市政道路工程中的玻纤格栅起什么作用?
玻纤土工格栅主要用于旧路改造,主要用处是减少反射裂缝。
玻纤土工格栅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、提高整体使用涤纶土工格栅采用高强度海纶工业长丝,经过经编定向织造网格坯布,经涂覆加工成土工格栅。
土工布用于公路、铁路、隧道、堤坝、尾矿处理,起隔离、过滤、排、加固、保护和增强...
沥青加铺层裂缝产生原因分析性能,经过特殊的涂复处理工艺而形成新型优良的土工基材。
在旧水泥混凝土路面上加铺沥青层是一种特殊的路面结构,其应力应变特性与一般弹性层状体系有较大的差别。
(1)由于接缝、裂缝的存在,旧水泥混凝土路面作为基层的整体强度降低,而且在外力作用下,沥青加铺层处于三维应力状态。车辆通过不连续的板体时,因为接缝、裂缝两侧相邻板块产生竖向反射裂缝位移差,沥青加铺层在相应位置出现较大的剪切应力,这种剪切应力是沥青加铺层产生反射裂缝的主要原因。通常把这种裂缝称作荷载型反射裂缝。
(2)因路面暴露在大气中,受气温周期性变化的影响,沥青加铺层和旧水泥混凝土面板发生缩胀,产生温度应力。由于旧水泥混凝土路面的应力在接缝处不连续,因此沥青加铺层同时承受它本身以及旧路面所产生的温度应力,特别是在冬季气温较低时,沥青加铺层在接缝、裂缝处,因为拉应力过大而开裂,形成温度型反射裂缝。
玻璃纤维格栅抑制反射裂缝的机理
玻璃纤维格栅具有抗拉强度高、延伸率低、无蠕变,与沥青混合料具有较好的相容性,以及物理化学性能稳定、耐高温、嵌锁与限制作用好等特点,能均匀地传递荷载,并将反射裂缝应力由垂直方向转为水平方向。
使用玻璃纤维格栅,可增强沥青混合料的整体抗拉强度,有效地改善路面结构的应力分布,降低沥青加铺层的应力,抵抗和延缓由于基层裂缝引起的沥青加铺层反射裂缝的发生,从而延长路面的使用寿命。
琉璃纤维土工格栅又称玻纤土工格栅或经编玻纤格栅,根据铺贴固定方式不同又分为普通型和自粘型。玻纤土工格栅是以玻璃纤维为主要材质,采用经编工艺制成的网状结构,经过特殊涂覆处理而成的加筋土工材料,其网状结构使集料嵌锁和限制,提高沥青混合料的承重能力,表面涂有特殊的改性沥青使其具有两重的复合性能,能极大地提高玻纤土工格栅的耐磨性及剪切能力。玻纤土工格栅具有抗拉强度高、延伸率低、耐高低温性能好、无长期蠕变、抗老化、耐碱耐腐蚀等优良性能,广泛应用于沥青材质路面的防裂、抗车辙、加筋处理,无论硬性路面和柔性路面皆可适用。
土工格栅的用途: 单向土工格栅是一种高强度结构材料,适用于高速公路,市政道路,铁道,飞机跑道等的路基增强。防止岩块滑落,对人或车辆造成危害;保持铁路,公路畅通。双向土工格栅适用于公路、铁路和涵洞增强。土工格栅的种类很多,可以分为单向土工格栅、双向土工格栅、钢塑格栅(矿用格栅)、玻纤格栅和经编土工格栅。
土木工程:
土木工程是建造各类土地工程设施的科学技术的统称。它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养、维修等技术活动,也指工程建设的对象。即建造在地上或地下、陆上,直接或间接为人类生活、生产、军事、科研服务的各种工程设施,例如房屋、道路、铁路、管道、隧道、桥梁、运河、堤坝、港口、电站、飞机场、海洋平台、给水排水以及防护工程等。
玻璃纤维的施工方法:
1、对原有路面的要求
不论用于何种加铺层,用玻纤格栅加筋沥青路面,对格栅以下的原路面应符合如下要求:
A、纵向平整度,横向路拱的坡度与平顺性应符合设计标准,若达不到标准,应在加铺之前作处理。
B、加铺前对路面承载能力进行评定,若承载能力不足,达不到设计标准,或水泥混凝土路面有板底脱空现象,均应作增强处理。水泥混凝土路面的接缝与裂缝应事先清理、填充。
C、原有路面及基层表面有局部松散、坑洞及扩散型裂缝,应事先修补、填塞,以保持表面状况完好。
D、原有路面表面应冲洗干净,清除尘土、松散颗粒及杂物。
2、浇洒粘层沥青
A、用作粘层的沥青宜采用快裂的洒布型乳化沥青,也可采用快、中凝液体石油沥青、其规格与质量应符合《公路沥青路面施工技术规范》JTJ032—94中附录C表C.3、表C.4、表C.5的要求。
B、各种粘层沥青的品种与用量应根据工程的具体情况,通过试洒决定,并应符合规范JTJ032—94中附录D表D.9的要求。
C、大气温度低于100C或路表面潮湿时,不得浇洒粘层沥青。
D、粘层沥青洒布后,应立即铺设玻纤土工格栅。
3、玻纤土工格栅的铺设与固定
A、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整平的基层上铺设,不带自粘胶的,通常采用钉子固定法。固定用所需材料为:
1)50x50x0.3mm的固定铁皮,要求平整不翘角,周边宜倒角处理。
2)英寸钢钉(优质水泥钉)
B、钉子固定法铺设玻纤土工格栅时,先将一端用固定铁皮和钉子固定在已洒布粘层沥青的下层结构上,钉子可用锤击或射钉枪射入。如下层结构为软土基层,可用铅丝采取捆绑法固定,再将格栅纵向拉紧并分段固定,每段长度为2—5m。对于水泥混凝土路面,可按缩缝间距分段钢钉位置设于接缝处。要求格栅拉紧时玻纤纵横向均处于挺直张紧状态。
C、钉子固定位置如图所示。格栅搭接距离为:纵向接头搭接距离不小于20CM,横向搭接距离不小于15CM。纵
玻璃纤维土工格栅
1)高抗拉强度、低延伸率——玻纤土工格栅是以玻璃纤维为原料,具有很高的抗变形能力,断裂延伸率小于3%。
2)无长期蠕变——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,每根纤维都被充分涂覆,与沥青具有很高的相容性,从而确保了玻纤土工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和化学侵蚀,还能抵御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。1、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。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。
2、抗疲劳开裂
在旧水泥混凝土路面上的沥青加铺层,其主要作用是提高路面的使用功能,对承载作用则贡献不大,加铺层下的刚性混凝土路面仍起关键的承载作用。而在旧沥青混凝土路面上进行沥青罩面则不同,沥青加铺层将与旧沥青混凝土路面一起承载。因此,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。我们对旧沥青混凝土路面上的沥青加铺层受荷情况做受力分析: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渡变形。