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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。
由于城市交通的日益发达;因此城市道路所需要承载的压力越来越大;在公路与城市道路建设中;经常需要对旧路进行改造;以满足不断增长的交通需求。为了充分利用原有路面;节省城市道路的建设成本;改善其路面使用性能;通常做法是通过采用沥青混凝土的方法对旧路面进行罩面补强。但是随着沥青罩面层使用时间的增长;路面会逐步出现各种病害;例如,疲劳开裂、车辙、低温收缩开裂、由下卧层接缝或裂缝引发的反射裂缝等。 近年来;为改善沥青路面的使用性能;各种各样的新型路面加筋材料被应用到路面中来;其中较为引人注目的;当属玻璃纤维土工格栅,以下简称玻纤格栅(。采用玻纤格栅对沥青路面进行加筋增强处理;已经成为道路建设技术人员致力研究的一个方向。
玻纤土工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土工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,结论是玻纤土工格栅铺设方便,控制反射裂缝效果 为显著,且造价适中,因而建议推广应用。
由于玻纤土工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(与不加铺玻纤土工格栅相比),降低造价,从而取得较好的经济效益。
2、抗疲劳开裂
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。我们对旧沥青混凝土路面上的沥青加铺层受荷情况做受力分析:由于沥青罩面层下为与沥青罩面层同一性质的柔性面层,当受到荷载作用时,路表将发生弯沉。在直接与车轮接触的沥青罩面层受到压力,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罩面层中,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是突变,减少了应力突变对沥青罩面层的破坏。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渡变形。
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