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玻纖土工格栅作用原理

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玻纖土工格栅作用原理

發布日期:2019-08-05 作者:南昌天高 點擊:

1、減緩反射裂縫

反射裂縫是由于舊混凝土面層在接縫或裂縫附近的較大位移引起其上方瀝青加鋪層内出現應力集中所造成的,它包括因溫度和濕度變化而産生的水平位移,以及因交通荷載作用而産生的豎向剪切位移。前者導緻接縫或裂縫上方的瀝青加鋪層内出現較集中的拉應力;後者則使接縫上方的瀝青加鋪層經受較大的彎拉應力和剪切應力。

由于土工格栅的模量很大,達到67Gpa,作為剛度大的硬夾層應用在瀝青罩面層中,其作用是抑制應力,釋放應變,同時作為瀝青混凝土加筋材料,提高加鋪層結構的抗拉和抗剪能力,從而達到減少裂縫的目的。實踐表明,一條改變了方向的水平裂縫的對應裂縫能量可從其起點移動0.6米,1.5米以上寬度的加筋材料有助于确保能量在裂縫兩側完全消散。

2、抗疲勞開裂

在舊水泥混凝土路面上的瀝青加鋪層,其主要作用是提高路面的使用功能,對承載作用則貢獻不大,加鋪層下的剛性混凝土路面仍起關鍵的承載作用。而在舊瀝青混凝土路面上進行瀝青罩面則不同,瀝青加鋪層将與舊瀝青混凝土路面一起承載。因此,在瀝青混凝土路面上進行瀝青罩面,除了會出現反射裂縫,同時還會因為荷載的長期作用而出現疲勞開裂。我們對舊瀝青混凝土路面上的瀝青加鋪層受荷情況做受力分析:由于瀝青罩面層下為與瀝青罩面層同一性質的柔性面層,當受到荷載作用時,路表将發生彎沉。在直接與車輪接觸的瀝青罩面層受到壓力,在輪載邊緣以外的區域,面層受到拉力作用,由于兩處受力區域所受力性質不同,而又彼此緊靠,因此在兩塊受力區域的交界處即力的突變處容易發生破壞。在長期荷載的作用下,發生疲勞開裂。

玻纖土工格栅在瀝青罩面層中,能夠将上述的壓應力與拉應力分散,在兩塊受力區域之間形成緩沖帶,在這裡應力逐步變化而不是突變,減少了應力突變對瀝青罩面層的破壞。同時玻纖土工格栅的低延伸率減小了路面的彎沉量,保證了路面不會發生過渡變形。

3、耐高溫車轍

瀝青混凝土在高溫時具有流變性,具體表現在:夏季瀝青道路面層發軟、發粘;在車輛荷載作用下,受力區域産生凹陷,車輛荷載撤除後瀝青面層無法完全恢複至受荷前的狀況,即産生了塑性變形;在車輛的反複碾壓的作用下塑性變形不斷積累,形成車轍。我們對瀝青面層結構進行分析後,可以知道由于高溫下瀝青混凝土具有流變性,而在受到荷載時,面層中沒有任何可以約束瀝青混凝土中集料運動的機制,造成瀝青面層的推移,這就是形成車轍的主要原因。

在瀝青罩面層中使用玻纖土工格栅,其在瀝青面層中起到骨架作用。瀝青混凝土中集料貫穿于格栅間,形成複合力學嵌鎖體系,限制集料運動,增加了瀝青罩面層中的橫向約束力,瀝青面層中各部分彼此牽制,防止了瀝青面層的推移,從而起到抵抗車轍的作用。

4、抗低溫收縮開裂

嚴寒地區的瀝青道路,冬季面層溫度接近于氣溫,在這樣的溫度條件下,瀝青混凝土遇冷收縮,産生拉應力。當拉應力超過瀝青混凝土拉伸強度時,産生裂紋,在裂紋集中的地方産生裂縫,形成病害。從裂紋的成因看,如何使瀝青混凝土強度抵抗住拉應力是解決問題的關鍵。

玻纖土工格栅在瀝青罩面層中的應用,使得瀝青混凝土的拉伸強度大大提高,可以抵抗住較大的拉應力而不緻發生破壞。另外,即使因為局部區域産生裂紋,使裂紋發生處的應力過于集中,但經玻纖土工格栅的傳遞而逐漸消失,裂紋不再會發展成裂縫。在選用玻纖土工格栅時,除其性能指标應符合上表規定之外,還應特别注意保證其幅寬不小于1.5m,以滿足其作為控制反射裂縫夾層時有足夠的橫截面積來充分消散裂縫能量;同時,其網眼尺寸宜為其上瀝青面層材料最大粒徑的0.5~1.0倍,這樣有助于達到最佳剪切膠粘性,促進集料嵌鎖與限制。


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