玻璃纤维土工格栅在旧水泥混凝土路面加铺沥青层中的应用

玻璃纤维土工格栅在旧水泥混凝土路面加铺沥青层中的应用

李红，尼宏杰

李红，尼宏杰（漯河市市政工程设计院河南漯河462000）

【摘要】该文结合玻璃纤维土工格栅在漯河市嵩山路路面加铺沥青层工程的应用，论述了玻璃纤维土工格栅的防裂机理，介绍了工程中的应用层位、玻璃纤维土工格栅施工工艺等。

【关键词】旧水泥混凝土路面；沥青混凝土加铺层；玻璃纤维土工格栅；漯河市

【Abstract】CombinationofglassfibergeogridinLuoheCitySongshanAsphaltPavementLayerengineeringapplications,discussesthecrackingofglassfibergeogridsmechanismintroducedengineeringapplicationlayerbit,glassfibergeogridconstructiontechnology.

【Keywords】Oldcementconcretepavement;Asphaltconcreteoverlay;Glassfibergeogrids;Luohecity

1.概述

漯河市水泥混凝土路面始建于1992年，1996年进入修建高潮期。因水泥混凝土路面造价低、使用年限长，所以在当时水泥混凝土路面成为大家公认的路面首选结构。水泥混凝土路面的修建，为城市道路建设及维护节约了资金，为城市的交通提供了保证，在城市建设中作出很大贡献。但随着经济的快速发展，以及人们对城市道路需求的变化，水泥混凝土路面行车的不舒适性逐步显现出来，尤其是水泥路面经过近十多年的使用，混凝土断板率增加、混凝土路面缝隙加宽，加剧了行车的不舒适性，超过了现在人们行驶中舒适性的承受能力。将水泥混凝土路面改为沥青路面已成为大势所趋。大多数城市道路设计人员，用加铺沥青层的方法，对旧水泥混凝土路面进行舒适性改造。为了延缓混凝土路面板缝的反射，玻璃纤维土工格栅得到了广泛的应用。

2.嵩山路道路改造状况

漯河市嵩山路全长4.46公里，修建于1992年，路面宽为28米，其中机动车道为12米宽的水泥混凝土路面，非机动车道各为6米宽的沥青路面，机动车道与非机动车道之间绿化带各宽2米。水泥混凝土路面结构为30cm厚石灰土，23cm厚混凝土。道路经过近二十年的使用，出现了不同程度的损坏：混凝土路面断板率30%，混凝土板缝加宽。我们通过实测实量，发现道路整体强度较好。在设计中，选用旧水泥混凝土路面加铺沥青层的方案，并在沥青层中应用了玻璃纤维土工格栅。

3.旧水泥混凝土路面加铺沥青层的方案

旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土结构为：4cm厚细粒式沥青混凝土＋乳化沥青粘层油＋单层自粘式玻璃纤维土工格栅＋5cm厚中粒式沥青混凝土＋热沥青粘层油＋单层自粘式玻璃纤维土工格栅（仅限缝隙处铺1.0米宽）。

旧水泥混凝土路面板的处理：（1）对破损严重的切掉，补打与原混凝土标号一致的混凝土，形成一致的强度。（2）对构造缝应清净杂土，并灌入沥青或沥青砂。（3）旧混凝土路面表面刨毛。（4）清洗混凝土路面

4.玻璃纤维土工格栅受力特点

反射裂缝的扩展模式，根据断裂力学原理可以分为3种：张开模式（Ⅰ型）、剪切模式（Ⅱ型）和撕开模式。温度应力对应着张开模式，行车荷载对应着剪切模式。撕开模式在加铺层中不常见。

在分析荷载型反射裂缝时，利用模拟土工加筋材料和结构层层间结合状态的有限元单元模型，对筋材在开裂的沥青路面中所引起的增强增韧作用进行分析。

计算表明，在裂缝扩展至沥青面层内时，铺设在沥青面层与旧水泥混凝土板之间的土工格栅体现出一种桥联增韧效应，并且这种效应随着土工格栅的抗拉模量的增大而加强。土工格栅的桥联增韧效应能降低裂缝尖端的应力集中程度，在裂缝扩展初期最为显著，在扩展后期渐趋稳定。降低拉应力集中的效果显著，降低剪应力集中的作用在裂缝扩展初期较为明显。

在温度作用下，路面材料收缩系数不同会导致接缝处的沥青层底部产生过大的主拉应力。负温度梯度作用下，混凝土板产生翘曲，导致在加铺层层顶产生主拉应力。这两种不同变形模式将可能造成沥青层在底部和顶部产生开裂现象。此时土工格栅起到类似钢筋的作用，承担部分拉应力，从而降低沥青层中的拉应力。当层间联结状况非常好时，若底层铺设土工格栅，因其抗拉模量很大，在较小变形下即可产生较大的拉力，从而承担部分拉应力，使沥青加铺层底面的应力集中得到消散。

综上所述，无论荷载型反射裂缝，还是温度型反射裂缝，影响反射裂缝的出现和扩展的主要因素包括加铺层厚度、层间界面剪切模量、水泥混凝土板几何尺寸和沥青混凝土力学特征等。

由前面的研究表明：当层间为完全联结时，在荷载和温度的综合作用下，加铺层底部为拉应力，为土工格栅铺设位置;在沥青加铺层中设置土工格栅，土工格网与沥青混合料的摩擦，嵌锁限制了集料的移动，保持了沥青层的稳定性，从而提高了沥青混合料抵抗高温变形能力。因此,在沥青加铺层中部铺设一层土工格栅也是非常必要的。

5.玻璃纤维土工格栅施工及要求

（1）为了使玻璃纤维土工格栅与原路面保持良好粘接，并能满足沥青混凝土摊铺机作业要求。先沿水泥路面缝隙铺1米宽自粘式玻璃纤维土工格栅，纵横缝交叉处重叠铺设。然后用洒布车洒铺热沥青（沥青量为1.2Kg/m2），均匀撒少量细石屑，再用轮胎式圧拉路机碾压两遍。

（2）玻璃纤维土工格栅铺设完毕后，应严格控制车辆在其上行驶并严禁车辆在其上急转向、急刹车，以防止对玻纤格栅造成损伤或破坏。

（3）沥青混凝土摊铺时，应防止摊铺机的找平小车等金属构件损坏已铺筑的玻纤格栅。

（4）玻璃纤维土工格栅搭接宽度：纵向搭接不小于20cm，横向搭接不小于15cm。

应该注意的是，上述各道工序应选择在较好的天气进行，否则容易造成玻璃纤维土工格栅与整平层和加铺层之间的不完全联联结影响材料的粘结强度和路面结构的整体强度。玻璃纤维土工格栅的铺设建议由熟练工人来进行，以保证施工质量。而保持施工现成的清洁也是不容忽视的问题。

6.结语

玻璃纤维土工格栅在旧水泥混凝土路面加铺沥青层工程中的成功应用，与良好的施工工艺密切相关。特别在施工过程中玻璃纤维土工格栅不能弯折或架空进行铺设。由于玻璃纤维土工格栅具有防止裂缝反射作用，所以在旧水泥混凝土路面加铺沥青层工程中应用广泛。它不但能充分利用旧水泥混凝土路面剩余强度，保证道路质量，并有利于延长道路的使用寿命。

［文章编号］1006-7619（2009）08-17-754

［作者简介］李红（1966-），女，河南漯河人，助理工程师，从事市政工程设计工作。