝青麵層中起到骨架作用。瀝青混凝土中集料貫穿於格柵之間,形成複合力學嵌鎖體係,限製集料運動,增加了瀝青混合料的橫向約束力,瀝青麵層中各部分彼此牽製,防止了瀝青麵層的塑性變形,從而起到抵抗高溫車轍的作用。

3、低溫縮裂

處於我國北方地區的瀝青道路,冬季麵層溫度接近於大氣溫度,在這樣的氣候條件下,瀝青混凝土遇冷收縮,產生拉應力。當拉應力超過瀝青混凝土抗拉伸強度時,就產生裂紋,在裂紋集中的地方產生裂縫,形成病害。從裂紋的成因看,如何使瀝青混凝土強度抵抗住拉應力是解決問題的關鍵。

玻纖土工格柵在瀝青麵層中的中間層使用,提高了麵層的橫向拉伸強度,使得瀝青混凝土的拉伸強度大大提高,可以抵抗住較大的拉應力而不致使瀝青混凝土發生破壞。另外,即使因為局部區域產生裂紋,在裂紋發生處的應力集中,經玻纖土工格柵的相互傳遞而消失,裂紋不會發展而形成裂縫。

4、延緩反射裂縫

許多舊瀝青路麵鋪覆了瀝青混凝土加鋪層後,被認為結構牢固的瀝青混凝土加鋪層過早地出現了與舊瀝青路麵麵層相似的裂縫。這種舊路麵斷裂處的原有裂縫向上擴展到或穿透到新路麵的現象稱之為反射裂縫.。現今我國許多地方修建的高速公路一般都采用半剛性基層(水泥穩定級配碎石較多),瀝青混凝土路麵麵層因半剛性基層而產生反射裂縫的現象也已相當普遍。反射裂縫破壞瀝青路麵表麵的連續性,降低路麵結構強度,使得水進入底層,造成道路水損病害。而裂縫產生的原因是路麵麵層無法承受因底層位移而產生的剪切應力和拉伸應力。這種位移是由於車輛荷載或溫度荷載(膨脹和收縮)的作用而引起的。

在瀝青混凝土加鋪層的下麵或半剛性基層上麵加鋪玻纖土工格柵,能夠抑製應力,釋放應變,作為瀝青混凝土麵層中的拉伸增強材料,可以達到減少反射裂縫產生的目的。垂直向上的部位,使夾層的每一邊形成較小的裂縫。因此,必須強調一點的是玻纖土工格柵作為延緩反射裂縫產生的夾層,它的幾何尺寸至關重要,橫截麵積足夠大,應力分散也就愈充分。它的寬度必須超過改變了方向的應力能的寬度極限,而其孔徑也必須有助於使加筋後的瀝青混合料達到最佳的剪切膠粘性,促進相互之間的嵌鎖與限製。

三、適用範圍

瀝青混凝土路麵作為一種無接縫的連續式路麵,具有造價低,行車平穩、舒適,噪音低,便於施工和維修等特點,但是其一些固有特性會造成路麵開裂、車轍、推移和擁包等主要病害,影響了行車的舒適性、安全性和道路使用的耐久性,一旦水從裂縫中滲入,就會造成水損病害,加速路麵麵層、基層乃至路基的損害。近年來許多公路工程設計都采用了玻纖土工格柵,實踐證明,玻纖土工格柵不但在防止瀝青路麵開裂,減少或延緩反射裂紋的數量或出現時間,減少瀝青路麵的車轍和擁包,還可適當提高半剛性基層的疲勞壽命。

1、舊瀝青混凝土路麵嚴重開裂,加筋增強加鋪瀝青麵層,防止反射裂縫病害。

2、舊水泥混凝土路麵改建複合式路麵,抑製板塊伸縮縫等引起反射裂縫。

3、道路拓改工程,防止新舊結合部產生不均勻沉降而而成裂縫。

4、軟土地基加筋處理,利於軟土固結,有效抑製沉降,均勻應力分布,增強路基整體強度。

5、新建道路半剛性基層產生收縮裂縫,采用加筋增強措施防止基層裂縫反射而引起瀝青路麵裂縫。

6、在瀝青混合料中摻加鋼纖維或玻璃纖維,可以提高瀝青路麵的強度,同時大大增強瀝青路麵的高溫穩定性和低溫穩定性,防止疲勞開裂。

四、玻纖格柵施工方法

1、璃纖維土工格柵的層位

(1)路麵麵層

對新建瀝青混凝土路麵,玻纖格柵可置於半剛性基層與下封層之間,也可置於下封層與瀝青麵層之間。對舊瀝青路麵補強,可采用噴油法、錨固法、自粘法在原路麵上鋪設玻纖格柵。也可在原路麵上做20mm-30mm細粒式瀝青混凝土找平層,再鋪設玻纖格柵,然後加鋪瀝青混凝土麵層,厚度宜為60mm-100mm。對舊水泥混凝土路麵補強,可采用自粘法和噴油法在原路麵上鋪設玻纖格柵,也可在原路麵上做20mm-30mm細粒式瀝青混凝土找平層,再鋪設玻纖格柵,然後加鋪瀝青混凝土麵層,厚度宜為60mm-100mm。新建路麵麵層均可采用錨固法、自粘法進行施工。

(2)基層

基層采用玻纖格柵,鋪設位置宜放在基層的底部,采用錨固法施工。

(3)路基

玻纖格柵必須鋪放在路基較低的1/3處。玻纖格柵亦可鋪放在路基的底部,但下麵至少要鋪設50mm-100mm厚的砂墊層或鋪設土工布。用錨固法施工。

2、加筋路麵的要求

(1)縱向平整度,橫向路拱的坡度與平順性均符合規範要求,若達不到規範要求,則應在加鋪之前作出處理。

(2)加鋪前須對路麵承載力進行評定,若承載力達不到規範要求,或水泥混凝土路麵有板底脫空現象,均應作補強處理。水泥混凝土路麵的伸縮縫與裂縫應提前清理和填充。

(3)原有路麵或基層表麵有局部鬆散、坑洞或擴散型裂縫,均應提前作補強或填充處理,以保持其表麵狀況完好。

(4)原有路麵表麵須清掃幹淨,清除塵土、鬆散顆粒及雜物。

3、玻璃纖維土工格柵瀝青路麵施工方法

(1)錨固法

不帶自粘膠的玻璃纖維土工格柵能增強瀝青混凝土路麵層間連接和防止路麵反射裂縫,可采用錨固法施工。但宜先鋪設玻纖土工格柵,再灑布熱瀝青作粘層油,施工方法如下:

粘層油選用AH-70或AH-90重油熱瀝青,粘層油的規格及質量應符合規範要求,采用專用灑布車噴灑,粘層油每平方米用量約0.4kg-0.6kg。

鋪設玻璃纖維土工格柵時,必須要鋪設平順、拉緊,橫向搭接長度為80mm-100mm,縱向搭接長度為150mm-200mm。並根據攤鋪方向,將後一端壓在前一端端部之下。

用50×50×1mm的固定鐵皮,要求平整不翹角,周邊宜做倒角處理,2英寸鋼釘(優質水泥釘、射釘或膨脹螺釘)。

釘子固定玻纖土工格柵時,先將一端用固定鐵皮和釘子固定在已灑布粘層瀝青的下層結構上,釘子可用錘擊或高壓射釘槍射入,再將格柵縱向拉緊並分段固定,每段長度為2-5m。對於水泥混凝土路麵,可按伸縮縫間距分段,鋼釘位置設入接縫處。要求格柵拉緊時玻纖縱橫向均處於挺直、張緊狀態。

固定時不能將釘子釘於玻纖上,也不能用錘子直接敲擊玻纖,固定後如發現釘子斷裂或鐵皮鬆動,則必須予以重新固定。

使用膠輪壓路機碾壓(膠輪壓路機需有灑水裝置)。

為防止施工車輛將玻纖格柵和粘層油粘起來,或攤鋪機機輪出現打滑的現象,可在粘層油表麵灑布石屑,石屑用量為3m3-5m3/1000m2。

大氣溫度低於10℃或路麵潮濕時不得施工。

瀝青混合料加鋪層施工方法與普通瀝青路麵麵層施工方法一致,但應注意施工車輛不得在已鋪設玻纖格柵的路麵上急轉彎和急刹車。

(2)自粘式玻璃纖維土工格柵直鋪法

對舊瀝青混凝土路麵或舊水泥混凝土路麵加鋪瀝青混凝土麵層時,要首先對舊路麵進行清掃,可用真空車或灑水車,保證表麵清潔幹淨。然  後進行舊路麵整平,也可先做20mm-30mm厚的瀝青混合料調平層。

噴灑AH-70或AH-90重油熱瀝青,用量宜為0.3kg-0.4kg/m2。

采用專用攤鋪車,鋪設自粘式玻纖格柵,鋪設時應平順、拉緊。

橫向搭接長度宜為50mm-100mm,縱向搭接長度宜為150mm-200mm,搭接重疊方向與瀝青混凝土攤鋪機運行的方向一致。

使用膠輪壓路機碾壓(膠輪壓路機需有灑水裝置)。

鋪築瀝青混合料加鋪層。

4、土工格柵增強基層及下層路基施工方法

玻璃纖維土工格柵增強基層及下層路基均采用錨固法施工。具體施工方法同路麵麵層錨固法基本相同,但不需噴灑粘層油。鋪設麵要求壓實、平整。符合相關規範要求。

沿路基橫向鋪設玻纖格柵,要求平順,拉緊,橫向兩端布設玻纖土工格柵的長度要多出2-3m。

橫向兩端要放砂袋壓實。

縱向搭接寬度宜為80mm-100mm,以每段長度為500mm用鐵皮和水泥釘錨固,或用鐵絲綁紮固定。

兩端玻纖格柵翻過壓實砂袋後,再用砂袋壓實玻纖格柵。

在48h之內用砂平整,壓實,以免玻纖格柵被日光照射或雨水淋泡時間過長。

 隨著我國經濟的發展和道路交通量的日益增加,瀝青路麵早期開裂現象作為瀝青路麵主要病害之一越來越得到重視。許多高速公路使用不到三、四年,已開始大麵積修補路麵裂縫。目前我國合資興辦的土工合成材料生產廠家的生產工藝也日益成熟,科研和施工單位對土工合成材料的材料特性、力學機理、施工方法等方麵都研究出一些初步規律和一套比較成熟的施工工藝。鋼纖維、玻璃纖維、玻璃纖維土工格柵作為瀝青混合料的加筋材料,日益得到推廣和應用。

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