玻璃纤维土工格栅及其在沥青道路上的应用.docx

玻璃纤维土工格栅及其在沥青道路上的应用南京玻璃纤维研究设计院张寅张晓云王冬梅摘要玻纤土工格栅是一种新型的土工合成材料,它具有一些特殊的性能,目前已经在沥青道路上得到了广泛的应用。本文主要从上述两方面对其作一介绍,并对其在应用中发挥作用的机理作一阐述,供参考。关键词玻纤土工格栅特性应用的,玻璃纤维不会发生蠕变,这保证产品能够长期保持性能。(3)热稳定性玻璃纤维在1000℃才开始熔化,这确保了玻纤土工格栅在摊铺作业中承受过量热的稳定性。(4)与沥青混合料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以沥青混合料产生隔离,而是牢固地结合在一起。(5)物理化学稳定性经过特殊后处理剂进行涂覆处理后,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,保证其性能不受损失。(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,使沥青混合料在受载荷的情况下能够达到更1前言玻纤土工格栅是以玻璃纤维为原料,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,使其经过特殊的后处理工艺而形成的最终产品。目前在土工方面,尤其是在沥青道路建设上得到了较为广泛的应用,并取得了令人满意的效果。但目前对其作用机理并没有较为完整的理论。为进一步推广这种性能优良的土工材料,有必要对作用机理作出明确的说明,从而可以更好地指导玻纤土工格栅的生产与应用。2玻纤土工格栅的特性玻纤土工格栅具有一些特殊的性能:(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,而玻璃纤维的比强度极高,超过了其它纤维与金属。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4%。(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—16—《玻璃纤维》1999年第5期好的压实状态,更高的承重能力,更好的载荷传递性能及较小的变形。是突变,减少了应力突变对沥青面层的破坏。同时玻纤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度变形。312耐高温车辙沥青混凝土在高温时具有流变性,具体表现在:夏季沥青道路面层发软、发粘;在车辆荷载作用下,受力区域产生凹陷,车辆载荷撤除后,沥青面层无法完全恢复至受载荷之前的状况,即产生了塑性变形;在车辆反复碾压的作用下,塑性变形不断积累,形成车辙。我们对沥青面层结构进行分析后,可以知道由于高温下沥青混凝土具有流变性,而在受到载荷时,面层中没有任何可以约束沥青混凝土中集料运动的机制,造成沥青面层的推移,这就是形成车辙的主要原因。在沥青面层中使用玻纤土工格栅,其在沥青面层中起到骨架作用。沥青混凝土中集料贯穿于格栅间,形成复合力学嵌锁体系,限制集料运动,增加了沥青面层中的横向约束力,沥青面层中各部分彼此牵制,防止了沥青面层的推移,从而起到抵抗车辙的作用。3玻纤土工格栅的应用及作用机理玻纤土工格栅具有前面所述特点,当它应用于沥青道路上时,可以在以下几方面发挥重要作用:311抗疲劳开裂沥青路面必须具有一定的承载能力,在规定的时间内不会发生疲劳破坏。根据柔性路面设计规范的规定,要求控制路表最大弯沉和层底面最大弯拉应力小于相应的容许量,以保证路面不致产生过度的变形和开裂。我们对沥青路面受载荷的情况做受力分析:在直接与车轮接触的下面层受到压力,在轮载边缘以外的区域,面层受到拉力作用,由于两处受力区域所受力性质不同,而又彼此紧靠,因此在两块受力区域的交界处即力的突变处容易发生破坏。在长期荷载的作用下,发生疲劳开裂。玻纤土工格栅在沥青面层中,能够将上述的压应力与拉应力分散,在两块受力区域之间形成缓冲带,在这里应力逐步变化而不图1玻纤土工格栅结构对集料的嵌锁、限制作用土遇冷收缩,产生拉应力。当拉应力超过沥313抗低温缩裂严寒地区的沥青道路,冬季面层温度接近于气温,在这样的温度条件下,沥青混凝青混凝土拉伸强度时,产生裂纹,在裂纹集中的地方产生裂缝,形成病害。从裂纹的成—17—《玻璃纤维》1999年第5期因看,如何使沥青混凝土强度抵抗住拉应力是解决问题的关键。玻纤土工格栅在沥青面层中的应用,提高了面层横向拉伸强度,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致发生破坏。另外,即使因为局部区域产生裂纹,在裂纹发生处的应力集中,经玻纤土工格栅的传递而消失,裂纹不会发展成裂缝。314延缓反射裂缝许多铺覆了罩面后,被认为结构牢固的道路铺凿层过早地出现与底层相似的裂缝,这种旧路面断裂处的原有裂缝扩展到或穿透到新路面的现象称之为反射裂缝。反射裂缝破坏道路表面的连续性,降低路面结构强度,使得水进入底层,因此,削弱旧路面的问题