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玻纤土工格栅在公路工程中,在防止沥青道路反射裂缝的产生,增强路基强度,路面维修等方面已发挥重要作用。玻纤土工格栅在公路工程中的应用反射裂缝是沥青路面普遍存在的一种病害现象。根据国内外道路工程的实践,在沥青面层和中集沥青混合料层或粗集沥青混合料层之间铺设一层土工织物,可用以或减缓面层反射裂缝的产生,从而延长道路的使用寿命,降低维修成本。但是,由于沥青路面浇注时的温度高达160℃-180℃,致使土工织物褶皱、变形、软化,使其性能大大降低,不但难以或减缓面层反射裂缝的产生,而且使得沥青路面更加凹凸不平,而玻纤土工格栅所特有的性能,完全满足沥青路面的要求,目前许多工程已使用玻纤土工格栅。
玻纤土工格栅应用于沥青道路时,可在以下几方面发挥作用. 抗疲劳开裂沥青路面必须具有一定的承载能力,在规定的时间内不能发生疲劳破坏。沥青路面在直接与车轮接触的下面层受到压力,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面层的破坏。同时玻璃纤维土工格栅的低延伸率减少了路面的弯沉量,保证了路面不会发生过度变形。耐高温车辙沥青混凝土在高温时具有流变性,在车辆荷载作用下,受力区域产生凹陷,车辆荷载撤除后,沥青面层无法完全恢复原状态,即产生了塑性变形,在车辆反复碾压的作用下,塑性变形不断积累,形成车辙。
通过沥青面层结构分析可知,高温下的沥青混凝土在受到荷载的碾压作用,形成了微量的波形流变,面层中没有任何可以约束沥青混凝土流变的骨架材料,造成沥青面层流变的累积叠加,这是形成车辙的根本所在。在沥青面层中使用玻纤土工格栅,其在沥青面层中起到骨架作用,沥青砼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。抗低温缩裂严寒时期,沥青混凝土面层的温度近于气温,沥青砼遇冷收缩,产生拉应力,在受到荷载反复作用下,拉应力进一步增加,当拉应力超过沥青砼拉伸强度时,产生裂纹,在裂纹两端处,拉应力更加集中,裂纹逐步形成裂缝,造成病害。
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,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。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%。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。强度大、蠕变小、适应各类环境土壤,完全可以满足高等级公路中的高大挡墙使用。能有效的提高加筋承载面的嵌锁、咬合作用、极大程度的增强地基的承载力、有效的约束土体的侧向位移,增强地基稳固性能。与传统格栅相比更具有强度大、承载力强、抗腐蚀、防老化、摩擦系数大、孔眼均匀、施工方便、使用寿命长等特点。更适应于深海作业、堤岸加固,从根本上解决了其他材料做石笼因长期受海水冲蚀而造成的强度低、耐腐蚀性能差、使用寿命短等技术难题。能有效的避免在施工过程中被机具碾压、破坏而造成的施工损伤
单向拉伸土工格栅是一种以高分子聚合物为主要原料,加入一定的防紫外线、抗老化助剂,经过单向拉伸使原来分布散乱的链形分子重新定向排列呈线性状态,经挤出压成薄板再冲规则孔网,然后纵向拉伸而成的高强度土工材料。这种过程中使高分子成定向线性状态并形成分布均匀、节点强度高的长椭圆形网状整体性结构。此种结构具有相当高的拉伸强度和拉伸模量,抗拉强度达到100-300KN/m,接近低碳钢的水平,大大优于传统的或现有的加筋材料,特别是该公司此类产品更具有超国际水平的高早期(伸长率在2%—5%)拉伸强度和拉伸模量。给土壤提供了理想的力的承担和扩散的连锁系统。该产品拉伸强度大(>150Mpa),适应各种土壤。用于加固软弱地基:土工格栅能迅速提高地基承载力,控制沉降量的发展,对道路基层的侧限作用能有效地将荷载分布到更宽的底基层上,从而减少基层厚度,降低工程造价,缩短工期,延长使用寿命。单向土工格栅用于加筋沥青或水泥路面:土工格栅铺设在沥青或水泥铺层底部,可减少车辙深度,延长路面抗疲劳寿命,还可以减少沥青或水泥铺面厚度,以节约成本。用于加固路堤坝迦坡及挡土墙:传统的路堤尤其是高路堤的填筑往往需要超填且路肩边缘不易压实,从而导致后期边坡雨水浸袭,坍塌失稳的现象时有发生,同时需用较缓的边坡,占地面积大,挡土墙也有同样的问题,采用土工格栅对路堤边坡或挡土墙进行加固可减少二分一占地面积,延长使用寿命,降低造价20—50%。用于加固江河海堤:可做成石笼,再与格栅并用,防止堤坝被海水冲刷造成塌陷,石笼具有渗透性,能减缓海浪冲击,延长堤坝寿命,节省人力物力,缩短工期。
玻纤土工格栅置于沥青中,使得沥青砼的拉伸强度大大提高,足够抵抗住较大的拉应力而不致发生路面破坏,即使因为局部区域产生微小裂纹,裂纹处的应力集中,经玻纤土工格栅的传递而消失,裂纹不会发展成裂缝。延缓反射裂缝裂缝产生的反射有两种,一种是面层产生裂缝后,裂缝向下反射,破坏下层结构,降低路面结构强度,在雨水时节,水进入裂缝中,在交通荷载(轮胎压力)的反复抵压,水在裂缝中产生水压,水不断的冲击沥青混合料,导致裂缝扩大。
另一种是旧面层原有裂缝,路基层或下层路基层产生的裂缝向上反射,新罩路面无法承受因底层移动而产生的剪切力和抗伸应力,导致路面面层裂缝。在沥青罩面层中加铺玻纤土工格栅夹层,抑制应力,释放应变,增强沥青混凝土整体强度,达到防止裂缝向上或向下反射的目的。玻纤土工格栅在路基中的应用路基是公路系统中重要的结构组织之一,在运输工具变应力的作用下,基础层局部地域承受较大的应力和应变,因长时间局部地域受应力变化,基础层开始出现沉降、位移、开裂等现象。由于基础层的变化,导致路面发生不规则的曲率变化,使路面出现裂缝、起皱等现象。因此,基础层增强十分重要。采用经特殊处理的玻纤土工格栅,能使基础层的整体强力大大提高,其作用就像钢筋增强水泥混凝土一样。
土与玻纤土工格栅相互作用的加筋机理,在室内进行的大量试验表明:在土体中合理布置玻纤土工格栅,可使土体的垂直应力、水平应力明显降低,土体剪应力(土颗粒之间的磨擦作用)明显提高,土体的抗剪强度得到充分发挥,可以大大提高土体的承载能力,抗变形能力和抗裂能力。玻纤土工格栅在加筋土体中的内聚力效应、隔离效应、波纹效应、拱效应、嵌锁效应等各种加筋效应,有些是先后依次出现的,有些是重叠交叉作用,这些重叠的复合效应,终将改变或阻止塑性区的形成和发展。玻纤土工格栅是一种用于路面增强、老路补强,加固路基及软土基的优良土工合成材料。
玻纤土工格栅高强无碱玻璃纤维通过国际先进的经编工艺制成网状基材,经表面涂覆处理而制成的半刚性制品。具有经、纬双向很高的抗拉强度和较低的延伸率,并具有耐高温、耐低寒、抗老化、耐腐蚀等优良性能,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。 铺设第1层土工格栅后,开始填筑第2层0.用汽车将2m厚中(粗)砂运至施工现场,在路基一侧卸下,然后用推土机向前推,玻璃纤维土工格栅批发,先在路基两侧2m内填0。1m后,翻转第1层土工格栅,填0.1米的中(粗)砂严禁两侧填挤中间,各种机具不得在不填中(粗)砂的情况下通过土工格栅.这样可以保证土工格栅光滑、不起拱、不起皱.2层中(粗)砂抹平后,应进行水平测量,防止填料厚度不均匀.平整无误后,用25t振动压路机进行两次静压。 第2层土工格栅的施工方法与第1层相同,0.5%终于填满了.3m中(粗)砂的填筑方法与第1层相同.用25t压路机进行两次静压后,即可完成路基基底加固。
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