玻纖格柵在路面反射裂縫處治中的應(yīng)用分析
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論文導(dǎo)讀：輕者使瀝青砼路面產(chǎn)生裂縫、坑槽、沉陷等。隨著玻纖格柵在瀝青路面中的廣泛應(yīng)用。其明顯見好的工程處治效果也得到了認(rèn)可。為路面提高強(qiáng)度和反射裂縫防治提供了更廣泛的選擇和施工依據(jù)。
關(guān)鍵詞：玻纖格柵,路面,反射裂縫,處治
1、引言
舊路改建工程項(xiàng)目中,新老路結(jié)合部的裂縫已成為常見的質(zhì)量通病。其產(chǎn)生的主要原因?yàn)?新老路路基的結(jié)構(gòu)層厚度、強(qiáng)度和工后沉降不一，導(dǎo)致新老路結(jié)合部出現(xiàn)開裂。輕者使瀝青砼路面產(chǎn)生裂縫、坑槽、沉陷等，形成路面早期破壞；在降水作用下，重者可使路基受水浸蝕而失穩(wěn)，造成路基的整體性破壞。近十年來，隨著玻纖格柵在瀝青路面中的廣泛應(yīng)用，其明顯見好的工程處治效果也得到了認(rèn)可，為路面提高強(qiáng)度和反射裂縫防治提供了更廣泛的選擇和施工依據(jù)。論文參考網(wǎng)。
2、玻纖格柵的研究概況
瀝青路面中采用加筋的方法來改善路面使用性能的設(shè)想由來已久。國內(nèi)自八十年代末才開始研究此技術(shù)。1992年北京市公路局設(shè)計(jì)研究院結(jié)合八達(dá)嶺公路水泥混凝土路面大修，采用金屬網(wǎng)防治反射裂縫，使用效果較好。哈爾濱建筑工程學(xué)院道路研究所于1993年7月提出了《塑料網(wǎng)格在柔性路面結(jié)構(gòu)工程的應(yīng)用》報(bào)告，對(duì)室內(nèi)外試驗(yàn)進(jìn)行了詳細(xì)闡述，并提出了施工工藝。同時(shí)長沙交通學(xué)院也對(duì)加筋塑料格柵進(jìn)行了室內(nèi)研究，提出了《土工格柵對(duì)改善瀝青混凝土開裂性能的試驗(yàn)研究》初步報(bào)告。通過近年來國內(nèi)外對(duì)玻纖加筋格柵瀝青混凝土試驗(yàn)研究的結(jié)果表明：玻纖加筋格柵具有高抗拉強(qiáng)度、與瀝青混合料的相容性好、物理化學(xué)性能穩(wěn)定、耐高溫、嵌鎖與限制作用強(qiáng)等特點(diǎn)，能均勻傳遞軸載，并將反射裂縫由豎向轉(zhuǎn)為水平方向�；谶@一點(diǎn)，玻纖格柵對(duì)減薄瀝青層厚度、防治反射裂縫、減少車轍作用、改善瀝青路面結(jié)構(gòu)性能和延長道路的使用壽命具有顯著效果。
1）、玻纖格柵的作用機(jī)理
本項(xiàng)目工程中的玻纖格柵設(shè)置在水泥穩(wěn)定粒料基層和瀝青混凝土下面層之間，因?yàn)檫@個(gè)位置基層產(chǎn)生的極小裂縫即能反射到面層表面，使路面頂層開裂，導(dǎo)致路面的早期破壞。目前認(rèn)為玻纖格柵起防裂作用的方式有兩種：①下面層瀝青混合料在壓實(shí)機(jī)械作用下，通過玻纖格柵與水泥穩(wěn)定粒料基層發(fā)生機(jī)械咬合、嵌擠，并由透層油粘結(jié)成整體，通過玻纖格柵橫肋的作用提供抗拉應(yīng)力。②玻纖格柵經(jīng)過壓實(shí)機(jī)械作用，使玻纖格柵通過透層油瀝青與上基層和下面層粘結(jié)成一體，并通過瀝青的粘結(jié)力發(fā)揮作用。
通過上述兩種作用力，使玻纖格柵發(fā)揮抗拉防裂作用。縱向裂縫的發(fā)生主要是拉應(yīng)力和剪應(yīng)力作用的結(jié)果。在對(duì)稱荷載作用下，路面結(jié)構(gòu)層某一深度處由豎向受壓變成橫向受拉。裂縫發(fā)生時(shí)，垂直于豎向裂縫展開方向受到較大的拉應(yīng)力作用，而玻纖格柵能提供較大的拉應(yīng)力，改變路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力分布。同時(shí)玻纖格柵使路面結(jié)構(gòu)的整體剛度加大，對(duì)裂縫尖端處的拉應(yīng)力集中起到擴(kuò)散作用，阻止或減輕裂縫的產(chǎn)生，對(duì)半剛性水泥穩(wěn)定粒料基層起到保護(hù)作用，延長路面結(jié)構(gòu)的壽命。在非對(duì)稱荷載作用下，裂縫的破裂面產(chǎn)生較大的剪應(yīng)力。玻纖格柵對(duì)尖端的拉應(yīng)力和剪應(yīng)力集中起到擴(kuò)散作用，對(duì)裂縫尖端的拉應(yīng)力集中的擴(kuò)散比較明顯，裂縫的表現(xiàn)形式為剪切型開裂，隨著裂縫的逐漸展開，玻纖格柵的抗剪作用較為顯著的表現(xiàn)出來。論文參考網(wǎng)。而抗剪作用的發(fā)揮，開始階段為玻纖格柵與上基層和下面層之間的膠合作用，隨著裂縫的展開，玻纖格柵的膠結(jié)作用和橫向格柵與瀝青骨料之間作用力共同作用。因此，灑好透層油來確保玻纖格柵和基層、面層的粘結(jié)，是玻纖格柵發(fā)揮作用的關(guān)鍵。
當(dāng)然，關(guān)于路面結(jié)構(gòu)層加筋設(shè)計(jì)尚無成熟的理論設(shè)計(jì)計(jì)算體系，也有人對(duì)“路面結(jié)構(gòu)加筋可以增大路面結(jié)構(gòu)層的彈性模量，可以減薄路面結(jié)構(gòu)層厚度”提出質(zhì)疑。因?yàn)楦鶕?jù)目前我國“強(qiáng)基薄面”的路面設(shè)計(jì)概念，國內(nèi)目前路面設(shè)計(jì)體系中推薦的高速公路瀝青路面的最大厚度為18cm，分3層進(jìn)行施工。若對(duì)瀝青路面厚度減薄卻又不能滿足瀝青混凝土路面最小攤鋪厚度的要求，因此不能對(duì)路面結(jié)構(gòu)層厚度減少。玻纖格柵不參與路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算，按照加鋪層對(duì)待。
在裂縫防治中，強(qiáng)調(diào)玻纖格柵的極限抗拉強(qiáng)度意義不大，在極限抗拉強(qiáng)度下的變形已不滿足裂縫防治的要求。應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要將某一允許應(yīng)變下的應(yīng)力水平作為重要參數(shù)，即強(qiáng)調(diào)玻纖格柵在某應(yīng)力水平下的剛度和剛度模量值。目前研究中，建議選擇抗拉剛度在1.0MN/m以上的筋材，最好選擇抗拉剛度大于40.0MN/m、抗拉強(qiáng)度大于40.0MN/m的筋材。
2）、玻纖格柵的施工要點(diǎn)
①透層油的灑布：由玻纖格柵的作用機(jī)理知道，透層油的灑布質(zhì)量是玻纖格柵發(fā)揮作用大小的關(guān)鍵。新版《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40-2004）要求：用于半剛性基層的透層油宜緊接在基層碾壓成型后表面稍變干燥、但尚未硬化的情況下噴灑。要求透層油的透入深度不小于5mm，如使用乳化瀝青，需在完全破乳干燥后鋪設(shè)玻纖格柵，且保證破乳后瀝青膜厚度不小于0.3mm。在實(shí)際工程中，按照規(guī)范要求灑布瀝青油，很難保證基層養(yǎng)生用水量，尤其是日照較強(qiáng)的季節(jié)，容易造成上基層表面松散，不利于玻纖格柵作用的發(fā)揮。因此，在操作過程中，飽水養(yǎng)生一定時(shí)間后再灑布透層油，以確保透入深度、瀝青膜厚度。
②根據(jù)新老路結(jié)合處的坐標(biāo)按照20m樁放線，標(biāo)出接縫位置，確保玻纖格柵的中線和新老路接縫重合。論文參考網(wǎng)。
③玻纖格柵的鋪設(shè)：將玻纖格柵裁好后先在起始端用鐵條固定，沿用人工或機(jī)械路線方向拉緊，張拉伸長率宜為1.0%-1.5%，并用固定器固定另一端。然后在垂直于路線方向按照上述過程張拉、固定，固定好的玻纖格柵要表面平整、無褶皺。應(yīng)根據(jù)攤鋪方向，將后一端壓在前一端部之下，縱向搭接寬度應(yīng)為5~8cm；縱向搭接處采用尼龍繩或鐵絲綁扎固定，固定間距不應(yīng)超過1.5m。固定鐵皮經(jīng)實(shí)踐證明，采用厚1mm、寬3cm的鐵皮條能達(dá)到預(yù)期的固定效果；固定釘采用射釘槍打入的水泥釘或射釘。固定好的玻纖格柵再用潔凈的鋼輪壓路機(jī)碾壓一遍。
④瀝青面層施工：攤鋪過程中，攤鋪機(jī)的行走應(yīng)保持連續(xù)而不能急轉(zhuǎn)彎，以免搓壞玻纖格柵。運(yùn)料車也不能在玻纖格柵表面轉(zhuǎn)彎、掉頭和急剎。
玻纖格柵施工過程中應(yīng)特別注意：鋪完固定后，一定使玻纖格柵張緊并保持平整，否則瀝青混凝土下面層碾壓后，玻纖格柵形成橫向裂紋，影響工程質(zhì)量；另外玻纖格柵背膠朝下，而背膠易溶于水，故上基層要保持干燥，否則造成其背腹失去粘性并影響玻纖格柵與基層、面層的粘結(jié)。
3、工程應(yīng)用效果
省道S221線長鋪至樂安公路改建工程路面施工完成后，對(duì)于施工過程中出現(xiàn)在水泥穩(wěn)定粒料基層上的裂縫，通過瀝青下面層鋪設(shè)玻纖格柵處理，未發(fā)現(xiàn)裂縫反射現(xiàn)象。從目前通車情況來看，鋪設(shè)玻纖格柵效果較理想，至于玻纖格柵抑制反射裂縫和減少車轍作用的最終效果尚待以后長期跟蹤調(diào)查。
4、結(jié)束語
通過對(duì)舊路改建工程中的路面裂縫防治和分析，并在省道S221線長樂公路基層施工過程中鋪設(shè)玻纖格柵可以抵抗和延緩由于路面基層裂縫引起反射裂縫的實(shí)踐證明，使我們對(duì)玻纖格柵在裂縫防治方面有了更新的認(rèn)識(shí)。它也解決了重載、超載單向性的路面早期破損問題，使左右幅路面使用壽命一致。
參考文獻(xiàn)：
1、 JTJ/T035-91，公路加筋土工程施工技術(shù)規(guī)范[S].
2、 周志剛.鄭健龍.張起森，瀝青路面抗裂設(shè)計(jì)理論與方法[M].人民交通出版社，2003.
