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玻纤格栅具有上述特点;当它应用于沥青罩面时;可以在以下几方面发挥重要作用。
1、减缓反射裂缝。防止和控制反射裂缝是沥青罩面层设计的重点。由于水泥混凝土路面是刚性路面;同时具有接缝设计;因此旧水泥混凝土路面接缝和裂缝更容易导致沥青罩面层内反射裂缝的出现。本文将以旧水泥混凝土路面上的沥青加铺层设计为例;谈谈玻纤格栅减缓反射裂缝的作用机理。
反射裂缝是由于旧混凝土面层在接缝或裂缝附近的较大位移引起其上方沥青加铺层内出现应力集中所造成的;它包括因温度和湿度变化而产生的水平位移;以及因交通荷载作用而产生的竖向剪切位移。前者导致接缝或裂缝上方的沥青加铺层内出现较集中的拉应力:后者则使接缝上方的沥青加铺层经受较大的弯拉应力和剪切应力。美国沥青协会,AI(认为旧混凝土面层接缝或裂缝处的弯沉量和弯沉差是引起沥青加铺层反射裂缝的主要原因;因为轮载的施加速度远高于温度变化产生的面层板伸缩位移的速率。因此;控制反射裂缝应主要采用降低接缝或裂缝处的弯沉量和弯沉差以及增加加铺层弯拉强度和剪切强度的措施。
由于玻纤格栅的模量很大;达到67Gpa;作为刚度大的硬夹层应用在沥青罩面层中;其作用是抑制应力;释放应变;同时作为沥青混凝土加筋材料;提高加铺层结构的抗拉和抗剪能力;从而达到减少裂缝的目的。实践表明;一条改变了方向的水平裂缝的对应裂缝能量可从其起点移动0.6米;1.5米以上宽度的加筋材料有助于确保能量在裂缝两侧完全消散。玻纤格栅对于降低加铺层内因温度下降引起的应力和应变作用不如橡胶沥青应力吸收夹层、土工织物等软夹层;但对于降低荷载产生的应力和应变的作用则远大于软夹层。
玻纤格栅近年来发展迅速;并广泛应用于沥青路面;尤其是用在沥青罩面层用来减缓反射裂缝
加拿大AM大学的Texas交通学院用其特有的罩面试验仪对玻纤格栅加筋罩面做了大量的模拟温度循环效果的疲劳试验;试验表明;加筋的沥青试件其抗裂能力要比未加筋的试件高二倍以上。澳大利亚新南威尔士州伍伦贡市政局曾对玻纤格栅、聚丙烯格栅、土工织物及厚沥青混凝土罩面层等控制反射裂缝的产品进行了现场对比试验;结论是玻纤格栅铺设方便;控制反射裂缝效果 为显著;且造价适中;因而建议推广应用。
由于玻纤格栅对沥青罩面层的加筋作用;因而可以在有效控制反射裂缝的前提下;减小沥青罩面层的厚度,与不加铺玻纤格栅相比(;降低造价;从而取得较好的经济效益。
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土工格栅的定义:用聚丙烯、聚氯乙烯等高分子聚合物经热塑或模压而成的二维网格状或具有一定高度的三维立体网格屏栅,当作为土木工程使用时,称为土工格栅。
1、土工格栅
土工格栅是一种主要的土工合成材料,与其他土工合成材料相比,它具有独特的性能与功效。土工格栅常用作加筋土结构的筋材或复合材料的筋材等。土工格栅分为塑料土工格栅、钢塑土工格栅、玻璃纤维土工格栅和玻纤聚酯土工格栅四大类。
(1)塑料土工格栅
塑料土工格栅是经过拉伸形成的具有方形或矩形的聚合物网材,按其制造时拉伸方向的不同可为单向拉伸和双向拉伸两种。它是在经挤压制出的聚合物板材(原料多为聚丙烯或高密度聚乙烯)上冲孔,然后在加热条件下施行定向拉伸。单 向拉伸格栅只沿板材长度方向拉伸制成,而双向拉伸 格栅则是继续将单向拉伸的格栅再在与其长度垂直的方向拉伸制成。
由于塑料土工格栅在制造中聚合物的高分子会随加热延伸过程而重新排列定向,加强了分子链间的联结力,达到了提高其强度的目的。其延伸率只有原板材的10%~15%。如果在土工格栅中加入炭黑等抗老化材料,可使其具有较好的耐酸、耐碱、耐腐蚀和抗老化等耐久性能。
双向土工格栅
双向土工格栅是用高分子聚合物通过挤压、成板、冲孔过程后再纵向、横向拉伸而成。该材料在纵向和横向上都具有很大的拉伸强度,这种结构在土壤中同样也能提供一个更为有效的力的承担和扩散的理想的连锁系统,适应于大面积 性承载的地基补强。
(3)钢塑土工格栅
钢塑土工格栅以高强钢丝(或其他纤维),经特殊处理,与聚乙烯(PE),并添加其他助剂,通过挤出使之成为复合型高强抗拉条带,且表面有粗糙压纹,则为高强加筋土工带。由此单带,经纵、横按一定间距编制或夹合排列,采用特殊强化粘接的熔焊技术焊接其交接点而成型,则为加筋土工格栅。
(4)玻璃纤维土工格栅
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。玻璃纤维的主要成份是:氧化硅、是无机材料,其理化性能 具稳定,并具有强度大、模量高,很高的耐磨性和优异的对寒性,无长期蠕变;热稳定性好;网状结构使集料嵌锁和限制;提高沥青混合料的承重能力。因表面涂有特殊的改性沥青使其具有两重的复合性能, 大地提高了土工格栅的耐磨性及剪切能力。
有时配合自粘感压胶和表面沥青浸渍处理,使格栅和沥青路面紧密结合成一体。由于土石料在土工格栅网格内互锁力增高,它们之间的摩擦系数显著增大(可达08~10),土工格栅埋入土中的抗拔力,由于格栅与土体间的摩擦咬合力较强而显著增大,因此它是一种很好的加筋材料。同时土工格栅是一种质量轻,具有一定柔性的塑料平面网材,易于现场裁剪和连接,也可重叠搭接,施工简便,不需要特殊的施工机械和专业技术人员。
施工过程的控制措施
基层平整度的控制基层平整度的好坏将直接影响到日后的摊铺工作及碾压工作的展开,作为施工工作的重点,控制基层平整度无疑是重中之重。基层铺筑应依据相应的标准进行施工,确保混合料均匀摊铺,厚度一致,平整性高,存在路面坡度时,尽量使基层的路拱坡度与面层的路拱坡度相一致,如果未能达到一致,必须先对基层坡度做好调整后再铺筑面层。
同时为了提高基层的平整度,混合料粒径应当依据要求适当减小。基层混合料的含水量的控制也尤为重要,含水量过高,会对碾压工作造成影响,进而使路面凹凸不平;含水量过低,会增大料粒间摩擦,增大板体结构形成的难度。
沥青混合料温度的控制沥青混合料的温度,对于提高沥青路面平整度有着重要的作用。通常会有因混合料温度的差异而造成路面平整度下降的情况。为避免这种情况的发生,需要从材料的根源进行严格的控制。材料在存储时应当用布料覆盖,或者建立储存棚等方式,确保原材料干净不受污染,含水量和温度相同;在混合材料的运输过程中,同样也需用布料覆盖,避免因运输途中造成材料污染和温度变化;材料经拌和机拌和后应该及时对混合料的温度进行检测,舍弃温度过高或未达标的混合料,缩小混合料温度差异。减小因混合料温度差异的因素造成路面压实不均,进而影响路面平整度的情况。
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