玻纤土工格栅在酒航路中的应用

摘要：S214线大中修工程首次铺筑了玻纤土工格栅，该段铺筑方案为水泥稳定层上洒布透层油+玻纤格栅+4cm AC-16沥青混凝土面层。本文就从玻纤土工格栅功能、特点、种类及施工工艺几个方面阐述了该工艺在S214线的应用，并就该工艺在施工中需要注意的细节以及工程效果阐述了个人的见解。

关键词：玻纤土工格栅 性能应用 公路工程 沥青路面

一、工程概况及技术标准

随着公路交通流量和汽车载重量的增大，路面原结构的破坏日渐加重，越来越多的沥青路面面临着修复工作。在原沥青路面上进行罩面是一种改善其使用性能的有效预防性措施，但在沥青面层中出现的反射裂缝仍是需要解决的主要问题。反射裂缝本身对沥青面层的使用性能有一定的影响，再加上环境 （如雨雪）等诸多的外界因素影响，常常使得裂缝迅速向四周扩展，缩短罩面层寿命，甚至影响到基层，造成翻浆、沉陷等病害。

S214线酒航路新建于2002年，是酒泉至十四号基地的重要战备公路。起点位于酒泉市，并与国道312线相接。途经酒泉市、怀茂乡、金塔县、大庄子乡、鼎新镇、航天镇等村镇，全长144.72Km。属平原微丘区二级公路标准，路基宽度12m，路面宽度7.0m。由原酒航局承建，2008年10月移交酒泉公路总段养护。我项目部承建的大中修工程全长2Km，设定的玻纤土工格栅铺筑路段长度为500m，起点桩号为K33+000，终点桩号为K33+500。

为了能有效地减缓裂缝的反射速度，改善酒航路的路况，S214线大中修工程首次铺筑了玻纤土工格栅，该段铺筑方案为水泥稳定层上洒布透层油+玻纤格栅+4cm AC-16沥青混凝土面层，并在施工后对铺筑玻纤格栅的路段效果进行观察，现在距离施工完毕已有三个月，现就材料玻纤格栅和玻纤格栅应用后的效果做以分析总结。

二、玻纤格栅的功能与特点

玻纤土工格栅的主要成分是氧化硅，以玻璃纤维无碱无捻粗纱为主要原料，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，经过特殊的涂复处理工艺而形成新型优良的土工基材。具有强度高、伸长率低、耐高温等优点，这种格栅具有两种功能：一是能提高沥青结构层的强度，具有长期抵抗拉应力的能力，可给路面增强、补强，防止路面车辙疲劳裂纹，热冷伸缩裂纹和下面层的反射裂纹；二是能将路面承载应力分散，使应力均匀分布在较大的面积范围内，大大减轻沥青结构层的徐变作用，最终达到防止沥青路面开裂的目的，延长路面的使用寿命。广泛应用于沥青路面、水泥路面及路基的增强和铁路路基、堤坝护坡、机场跑道、防沙治沙等工程项目。

三、玻纤格栅的种类

目前常用的玻纤土工格栅有带自粘胶和不带自粘胶两种，带自粘胶的可直接在已平整的基层铺设，不带自粘胶的，通常采用钉子固定法。

（一）施工场地：要求压实平整、呈水平状、清除尖刺突起物。

（二）格栅铺设：在平整压实的场地上，安装铺设的格栅其主要受力方向（纵向）应垂直于路堤轴线方向，铺设要平整，无皱折，尽量张紧。用插钉及土石压重固定，铺设的格栅主要受力方向最好是通长无接头，幅与幅之间的连接可以人工绑扎搭接，搭接宽度不小于10cm。如设置的格栅在两层以上，层与层之间应错缝。大面积铺设后，要整体调整其平直度。当填盖一层土后，未碾压前，应再次用人工或机具张紧格栅，力度要均匀，使格栅在土中为绷直受力状态。

（三）摊铺和压实：当格栅铺设定位后，应及时覆盖，时间不得超时48小时，亦可采取边铺设边回填的流水作业法。先在两端摊铺填料，将格栅固定，再向中部推进。碾压的顺序是先两侧后中间。碾压时压轮不能直接与筋材接触，未压实的加筋体一般不允许车辆在上面行驶，以免筋材错位。

因为考虑到今年工程基层洒布透层油，所以我段采用钉子固定法。此法所需材料除100m×4m规格的玻纤土工格栅外，还需要20㎜×20㎜×0.3㎜的铁皮和2英寸钢钉。

四、玻纤格栅的作用

（一）减缓反射裂缝

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。

由于土工格栅的模量很大，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

（二）抗疲劳开裂

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。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，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。

（三）耐高温车辙

在沥青罩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，增加了沥青罩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。

（四）抗低温收缩开裂

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，沥青混凝土遇冷收缩，产生拉应力。当拉应力超过沥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。

五、玻纤格栅施工工艺

玻纤格栅施工，所确定的具体施工工艺如下：

基层修整清扫均匀洒布透层油待乳化沥青破乳干燥铺设碾压用特制的铁皮和钢钉分段固定格栅搭接（横向搭接大于15cm，纵向搭接大于20cm）格栅平铺无褶皱碾压摊铺沥青混凝土压实成型。

铺筑玻纤格栅施工方法为：先将一端用固定铁皮和钉子固定在已洒布透层油的下层结构上，再将玻纤格栅纵向拉紧并分段固定，每段长度为2-5m，纵向接头搭接距离不小于20㎝，横向搭接距离不小于15㎝，纵向搭接应根据沥青摊铺方向，将前一幅处于后一幅之上。如钢钉位置设于接缝处，格栅拉紧时，其纵横向均处于挺直张紧状态。固定时不能将钢钉钉于玻纤上，不能用锤子直接敲击玻纤，固定后如发现钢钉断裂或铁皮松动，则需重新固定。玻纤格栅铺设固定完毕后，须用胶辊压路机适度碾压稳定，使格栅与原路表面粘结牢固。

六、结论

（一）玻纤土工格栅具有高抗拉强度、低伸长率、抗腐蚀、抗老化、与沥青混合料相容性好、物理化学性能稳定、耐高温等多种特性，是道路工程使用的优良材料。

（二）在道路工程中，使用玻纤土工格栅可以有效地防止路面车辙疲劳裂缝、热冷伸缩裂缝和基层反射裂纹，并能分散路面承载应力，减缓路面损坏程度，可增强沥青混合料的整体抗拉强度，有效地改善路面结构应力分布，抵抗和延缓由于路面的基层裂缝引起的沥青混凝土路面反射裂缝的发生，提高道路的使用寿命。

（三）在工程中使用新工艺、新材料，增大科技含量，提高工程质量。

（四）酒航路重铺工程采用的玻纤格栅铺筑层，从目前通车情况来看，效果较为理想，由于裂缝的发展需要一定的时间，对于玻纤格栅抑制反射裂缝的最终效果尚有待今后做长期观察。