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玻璃纤维格栅在市政道路路面补强中的应用

   日期:2022-11-18     来源:复材网    浏览:386    评论:0    
核心提示:【摘 要】:随着城市的发展,各种各样的新型路面加筋材料层出不穷,如何延长城市道路的使用寿命, 减少道路病害的发生, 降低城市
 【摘 要】:随着城市的发展,各种各样的新型路面加筋材料层出不穷,如何延长城市道路的使用寿命, 减少道路病害的发生, 降低城市道路养护费用, 是市政工程所急需研究的一个重要课题。玻璃纤维格栅以其优异的性能很好的解决的这一问题。本文即对玻璃纤维格栅的特性、作用机理及铺设施工等做了详细介绍。
  【关键词】:玻璃纤维格栅;市政;路面补强 
  
   近年来,为改善路面的使用性能,各种各样的新型路面加筋材料被应用到路面中来,其中较为引人注目的,当属玻璃纤维土工格栅。玻璃纤维土工格栅是一种具有较高的抗拉强度和相当高的模量的新型土工格栅, 已在国内高等级公路和市政道路改建中得到广泛应用,起到了增强路面的结构强度、延长道路的使用寿命、降低维护费用以及减少维修频次、降低工程造价等良好效果。本文即对玻璃纤维格栅的特性、作用机理及铺设施工等做了详细介绍。 
   1、玻璃纤维格栅的特性 
   玻璃纤维格栅是以无碱玻璃纤维网布为基材,采用一定的编织工艺制成的网状结构材料,经过特殊的涂复处理工艺而成的半刚性制品,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,其强度大、模量高、理化性能极其稳定。玻璃纤维格栅的具体特点如下: 
   (1)高抗拉强度、低延伸率。 
   玻纤格栅的基材是玻璃纤维, 总所周知,玻璃纤维具有高强度和高模量的特点,因此,玻纤格栅的抗变形能力很强,而且断裂延伸率很小,一般小于3% 。 
   (2)热稳定性 
   玻璃纤维的熔化温度极高,一般在1000℃以上,这确保了摊铺作业时,玻纤格栅能够在承受外界炎热的环境下,依然保持其稳定性。 
  (3)无长期蠕变 
   抗蠕变性,即在长期荷载的情况下抵抗变形的能力,是增强材料必须具备的性能。玻璃纤维不会发生蠕变,也正是玻纤格栅能够作为路面补强材料的优势之一。 
   (4)集料嵌锁和限制 
   玻纤格栅的网状结构可以形成机械嵌锁,使沥青混凝土中的集料贯穿在其中。 
   (5)物理化学稳定性 
   由于涂覆的后处理剂具有特殊性能,玻纤格栅能够抵抗各类物理磨损、化学侵蚀、生物侵蚀以及气候变化, 而保证其性能稳定。 
   (6)与沥青混合的相容性 
   玻纤格栅作为路面补强材料,必须要求不会与沥青混合料产生隔离。因此,在后处理工艺中涂覆在玻纤格栅上的材料是针对沥青混合料设计的,其与沥青具有很高的相容性,确保了玻纤格栅与沥青混合料牢固的结合在一起。 
   2、玻璃纤维格栅的作用机理 
   (1)抗低温收缩开裂:玻纤格栅的高强度,大大提高了沥青混凝土的拉伸强度,使路面能够抵抗较大拉应力而不致发生破坏。而且还能够通过玻纤格栅的传递,使局部区域的微小裂纹产生应力集中,不致发展成为裂缝。 
   (2)抗疲劳开裂:一方面,玻纤土工格栅的延伸率极小,使了路面不会沉降等而发生过度变形。另一方面,玻纤格栅能够分散沥青罩面层受到的压应力与拉应力,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。这两方面的共同作用大大降低了路面疲劳开裂的几率。 
   (3)减缓反射裂缝:由于玻纤格栅的高模量,在沥青面层中,可作为刚度大的硬夹层,起到抑制应力,释放应变, 提高加铺层结构的抗拉和抗剪能力的作用, 从而减少裂缝的发生。 
   (4)耐高温车辙:玻纤格栅的嵌锁体系,限制了集料的运动,使沥青面层中的横向约束力增加,各部分彼此牵制,从而阻碍了沥青面层的推移,使之能够抵抗高温车辙带来的危害。 
   3、玻璃纤维格栅铺设 
   (1) 铺设玻璃纤维格栅前,应注意以下四个铺设准备事项: 
   ①按照设计标准,预先处理路面,使其纵向平整度和横向路拱的坡度、平顺性应符合设计要求。 
   ②事先进行路面修补、填塞,保持表面状况良好,防止道路结构层表面出现局部松散、坑洞及扩散型裂缝等现象。 
   ③对路面承载能力进行评定,若承载能力未达设计标准,应对其做增强处理。 
   ④冲洗结构层表面干净,清除路面上可能影响格栅与底层结合强度的物质,保证铺设表面的清洁干燥。如果路面有水迹,应待路面干燥后再进行铺设。 
   (2)玻璃纤维格栅铺设的施工方法 
   ①沿道路中心线方向纵向铺设, 横向按幅宽搭接15cm, 从中心向两侧铺设格栅分别拉紧后固定。格栅拉紧时,玻璃纤维纵横向均处于挺直张紧状态。纵向固定间距为50cm, 横向固定间距为20cm, 外侧固定点距边缘4cm, 纵向每隔5m横向固定1次。格栅搭接处的钉子应在固定次下一幅格栅时再钉。 
   ②格栅搭接距离为:纵向搭接应根据沥青摊铺方向将后一幅置于前一幅的下方,横向搭接宽度要大于15cm,纵向接头搭接距离要大于20cm。 
   ③固定时钉子应位于网格中心,而不得触及网格边线,锤子也不得敲击到网格。固定后若出现钉子断裂或铁皮松动的情况, 则拆下重新固定。 
   ④玻纤格栅铺设完毕, 为使格栅与下层粘接牢固,须用轮胎压路机适度碾压格栅层。 
   ⑤在摊铺沥青面层前,格栅上不能通行车辆, 更不得掉头或急刹车,以防止毁坏格栅。若发现格栅有被料车轮胎或摊铺机履带错动或卷起现象, 则须在格栅上补加固定铁皮予以修补。 
   (3)玻璃纤维格栅的施工注意事项 
   ①铺设玻璃纤维格栅时,路面温度不能过高或过低,一般要求在5-6 0 ℃之间。 
   ②由于玻璃纤维格栅背胶易溶于水,必须在路面干燥的情况下才能施工,雨天或路面潮湿时不得施工。 
   ③为以防损坏玻纤格栅,应严格控制运送混合料的车辆出入,禁止车辆在格栅层上急转向、急刹车和倾泻混合料等。 
   ④玻璃纤维对人体皮肤易产生刺激作用,铺设玻纤格栅是,施工人员须戴防护手套,进行自我保护。 
   ⑤有时为使格栅与下层连接牢固,胶轮压路机需注水增加重量,此时要严格控制注水量,防止水溢流到玻纤格栅上,造成其背胶失去粘性。 
   ⑥要加强质量监督,提高施工人员技术水平,保证玻纤格栅施工质量。 
   (4)铺设位置 
   宜将玻纤网设置在旧路表面,这样能有效阻止旧路反射裂缝, 加强新加铺路面的抗弯拉能力。而且,为能尽量发挥玻纤网的抗拉强度,罩面层厚度宜大于4cm。 
   4、玻璃纤维格栅在既有路面改造中使用 
   玻纤格栅的主要成分是硅酸盐化合物,其理化性能很稳定,甚至在180℃的高温下也很稳定, 且其与沥青的相容性很好, 强度大,模量高,大负荷延伸率小于3% 。但是,这些优良特性并不是对所有老路改造都适用,针对不同的路面情况,要合理选用不同的方案,才能发挥它的优良特性。结合工程实践, 具体使用条件总结如下: 
   (1)若原有路面及基层表面出现局部松散、扩散型裂缝及坑洞等现象, 应在铺设前进行修补、填塞, 以保持表面状况完好。 
   在水泥混凝土路面加铺沥青混凝土层。玻璃纤维土工格栅的使用可快速地吸收和扩散路面承受的应力,有效地阻止及延缓反射裂缝的产生, 从而降低工程造价, 延长使用寿命, 降低维护费用。 
   (3)在有沥青路面直接加铺补强层时, 应冲洗原有路面, 清除表面尘土、松散颗料及杂物, 保证老路面、玻璃纤维土工格栅、新路面三者之间的有效粘结。 
   (4)若沥青混凝土路面严重开裂,应加铺沥青混凝土层。 
   (5)在水泥混凝土路面上加铺沥青路面之前,应对路面承载能力进行评定,保证其承载能力满足设计要求;否则,应作增强处理。此外,为保证新加铺的面层不开裂,应事先清理、填充水泥混凝土路面的接缝与裂缝。 
   5、结束语 
   玻纤格栅是近年来发展迅速的一种增强沥青路面性能的新型土工合成材料,其综合造价低,社会效益明显, 施工工艺容易掌握,广泛应用于在旧路面上的沥青罩面中。在今后的市政工程建设施工中我们也要不断地挖掘一些技术含量高的先进工艺、设备、材料, 提高施工的效率和质量,使得对城市基础设施的投资事半功倍, 充分发挥其应有的作用。
 
 
 
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