浅谈玻璃纤维土工格栅在沥青混凝土路面的运用

【摘 要】采用玻璃纤维土工格栅对沥青路面进行加筋增强处理是广大施工技术人员乐于接受的方法。由于其性能优异、施工方便、效果明显，正广泛应用于：1)市区道路填筑高度低、路龄长、路下综合管线多、车流量大、频繁刹车等原因引起的裂缝、车辙、拥包等；2）老路拓宽改造时，由反射裂缝和新老路不均匀沉降引起的沥青面层开裂；3）高等级公路中因基层材料收缩开裂、构造物沉降缝处、桥头高填方段和软土路基不均匀沉降引起的沥青路面开裂。本人曾在宁通高速D4标和宁靖盐高速公路W标担任技术员和施工队长，施工过土工格栅；在2008年浒关工业园大通路改造工程中，为了保持新老路面沉降一致，在设计文件中，也采用玻璃纤维土工格栅进行补强。结合以往的工作经验，本人就玻璃纤维土工格栅的作用机理和施工注意事项进行浅谈，请专家评委提出宝贵意见，以便日后能更好的保证土工格栅工程施工质量。

【关键字】玻璃纤维土工格栅；沥青路面；运用

材料与方法

1 玻璃纤维土工格栅的作用机理

1.1 特性

玻璃纤维土工格栅是一种增强公路路面性能的新型优良土工基材，其主要成分属硅酸盐，是一种理化性能极其稳定的材料。它具有很高的耐热性和优异的耐寒性（一般工作温度为-100～280℃），强度大、模量高、化学稳定性好、耐腐蚀、膨胀系数低、尺寸稳定性好等特点。经对玻璃纤维表面改性并涂覆处理后，提高了其和沥青的复合性能，极大提高了它的耐磨性能及抗剪切能力。

1.1.1 抗拉强度高、延伸率低――玻璃纤维的强度较高，超过了其它纤维和金属；模量高，具有很高的抗变形能力。

1.1.2 热稳定性――玻璃纤维的熔化温度在1000℃以上，这确保了玻纤网土工格栅在摊铺作业中耐热的稳定性。

1.1.3 理化稳定性――经过特殊处理后，玻纤网土工格栅能够抵抗物理磨损、化学侵蚀、生物侵蚀和气候变化，保证其性能不受影响。

1.1.4 与沥青混合料的相容性――玻纤网土工格栅在后处理工艺中涂覆的材料是针对沥青混合料设计的，与沥青具有很高的相容性，从而确保玻纤网土工格栅与沥青混合料在施工后能牢固的结合在一起。

1.2 土工格栅作用机理浅析

玻纤网土工格栅具有上述的特点，当它应用于沥青道路时，可以在以下四方面的发挥重要作用：

1.2.1 抗疲劳开裂

根据柔性路面设计规范的规定，要求控制路表最大弯沉和层底面最大拉应力小于相应的规定值，以保证路面不致产生过度的变形和开裂。但在长期荷载作用的影响下，易发生疲劳开裂。

将玻纤网土工格栅铺设于沥青面层下，形成一个整体的缓冲带，能够分散荷载作用引起的压应力和拉应力，减少应力对沥青面层的破坏。同时，玻纤网土工格栅的低延伸率可以减小路面的弯沉值，保证路面不会发生过度的变形。

1.2.2 耐高温车辙

沥青混合料在高温时具有很强的塑性变形，具体表现在：夏季沥青道路面层发软、发粘，在车辆荷载作用下，受力区域产生凹陷，荷载消除后沥青面层无法恢复到承载前的状态，即产生了塑性变形。在车辆荷载的反复作用下，塑性变形不断的积累增加，形成车辙。

在沥青面层中使用玻纤网土工格栅，沥青混合料贯穿于格栅间，格栅可以起到骨架作用，限制集料运动，增加了沥青混合料的横向约束力，防止沥青面层的推移，从而可以起到抵抗车载的作用。

1.2.3 抗低温缩裂

沥青面层到冬季，遇冷收缩，产生拉应力。当拉应力超过沥青混合料的允许拉伸强度时，产生裂纹，在车辆荷载的继续作用下，形成裂缝。

当沥青面层中使用玻纤网土工格栅后，沥青混合料在冬季低温时即使产生裂纹，由于玻纤网土工格栅的延伸率低，经其传递后，应力变得很小甚至消失，所以裂纹就不会发展成裂缝。

1.2.4 延缓反射裂缝

当道路路面半刚性基层产生裂缝，沥青面层易产生裂缝；或在老路改造时加铺沥青混合料，由于老路存在裂缝，加铺的沥青面层易产生裂缝；上述的这种原有裂缝伸展到、穿透到新沥青面层的现象，叫反射裂缝。

在沥青面层中加铺玻纤网土工格栅，发挥土工格栅的抗拉伸作用，可以抑制由荷载作用产生的应力、释放应变，可以有效减少裂缝。

2 玻璃纤维土工格栅施工注意事项

2.1 对下承层的要求

用玻纤网土工格栅补强沥青路面时，格栅网以下的下承层必须符合如下要求：

2.1.1 下承层的承载力、平整度、拱度与平顺性必须达到设计和规范的要求，达不到标准的，应在加铺前进行处理。

2.1.2 下承层必须密实，局部有松散、坑洞及伸展性裂缝的，应事先凿除、填补；下承层中含有碎、块石等坚硬凸出物的，必须事先去除。

2.1.3 在沥青混合料摊铺前24h起，进行路面清理，清除尘土、松散颗粒及杂物，并严格控制车辆和行人在加铺格栅的段落通行。

2.2 玻纤网土工格栅的铺设

2.2.1 土工格栅的材料质量指标必须符合设计和规范要求，外观无缺损，无老化，无污染现象。

2.2.2 保证土工格栅的轴向和受力方向一致，土工格栅和下承层表面必须密贴。

2.2.3 铺设好的土工格栅表面必须平整、无褶皱、无断裂、无破损。

2.2.4 土工格栅的铺设时间应当在晴好天气的上午10点至下午3点间进行，两端张紧、固定，并留1m左右的翻折长度。在这种条件下，铺设完成的土工格栅网能充分利用其自身的热胀冷缩性能，更加平整。

2.2.5 土工格栅的固定宜采用自制的U型钉，嵌入下承层的深度宜控制在10 cm左右；也可以使用Φ30×0.3的白铁皮和2英寸钢钉进行固定。绝对禁止将钢钉直接钉在土工格栅上，也不能用铁锤直接敲打土工格栅。固定如有松动，应立即重新固定。固定间距：延土工格栅纵向为1m，土工格栅横向为0.5m，呈梅花状排列，两端应加密呈直线型固定牢固。

2.2.6 土工格栅的搭接：纵向接头搭接距离不小于20cm，横向接头搭接距离不小于15cm；纵向搭接应根据沥青摊铺方向将前一幅置于后一幅之上。搭接连结使用的材料：纵向使用U型钉或Φ30×0.3的白铁皮和2英寸钢钉；横向建议使用与土工格栅同强度的尼龙绳进行连接。

2.2.7 土工格栅铺设完成后，应严格控制车辆在上行驶，严禁车辆在上急转向、急刹车和倾倒混合料。土工格栅不能雨淋和暴晒，暴露时间不应超过48h,应立即进行下封层施工。

2.3 下封层施工

2.3.1 土工格栅施工完成并验收合格后，立即喷洒粘层沥青油；洒布量依据设计文件要求，一般用量为0.4~0.6kg/m2。沥青洒布车在土工格栅上应低速、匀速、直线行驶，喷油均匀，无漏洒、不多洒。

2.3.2 气温低于10℃或下承层潮湿时，不能洒布粘层沥青。

2.3.3 粘层油洒布后，应立即均匀撒布石屑或瓜子片（下封层厚度宜在1cm ）。特别说明的是：石屑宜先人工撒出一辆车宽，然后人随车行全幅撒布，石屑不能撒布太厚或漏洒；绝对禁止装载石屑车直接行驶在喷油后的土工格栅上。

2.3.4 石屑撒布完成后，应立即使用轻型胶轮压路机进行适度碾压。

2.3.5 根据多个工程项目施工经验，下封层施工质量的好坏直接影响到沥青摊铺时，摊铺机和沥青车对土工格栅网的损坏，所以，应该引起足够的重视。

2.4 沥青混合料的摊铺

2.4.1 沥青混合料在下封层检查合格后并满足沥青混合料摊铺进度后进行。

2.4.2 在土工格栅上摊铺沥青混合料，沥青层最小的厚度要大于4cm。沥青混合料的拌制、运输、摊铺和压实按照规范要求进行。

2.4.3 在沥青混合料摊铺时，发现土工格栅网局部破损应立即修补。

3 结果

实践证明，玻璃纤维土工格栅运用于沥青路面中能有效的增强路面的结构强度、减少各类裂缝的产生，提高沥青路面质量，从而延长沥青路面的使用寿命，降低道路的养护成本，优化道路运行的综合效益。

参考文献：

[1]《公路土工合成材料应用技术规范》（JTJ/T019―98）

[2]《土工合成材料应用技术规范》（GB50290―98）

[3]《公路工程土工合成材料 土工网》（JT/T513―2004）

[4]《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1―2004）