工程玻纖格柵在防治反射裂縫中的應(yīng)用淺析

【摘 要】隨著經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步，人們對于交通的需求也越來越大，尤其是公路交通，近些年來，我國公路所承載的運輸量越來越大，汽車的載重量也隨著汽車工業(yè)的發(fā)展不斷增大，這就給公路路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定行帶來了很大的挑戰(zhàn)，越來越多的舊混凝土路面面臨著修復(fù)工作。本文就公路修復(fù)中，瀝青加鋪過程中出現(xiàn)的發(fā)射裂縫問題進行分析，提出一些借鑒建議。

【關(guān)鍵詞】公路工程；玻纖格柵；發(fā)射裂縫

一、國內(nèi)外防治反射裂縫的研究

自新中國建立以來，我國公路建設(shè)逐步取得巨大成就，目前我國公路設(shè)施建設(shè)已經(jīng)遍布全國各地，公路在陸地交通運輸中起著不可替代的作用。隨著我國經(jīng)濟交流的日益頻繁和經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們對公路的需求日益增多，交通車輛的快速增多極大的增加了公路的運載符合，對路面的破壞程度也在不斷增大。在舊的水泥混凝土路面加鋪一層瀝青罩面是解決和改善公路損害的有效方法之一，但在加鋪過程中出現(xiàn)的反射裂縫仍是需要解決的問題之一。瀝青混凝土加筋能提高路面結(jié)構(gòu)層對裂縫的抑制能力、對橫向剪切破壞的抵抗能力等，達到延長路面結(jié)構(gòu)的疲勞壽命、節(jié)省材料、降低費用的目的。早在上世紀二三十年代起，歐美等發(fā)達國家就已經(jīng)開始著手研究，但是長達三四十年的研究過程中個，由于使用材料的不過關(guān)導(dǎo)致此方法一直未真正投入使用。八十年代起，英國首先研究并投入使用PG（聚合物網(wǎng)柵），有效的改善了瀝青路面開裂的狀況。在上世紀90年代，北京市公路局首次采用金屬網(wǎng)加筋瀝青混合料結(jié)構(gòu)修筑了500米的試驗段，并取得不錯效果，之后我國展開了土工格柵的研究工作。結(jié)合國內(nèi)外研究成果，加筋格柵具有減薄瀝青層厚度、防治反射裂縫、減少車轍作用等特點，能夠加強瀝青路面的結(jié)構(gòu)性能，提高道路的使用壽命。

二、瀝青加鋪層的開裂分析及設(shè)計方法

舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青層是一種特殊的路面結(jié)構(gòu)，其應(yīng)力應(yīng)變特性與一般彈性層狀體系有較大的差別。由于水泥混凝土路面的特征，導(dǎo)致以水泥混凝土路面作為路基的公路設(shè)施的整體強度消弱，并且在外力的作用下，混凝土路面上的瀝青加鋪層的應(yīng)力狀態(tài)處于三維應(yīng)力狀態(tài)。當車輛運輸負荷通過不連續(xù)的板體時，加鋪層下相鄰板塊由于受力的大小和方向不同而產(chǎn)生側(cè)移，從而出現(xiàn)較大的剪切力，這種剪切力是造成反射裂縫的主要原因。另外考慮到水泥混凝土和瀝青的不同材質(zhì)性質(zhì)，其對溫度的反應(yīng)程度也不同，因溫差產(chǎn)生的溫度應(yīng)力也不同，在冬、夏等極端溫度的環(huán)境下，瀝青加鋪層和水泥混凝土層因溫度周期變化而產(chǎn)生的變化不同，特別是在冬季，因溫度應(yīng)力和混凝土接裂縫應(yīng)力處的拉力過大而產(chǎn)生開裂，這就是典型的溫度型反射裂縫。因此，瀝青加鋪層設(shè)計是瀝青加鋪層厚度設(shè)計，而厚度由行車荷載和防止反射裂縫兩個因素控制。由于水泥混凝土面板強度較高，將其作為基層，在其上加鋪瀝青混凝土的這種路面結(jié)構(gòu)，強度一般能滿足要求，關(guān)鍵是防止反射裂縫的產(chǎn)生。國外對這一問題的研究工作起步較早，目前已形成四種相對成熟的設(shè)計和計算方法，分別是ARE（Anstin Resarch Engineers）設(shè)計方法、美國瀝青協(xié)會（AI）法、美國工程兵團和聯(lián)邦航空局（FAA）法、AASHTO罩面設(shè)計方法。

三、玻纖格柵防止反射裂縫作用機理

通過大量的材料分析和研究，進行實踐論證，最終決定在舊水泥混凝土路面上不知玻纖格柵加筋層，然后再其上再加鋪瀝青混凝土面層，事實證明，這種鋪筑的路面具有顯著的防止基層裂縫反射、減少路面車轍、延長路面壽命的作用。玻纖格柵具有高抗拉強度、低延伸率、無蠕變，與瀝青混合料的相容性好、物理化學(xué)性能穩(wěn)定、耐高溫、嵌鎖與限制作用強等特點，其主要作用為均勻傳遞軸載，并將反射裂縫應(yīng)力由垂直方向轉(zhuǎn)為水平方向。玻纖格柵的特性保證了瀝青混凝土的整體抗拉強度，有效的改善路面的應(yīng)力分布，進而延緩瀝青加鋪層的反射裂縫，對延長公路實用壽命有非常不錯的效果。

四、改善和防治反射裂縫問題的施工技術(shù)及措施

1.鋪設(shè)路面的處理

由于水泥混凝土路面的處理情況直接影響到玻纖格柵的使用效果，所以在加鋪瀝青混凝土路面之前，首先應(yīng)該清除水泥混凝土路面的油脂、封層料以及水漬污物等來增加玻纖格柵與路基的結(jié)合強度，另外在鋪設(shè)玻纖格柵之前，一方面需保證路基面的清潔干燥情況，另一方面需灑粘例如乳化瀝青等層油，待乳化瀝青完全破乳干燥后再鋪設(shè)玻纖格柵。

2.玻纖格柵的鋪設(shè)與固定

針對玻纖格柵的特點，在鋪設(shè)時需采用人工鋪設(shè)的方式。在鋪設(shè)時，施工人員應(yīng)認清顏色標示，確保帶有粘膠的一面向下。鋪設(shè)過程需認真謹慎，要避免出現(xiàn)褶皺或者氣泡而影響整體有效的張力，鋪完之后用干凈的鋼輪壓路機壓一遍。對于使用不帶自粘膠的玻纖格柵需要鋼釘固定，在固定時采用分段式固定，每段長度以4-5m為宜，運用鋼釘拉緊格柵，使格柵縱橫向均保持繃緊狀態(tài)，在固定前需在路基上灑布粘層瀝青，固定之后壓路機緊隨后碾壓效果更好。

3.施工注意事項

（1）在鋪設(shè)過程中嚴控車輛，禁止車輛的急剎和急轉(zhuǎn)。

（2）陰雨天氣禁止施工。

（3）鑒于玻纖格柵對人體皮膚的刺激性，保證施工過程中，施工人員穿戴防護用具。

（4）對于預(yù)先沒有處理的路基坑塘，在鋪設(shè)后對應(yīng)位置剪去，以便鋪設(shè)瀝青混凝土時完全填平。

（5）玻纖格柵具有一定溫度承受區(qū)間，所以在施工時保證溫度在合適范圍。

（6）保證玻纖格柵的最大負荷延伸率，實際選用的格柵從橫向抗拉強度均需大于50KN/m。

（7）格柵鋪設(shè)完成后，及時施工下封層和表面石屑。

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