土工格柵在瀝青混凝土路面中的應用研究
作者:路銘工程材料 日期:2019-12-4 14:54:30 文章來(lái)源:網(wǎng)絡(luò )編輯
瀝青混凝土路面在我國公路建設中應用廣泛,但是載荷應力的作用會(huì )對瀝青混凝土路面造成嚴重的損壞,進(jìn)而縮短公路的使用壽命。因此,為了改善瀝青混凝土路面的質(zhì)量,需采取措施提高其穩定性,比如通過(guò)加大土工格柵的應用,就可以有效地改善瀝青混凝土路面的質(zhì)量。
土工格柵概述
土工格柵,主要是將聚合物材料通過(guò)拉伸,形成開(kāi)孔網(wǎng)絡(luò ),然后變成具有高強度的平面網(wǎng)狀材料。土工格柵的原料是高密度、高分子聚合物等,并加人抗紫外線(xiàn)助劑,通過(guò)擠出拉伸、熱熔等工藝的作用,形成土工格柵。在土工格柵制造過(guò)程中,需要通過(guò)定向拉伸,使聚合物的分子向拉伸方向排列,提升聚合物分子間的聯(lián)結力。土工格柵具有變形小、質(zhì)量輕、抗拉性強等特點(diǎn),并兼具抗老化、耐腐蝕等性能。因此,土工格柵能夠作為加筋材料,被廣泛應用于工程建設領(lǐng)域,尤其是應用在瀝青混凝土路面的建設中。
從制造方法角度來(lái)看,土工格柵主要分為兩大類(lèi):一是經(jīng)編格柵。經(jīng)編格柵出現的時(shí)間較短,其原料強度較高。通過(guò)經(jīng)緯雙軸編制而成的雙軸向經(jīng)編網(wǎng)絡(luò ),然后用PVC浸漬土層對其進(jìn)行處理。經(jīng)編格柵具有抗撕拉性強、強度高等特點(diǎn),因而有一定的制造難度。二是定向拉伸土工格柵。定向格柵分為單向拉伸和雙向拉伸兩種。單向拉伸土工格柵是在聚合物板材上進(jìn)行沖孔,并沿著(zhù)板材長(cháng)度方向進(jìn)行拉伸而形成的;雙向拉伸格柵則是在單向拉伸格柵與其長(cháng)度垂直的方向進(jìn)行拉伸形成的。
土工格柵的作用
土工格柵有如下幾個(gè)作用:
第一,提升瀝青混凝土路面的高溫抗車(chē)轍能力。在諸多因素的影響下,容易造成瀝青混合料的高溫穩定性降低,從而出現車(chē)轍—這將影響行車(chē)的舒適性,嚴重時(shí)甚至存在交通安全隱患。土工格柵在瀝青混凝土路面中的應用,能夠提升瀝青混凝土路面的支撐能力,從而為交通安全增加一層保障。此外,在瀝青混合料中加人土工格柵,可以加強瀝青混凝土路面的承載能力,而且土工格柵作為獨立的錨固點(diǎn),對集料的位移加以限制,使得瀝青混合料與格柵相互作用,對提升礦料骨架的穩定性具有重要意義。
第二,延緩瀝青混凝土路面出現裂縫。土工格柵中的塑料和網(wǎng)i的抗拉強度較大,將這些混合料加人瀝青混凝土結構層中,能夠改善路面材料強度,并提升其的性能。當鋪設土工格柵后,能夠增大裂縫的擴展角,起到延遲裂縫出現的作用。
第三,降低瀝青層的厚度。當瀝青混凝土路面鋪設土工格柵后,改變了路面結構的應力分布,能夠在土工格柵的影響下,降低瀝青混凝土混合料的拉應力,從而加強了瀝青路面的抗疲勞性能,并延緩瀝青混凝土路面的裂縫情況出現。在瀝青混凝土路面施工中采用土工格柵,能夠降低瀝青厚度可達5cm至10cm,對減少瀝青混合料的用量具有重要作用。
瀝青混凝土路面破壞的類(lèi)型
目前,我國有2}3以上的公路建設采用瀝青混凝土路面。公路使用年限有一定的限制,對瀝青混凝土路面而言,高速公路和一級公路瀝青混凝土路面的使用年限一般為巧年,二級公
路瀝青混凝土路面的使用年限一般為12年。隨著(zhù)我國經(jīng)濟的不斷增長(cháng),交通量和超限超載也日益增加,給瀝青路面帶來(lái)了越來(lái)越大的壓力。加之一些瀝青混凝土路面設計和施工存在不合理之處,導致瀝青混凝土路面更易受到損壞。
當前,瀝青混凝土路面破壞的類(lèi)型主要如下:一是裂縫。裂縫是瀝青混凝土路面遭受損壞的一種常見(jiàn)現象,主要包含表面裂縫、沉降裂縫、車(chē)轍裂縫等,路面產(chǎn)生裂縫后,其維修難度較大。二是永久性變形。瀝青混凝土路面結構層多出現永久性變形的情況,通常表現為瀝青混凝土路面結構層的厚度逐漸減少。永久變形的表現為有波浪、車(chē)轍和推移等現象的產(chǎn)生。三是松散。主要有松散和坑槽等情況,并伴有溜滑、泛油等狀況。
土工格柵的應用
設計瀝青罩面
施工企業(yè)在某項目的瀝青混凝土路面項目施工中,為了提高道路施工質(zhì)量,提升瀝青混凝土路面承載能力,加大了土工格柵的應用力度,并取得了顯著(zhù)的成效。
為了確保土工格柵在瀝青混凝土路面建設中有更好的應用,必須對罩面進(jìn)行合理的設計。由于土工格柵的罩面層具有防治反射裂縫的作用,所以,為了確保瀝青混凝土路面結構和路基的強度都有所提升,需要結合瀝青混凝土路面施工現場(chǎng)設計罩面,并嚴格控制土工格柵罩面的厚度。在設計過(guò)程中,應該按照相關(guān)公路及設計施工標準所規定的設計方法進(jìn)行,即罩面的厚度與未鋪土工格柵相同,同時(shí),如果使用了土工格柵,需要降低瀝青罩面的厚度。
選取合適的土工格柵
為了提高瀝青混凝土路面的強度,降低裂縫、車(chē)轍等病害出現,必須采取合適的土工格柵。土工格柵可以分為不同的類(lèi)型,所以道路施工企業(yè)一定要結合施工具體情況,選擇最佳的土工格柵。
瀝青混凝土路面基層經(jīng)常會(huì )出現裂縫現象。當路面存在裂縫時(shí),瀝青層表面會(huì )有偏載荷,在路面裂縫的上部將會(huì )產(chǎn)生比較大的剪應力。為了消除這種應力集中的現象,需要在瀝青混凝土路面中加人定向拉伸土工格柵,從而消除部分瀝青混凝土路面的應力集中現象。同時(shí),還可促進(jìn)粘結層的構成應力吸收膜,路面結構層間的形成緩沖層,進(jìn)而避免出現應力集中的狀況出現,并提升瀝青混凝土路面整體的剛度,提高路面路用性能,延長(cháng)路面的使用壽命。
同時(shí),對于土工格柵也有嚴格要求。該項目所采用的土工格柵的生產(chǎn)材料是聚乙烯,拉伸強度高于100kN/m,并保證延伸率小于10%。對于所采用的雙向土工格柵,要保證拉伸強度小于20 KN/m至40kN/m,而且模量的變化要與拉伸強度保持一致。對于存在的位移現象,需要在瀝青混凝土路面中加人經(jīng)編格柵。由于土工格柵具有加筋的作用,所以將土工格柵加入在瀝青混凝土路面中,土工格柵能夠將網(wǎng)孔內的混合料整合在一起,通過(guò)橋聯(lián)作用,可以將降低瀝青混凝土路面位移情況。因此,在瀝青混凝土路面施工過(guò)程中,選擇合適的土工格柵,對改善路面整體質(zhì)量具有重要作用。