玻纤格栅在国道大修中的应用及工艺
2012-11-29 来源：作者：张静 来源：中国论文网
310国道为东西走向，是我市的一条主要交通通道。310国道路面宽度12米，设计车速80km/h,随着近年来车流量明显增大，路面损毁较严重，严整制约了地方的经济发展，为此，公路管理部门决定对其进行全线大修。
310国道大修工程于2009年8月10日开始实施，采取全封闭施工交通管制措施。施工方案为铺设玻纤格栅，在此基础上铺设4cm沥青混凝土面层。
一、玻纤格栅特点
玻纤格栅是以无碱玻璃纤维网布为基材经表面涂覆处理而成的半刚性制品，是一种增强道路路面性能的新型优良土工基材。玻璃纤维的主要成分属硅酸盐，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。经表面改性并涂覆处理后，改变了玻璃纤维的表面性能，提高了其同沥青的复合性能，极大提高了该基材的耐磨性能及抗剪切能力。
1、高抗拉强度、低延伸率——玻纤格栅是以玻璃纤维为原料，而玻璃纤维的强度较高，超过了其它纤维和金属。同时它的模量很高，具有很高的抗变形能力，断裂延伸率小于3%。
2、无长期蠕变——玻纤土工格栅作为增强材料，具备在长期荷载的情况下抵抗变形的能力即抗蠕变性是极为重要的，玻璃纤维不会发生蠕变，这保证产品能够长期保持性能。
3、热稳定性——玻璃纤维的熔化温度在1000℃以上，这确保了玻纤土工格栅在摊铺作业中承受热的稳定性。
4、与沥青混合的相容性——玻纤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，每根纤维都被充分涂覆，与沥青具有很高的相容性，从而确保了玻纤格栅在沥青层中不会与沥青混合料产生隔离，而是牢固的结合在一起。
5、物理化学稳定性——经过特殊后处理剂进行涂覆处理，玻纤土工格栅能够抵抗各类物理磨损、化学侵蚀、生物侵蚀和气候变化，保证其性能不受影响。
6、集料嵌锁和限制——由于玻纤土工格栅是网状结构，沥青混凝土中的集料可以贯穿其中，这样就形成了机械嵌锁。这种限制阻碍了集料的运动，使沥青混合料在受荷载的情况下能够达到更好的压实状态，更高的承重能力，更好的荷载传递性能及较小的变形。
二、玻纤格栅在沥青砼路面中有以下作用
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。
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。
2、抗疲劳开裂，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，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度变形。
3、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。
4、抗低温收缩开裂，玻纤土工格栅在沥青罩面层中的应用，使得沥青混凝土的拉伸强度大大提高，可以抵抗住较大的拉应力而不致发生破坏。另外，即使因为局部区域产生裂纹，使裂纹发生处的应力过于集中，但经玻纤土工格栅的传递而逐渐消失，裂纹不再会发展成裂缝。
三、玻纤格栅的施工工艺及质量控制
1、材料要求
铺设在沥青混凝土层内的玻纤格栅必须使用涂设背胶具有自粘性质的玻纤格栅。玻纤格栅由玻璃纤维束编织并经过沥青结合料浸渍而成，纤维的抗拉强度不小于100 kN/m，拉断时的延伸率不大于3%，纤维的熔点不低于1 000℃，能耐180℃以上的高温。
玻纤格栅的网孔尺寸宜为12.5 mm× 12.5 mm至25 mm×25 mm，代写硕士论文通常不小于其上铺筑的沥青面层材料的最大粒径，网孔形状为正方形。格栅应在洁净无尘、干燥的条件下遮盖保存。
玻纤格栅的单位面积质量应小于300 g/m ，玻纤格栅的厚度过厚易导致上下层结合不好而出现剥离现象。格栅应与沥青混合料有良好的粘结力，能承受施工车辆及摊铺机等运行而不变形。
2、粘层施工
粘层的沥青材料宜采用快裂的洒布型沥青，宜用与面层所用的种类、标号相同的沥青经乳化制成，粘层沥青的质量应符合《公路沥青路面施工技术规范》的要求。
粘层沥青的洒布量应通过试洒确定，并符合规范要求。由于粘层沥青的洒布量较少，一般为0.4 k m2～0.6 kg/m2，应采用雾化设备，进行人工喷洒，确保喷洒均匀。粘层沥青洒布后，应经过24 h，待乳化沥青破乳、水份蒸发完成后，铺设玻纤格栅。
3、玻纤格栅的铺设
玻纤格栅可以用人工或机械铺设，但玻纤格栅必须张紧，不得有翘起、褶皱、断丝。玻纤格栅的长度方向应沿路线的纵向方向铺设，在转弯处可以剪断拉平，确保铺设平整。纵向铺设顺序应与沥青混合料摊铺方向相反，并根据沥青混合料摊铺方向，将后一端压在前一端部之下，纵向应搭接8 cm～10 cm。横向铺设顺序应从横坡的高处往低处铺设，与沥青混合料碾压方向相反，并根据沥青混合料碾压方向，将后一边压在前一边之下，横向应搭接5 ciri～8 cm。玻纤格栅每铺设完一幅后用胶轮压路机单向碾压1遍～2遍，即压路机前进时在玻纤格栅上碾压，后退时从旁边未铺玻纤格栅的路面退回，以压紧玻纤格栅。如果发现有不平整或褶皱现象，必须重新铺设。
4、施工注意事项
铺设玻纤格栅前下承层必须清扫干净，无油污、杂物，粘层油应在24 h前完成，以加强玻纤格栅与沥青混合料层的粘结。
路面温度低于5℃或路面潮湿时，不得铺设玻纤格栅，以保证玻纤格栅与沥青混合料层的粘结。
铺设玻纤格栅后应封闭交通，可通行施工车辆， 但不得在玻纤格栅上小转弯或刹车，应限制车速，车辆的车速不应超过10 km/h。铺设的玻纤格栅应保持洁净，不得损坏，如有损坏必须更换或修补。
铺设玻纤格栅后，沥青面层应尽量紧跟着施工。不宜一次铺设太长的玻纤格栅，一次铺设的路线长度以满足一天沥青面层需要的工作面数量为宜，以免因下雨、降温等天气变化引起路面潮湿、降温，从而导致玻纤格栅与路面失去粘结力而翘起。
5、质量检验，玻璃纤维土工格栅破坏和粘贴不好的地方，要除去重铺，玻璃纤维土工格栅褶皱的地方，要人工展平或刷涂沥青，把折起的地方重贴，使得碾压后上、下二层玻璃纤维土工格栅粘结在一起。
5.1基本要求
（1）玻纤格栅质量应符合设计要求，外观无破损、无污染现象。
（2）在平整的下承层上按设计要求铺设，玻纤格栅应按设计要求张拉，紧粘下承层。
（3）接缝搭接方向、长度应符合设计要求。
四、结束语
综上所述，沥青混凝土路面中加铺玻纤格栅是一种物理改性沥青混合料，相当于对沥青混合料进行加筋，可以显著提高路面结构的抗拉、抗剪和抗弯拉强度，约束沥青混合料的变形，提高沥青路面高温抗车辙能力、低温抗缩裂能力和抗疲劳寿命，防止沥青路面反射裂缝，延长了沥青路面的使用寿命。
在道路中使用玻纤格栅，综合造价低、养护维修费用低，社会效益明显，施工工艺容易掌握，玻纤格栅的施工工艺容易掌握，具有轻作业性，施工质量完全可控。从成本的角度看，铺设玻纤格栅投入很少，可以明显延长沥青路面使用寿命，在某高速公路的表面层下铺设玻纤格栅，经实践证明具有显著效果，值得推广应用。
