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玻纤格栅铺设方便控制反射裂缝效果最为显著

发布时间:2019-03-29 09:55   阅读:次   字号:  

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玻璃纤维土工格栅目前在土工方面,尤其是在沥青道路建设上得到了较为广泛的应用,并取得了令人满意的效果。路面防裂选用玻纤格栅可减少或延缓反射裂纹数量,减少沥青路面车辙拥包,可适当提高半刚性基层的疲劳寿命,为进一步推广这种性能优良的土工材料,有必要对作用机理进行研究,从而可以更好地指导玻纤格栅的生产与应用。

沥青路面必须具有一定的承载能力,在规定的时间内不会发生疲劳破坏。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弯拉应力小于相应的容许量,以保证路面不致产生过度的变形和开裂。对沥青路面受载荷的情况做受力分析: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容易发生破坏。在长期荷载的作用下,发生疲劳开裂。玻纤格栅在沥青面层中,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,在这里应力逐步变化而不是突变,减少了应力突变对沥青面层的破坏。同时玻纤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。

严寒地区的沥青道路,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。从裂纹的成因看,如何使沥青混凝土强度抵抗住拉应力是解决问题的关键。玻纤格栅在沥青面层中的应用,提高了面层横向拉伸强度,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,在裂纹发生处的应力集中,经玻纤格栅的传递而消失,裂纹不会发展成裂缝。

由于玻纤格栅的模量很大,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,提高加铺层结构的抗拉和抗剪能力,从而减少裂缝。实践表明,一条改变了方向的水平裂缝的对应裂缝能量可从其起点移动0.6米,1.5米以上宽度的加筋材料有助于确保能量在裂缝两侧完全消散。玻纤格栅对于降低加铺层内因温度下降引起的应力和应变作用不如橡胶沥青应力吸收夹层、土工织物等软夹层,但对于降低荷载产生的应力和应变的作用则远大于软夹层。

AM大学的Texas交通学院用其特有的罩面试验仪对玻纤格栅加筋罩面做了大量的模拟温度循环效果的疲劳试验,试验表明,加筋的沥青试件其抗裂能力要比未加筋的试件高二倍以上。澳大利亚新南威尔士州伍伦贡市政局曾对玻纤格栅、聚丙烯格栅、土工织物及厚沥青混凝土罩面层等控制反射裂缝的产品进行了现场对比试验,结论是玻纤格栅铺设方便,控制反射裂缝效果最为显著,且造价适中,因而建议推广应用。

玻璃纤维土工格栅强度高、刚度大,加入沥青混凝土结构内部,可全面提高路面材料强度和路用性能,并会改变路面结构的应力分布,对其作用机理研究分析表明:

①在旧水泥混凝土板表面设置土工格栅,能够改变沥青层在车辆荷载和温度作用下的受力状态,大幅度地减小接缝处沥青层的应力集中,从而阻碍了反射裂缝的产生和发展。

②设置土工格栅能够增加路面整体刚度,使沥青层表面弯沉减小,提高提高沥青加铺层的高温抗车辙能力。

③高强土工格栅并不是依靠自身的较大变形来扩散应力,其防裂作用实质是一种隔离功能,它分隔了带接(裂)缝尖端的应力集中区域,而由强度较高的土工格栅本身承受较大的拉应力,从而阻碍了裂缝的迅速扩展。


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