玻纖格柵在國道大修中的應(yīng)用及工藝
2012-11-29 來源：作者：張靜 來源：中國論文網(wǎng)
310國道為東西走向，是我市的一條主要交通通道。310國道路面寬度12米，設(shè)計(jì)車速80km/h,隨著近年來車流量明顯增大，路面損毀較嚴(yán)重，嚴(yán)整制約了地方的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，為此，公路管理部門決定對(duì)其進(jìn)行全線大修。
310國道大修工程于2009年8月10日開始實(shí)施，采取全封閉施工交通管制措施。施工方案為鋪設(shè)玻纖格柵，在此基礎(chǔ)上鋪設(shè)4cm瀝青混凝土面層。
一、玻纖格柵特點(diǎn)
玻纖格柵是以無堿玻璃纖維網(wǎng)布為基材經(jīng)表面涂覆處理而成的半剛性制品，是一種增強(qiáng)道路路面性能的新型優(yōu)良土工基材。玻璃纖維的主要成分屬硅酸鹽，是一種理化性能極其穩(wěn)定的材料。它具有很高的耐熱性和優(yōu)異的耐寒性（一般工作溫度為-100--280℃），強(qiáng)度大、模量高、化學(xué)穩(wěn)定性好、耐腐蝕、膨脹系數(shù)低、尺寸穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。經(jīng)表面改性并涂覆處理后，改變了玻璃纖維的表面性能，提高了其同瀝青的復(fù)合性能，極大提高了該基材的耐磨性能及抗剪切能力。
1、高抗拉強(qiáng)度、低延伸率——玻纖格柵是以玻璃纖維為原料，而玻璃纖維的強(qiáng)度較高，超過了其它纖維和金屬。同時(shí)它的模量很高，具有很高的抗變形能力，斷裂延伸率小于3%。
2、無長期蠕變——玻纖土工格柵作為增強(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(huì)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?zhàn)鳂I(yè)中承受熱的穩(wěn)定性。
4、與瀝青混合的相容性——玻纖格柵在后處理工藝中涂覆的材料是針對(duì)瀝青混合料設(shè)計(jì)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(huì)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、化學(xué)侵蝕、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(dòng)，使瀝青混合料在受荷載的情況下能夠達(dá)到更好的壓實(shí)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。
二、玻纖格柵在瀝青砼路面中有以下作用
1、減緩反射裂縫，防止和控制反射裂縫是瀝青罩面層設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。
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。
2、抗疲勞開裂，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(shí)，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。
玻纖土工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(duì)瀝青罩面層的破壞。同時(shí)玻纖土工格柵的低延伸率減小了路面的彎沉量，保證了路面不會(huì)發(fā)生過度變形。
3、耐高溫車轍，在瀝青罩面層中使用玻纖土工格柵，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(dòng)，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。
4、抗低溫收縮開裂，玻纖土工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?yàn)榫植繀^(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)玻纖土工格柵的傳遞而逐漸消失，裂紋不再會(huì)發(fā)展成裂縫。
三、玻纖格柵的施工工藝及質(zhì)量控制
1、材料要求
鋪設(shè)在瀝青混凝土層內(nèi)的玻纖格柵必須使用涂設(shè)背膠具有自粘性質(zhì)的玻纖格柵。玻纖格柵由玻璃纖維束編織并經(jīng)過瀝青結(jié)合料浸漬而成，纖維的抗拉強(qiáng)度不小于100 kN/m，拉斷時(shí)的延伸率不大于3%，纖維的熔點(diǎn)不低于1 000℃，能耐180℃以上的高溫。
玻纖格柵的網(wǎng)孔尺寸宜為12.5 mm× 12.5 mm至25 mm×25 mm，代寫碩士論文通常不小于其上鋪筑的瀝青面層材料的最大粒徑，網(wǎng)孔形狀為正方形。格柵應(yīng)在潔凈無塵、干燥的條件下遮蓋保存。
玻纖格柵的單位面積質(zhì)量應(yīng)小于300 g/m ，玻纖格柵的厚度過厚易導(dǎo)致上下層結(jié)合不好而出現(xiàn)剝離現(xiàn)象。格柵應(yīng)與瀝青混合料有良好的粘結(jié)力，能承受施工車輛及攤鋪機(jī)等運(yùn)行而不變形。
2、粘層施工
粘層的瀝青材料宜采用快裂的灑布型瀝青，宜用與面層所用的種類、標(biāo)號(hào)相同的瀝青經(jīng)乳化制成，粘層瀝青的質(zhì)量應(yīng)符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》的要求。
粘層瀝青的灑布量應(yīng)通過試灑確定，并符合規(guī)范要求。由于粘層瀝青的灑布量較少，一般為0.4 k m2～0.6 kg/m2，應(yīng)采用霧化設(shè)備，進(jìn)行人工噴灑，確保噴灑均勻。粘層瀝青灑布后，應(yīng)經(jīng)過24 h，待乳化瀝青破乳、水份蒸發(fā)完成后，鋪設(shè)玻纖格柵。
3、玻纖格柵的鋪設(shè)
玻纖格柵可以用人工或機(jī)械鋪設(shè)，但玻纖格柵必須張緊，不得有翹起、褶皺、斷絲。玻纖格柵的長度方向應(yīng)沿路線的縱向方向鋪設(shè)，在轉(zhuǎn)彎處可以剪斷拉平，確保鋪設(shè)平整?？v向鋪設(shè)順序應(yīng)與瀝青混合料攤鋪方向相反，并根據(jù)瀝青混合料攤鋪方向，將后一端壓在前一端部之下，縱向應(yīng)搭接8 cm～10 cm。橫向鋪設(shè)順序應(yīng)從橫坡的高處往低處鋪設(shè)，與瀝青混合料碾壓方向相反，并根據(jù)瀝青混合料碾壓方向，將后一邊壓在前一邊之下，橫向應(yīng)搭接5 ciri～8 cm。玻纖格柵每鋪設(shè)完一幅后用膠輪壓路機(jī)單向碾壓1遍～2遍，即壓路機(jī)前進(jìn)時(shí)在玻纖格柵上碾壓，后退時(shí)從旁邊未鋪玻纖格柵的路面退回，以壓緊玻纖格柵。如果發(fā)現(xiàn)有不平整或褶皺現(xiàn)象，必須重新鋪設(shè)。
4、施工注意事項(xiàng)
鋪設(shè)玻纖格柵前下承層必須清掃干凈，無油污、雜物，粘層油應(yīng)在24 h前完成，以加強(qiáng)玻纖格柵與瀝青混合料層的粘結(jié)。
路面溫度低于5℃或路面潮濕時(shí)，不得鋪設(shè)玻纖格柵，以保證玻纖格柵與瀝青混合料層的粘結(jié)。
鋪設(shè)玻纖格柵后應(yīng)封閉交通，可通行施工車輛， 但不得在玻纖格柵上小轉(zhuǎn)彎或剎車，應(yīng)限制車速，車輛的車速不應(yīng)超過10 km/h。鋪設(shè)的玻纖格柵應(yīng)保持潔凈，不得損壞，如有損壞必須更換或修補(bǔ)。
鋪設(shè)玻纖格柵后，瀝青面層應(yīng)盡量緊跟著施工。不宜一次鋪設(shè)太長的玻纖格柵，一次鋪設(shè)的路線長度以滿足一天瀝青面層需要的工作面數(shù)量為宜，以免因下雨、降溫等天氣變化引起路面潮濕、降溫，從而導(dǎo)致玻纖格柵與路面失去粘結(jié)力而翹起。
5、質(zhì)量檢驗(yàn)，玻璃纖維土工格柵破壞和粘貼不好的地方，要除去重鋪，玻璃纖維土工格柵褶皺的地方，要人工展平或刷涂瀝青，把折起的地方重貼，使得碾壓后上、下二層玻璃纖維土工格柵粘結(jié)在一起。
5.1基本要求
?。?）玻纖格柵質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，外觀無破損、無污染現(xiàn)象。
?。?）在平整的下承層上按設(shè)計(jì)要求鋪設(shè)，玻纖格柵應(yīng)按設(shè)計(jì)要求張拉，緊粘下承層。
?。?）接縫搭接方向、長度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。
四、結(jié)束語
綜上所述，瀝青混凝土路面中加鋪玻纖格柵是一種物理改性瀝青混合料，相當(dāng)于對(duì)瀝青混合料進(jìn)行加筋，可以顯著提高路面結(jié)構(gòu)的抗拉、抗剪和抗彎拉強(qiáng)度，約束瀝青混合料的變形，提高瀝青路面高溫抗車轍能力、低溫抗縮裂能力和抗疲勞壽命，防止瀝青路面反射裂縫，延長了瀝青路面的使用壽命。
在道路中使用玻纖格柵，綜合造價(jià)低、養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用低，社會(huì)效益明顯，施工工藝容易掌握，玻纖格柵的施工工藝容易掌握，具有輕作業(yè)性，施工質(zhì)量完全可控。從成本的角度看，鋪設(shè)玻纖格柵投入很少，可以明顯延長瀝青路面使用壽命，在某高速公路的表面層下鋪設(shè)玻纖格柵，經(jīng)實(shí)踐證明具有顯著效果，值得推廣應(yīng)用。
