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土工格栅 本项目将结合实体工程，主要解决土工格栅材料选择、含有土工格栅的改建路面结构力学分析、施工工艺、检测方法等方面的问题。为路面改建工程中合理应用土工格栅提供科学依据。1）土工格栅材料选择土工合成材料的质量性能差异较大，具有不同的力学指标。根据工程使用的情况不同，应该选择不同的土工合成材料。在工程设计与施工中，应根据原路面的具体情况和工程特点要求，选择符合力学性能的格栅材料。2）土工格栅改建路面结构力学分析分析土工格栅位于基层下、基层上、面层下等位置时，在汽车荷载作用下，路面的弯沉、各层层底弯拉应力的变化情况，路面裂缝处理情况和旧路加宽部位的路面结构进行了理论分析，确定土工格栅的合理层位及所起作用。3）施工工艺研究在工程实施过程中，如何施工才能使土工格栅在改建路面结构中取得良好的加筋效果，可通过试验路的铺筑，总结施工工艺，寻求可行的检测手段提出检测方法。4．研究方法采用理论分析与室内室内外相结合的方法。技术路线如下：1）收集国内外关于土工格栅在沥青路面研究中的成果及经验。2）土工格栅的物理力学性能试验，为理论计算提供科学的依据。3）制作加格栅与未加格栅的半刚性水泥稳定碎石材料试件，通过室内梁的拉弯拉试验、疲劳试验对比分析格栅对提高基层的抗弯拉强度及疲劳特性所起的作用。4）理论计算及分析。5）通过改建前后的常规弯沉测试方法及运营过程中的落锤式弯沉仪（FWD）现场弯沉测试，评定格栅对路面承载能力起到的作用。6）结论与建议。5．研究结论1）结合河南省洛界公路襄城茨沟至舞阳界段二级沥青公路路面改建工程，提出在交通量较大，超重车具有单方向性的路幅旧路面上，即补强基层底面加铺土工格栅的设计方案，提高改建路面的抗反射裂缝能力。2）对土工格栅材料性能进行研究，提出适用的土工格栅类型、性能指标和力学参数。正六边形的土工格栅受力均匀、稳定。建议选用对称性好的材料，能使受拉时应力传递均匀，风格变形性好；土工格栅可以预防瘃减缓反射裂缝的发生；引用复合材料力学得出泊松比，可以为理论计算提供依据。3）对土工格栅加筋半刚性基层材料进行弯拉、疲劳试验，结果表明，在半刚性基层下加铺土工格栅，可延缓半刚性基层的裂缝，增加疲劳寿命。4）应用弹性层状体系理论和有限元法，对土工格栅铺设在改建路面不同层位、原有路面裂缝处理和旧路加宽部位时的路面结论进行了理论分析并得出了类似的结论。在新建或改建路面基层底面加铺土工格栅会：改变基层地面的层底拉应力和路表弯沉；对路面结构力学性能的改善为理想；可以减薄半刚性基层厚度，减小的厚度与土工格栅模量成正比等。5）联合应用贝克曼梁和落锤式弯沉仪对试验路段路面进行承载性能测试，表明加铺土工格栅对路面整体强度和刚度均有提高作用，落锤式弯沉仪精度较高，可作为评价路面刚度的有交往检测手段。6）提出了土工格栅改建路面工程应用中的技术要点并进行了经济效益分析。以上结论中的第2）、3）和4）条的技术内容在国内外文献中未见报道，该成果的部分技术在国际上具有一定的创造性，因此该成果在国内外具有一定的先进性。随着汽车工业的迅猛发展，道路交通量不断增加，国省干线公路交通趋于饱和，特别是近年来超限、超载、超重车辆的增多，致使路面严重超负荷，在设计年限内，过早的出现路面病害，严重制约了公路的运输条件及道路的通行能力，未能充分发挥国省干道的作用。

　玻璃纤维土工格栅概述玻璃纤维土工格栅在国外尤其是欧美、日本的应用极广,已有几十年的历史了,它广泛涉及到道路建设、铁路施工、水库水坝、地下工程建设等诸多领域。但由于观念所限在我国尤其是在道路建设方面的应用还很窄,基本上是一个空白,这种新型复合材料不仅质优价低,而且突出的优点是降低了道路养护费用,延长了道路使用寿命,降低了路面病害的产生。道路专用玻璃纤维土工格栅是一种增强道路路面的新型优良基材,该产品采用纤维长丝双面涂覆而成,具有很高的纵横向抗拉强度,低延伸率,耐高温性。经表面处理之后,抗碱性较高,可应用于沥青混凝土路面和水泥混凝土路面的施工。同传统结构的路面相比能降低工程造价和工程的维护费用,延长道路的使用寿命。有效地防止了道路反射裂缝、龟裂、网裂等质量通病。2.?1?　玻璃纤维土工格栅的优良特性1)?高抗拉强度玻璃纤维土工格栅的强度/?重量比要比钢材大,在20?℃时其弹性模量与沥青混凝土的弹性模量比高达20∶1?,这说明该复合材料为防止反射裂缝的发生提供了足够的强度保证。2)?低延伸性经过我们的实验研究表明:玻璃纤维土工格栅的应力/?应变图形实际上接近一条垂直线,这说明该材料具有很高的抗变形能力,而且在发生断裂时其延伸率小于2?％。3)?没有长期蠕变性玻璃纤维土工格栅不发生蠕变,从而可以确保该产品的长期使用。4)?和路面混合料具有很好的相溶性玻璃纤维土工格栅是经表面有机涂层处理以后与混合料有机物具有很好的相溶性。特别是沥青材料,并彻底改善了玻璃纤维土工格栅不耐磨、不耐折的缺点。可以发挥其优良的技术性能。5)?高温稳定性玻璃纤维土工格栅的熔点在100℃以上,对160℃热铺沥青混凝上不受任何影响。其它材料的弹性模量均会受到温度的影响,如碳纤维、开夫拉纤维、钢筋、涤纶纤维等在断裂强力之前由于受温度的影响,发生伸长,影响反射裂缝的控制。所以只有玻璃纤维土工格栅能达到之 效果。6)?优良的物理化学稳定性玻璃纤维土工格栅其表面经特殊处理之后,能防止各类物理磨蚀、化学侵蚀。同时也能抵抗生物侵蚀和气候变化,其抗碱性在5?％的NaOH?溶液中浸泡28?天之后,其强度大于原来的50?％。7)?嵌锁和限制作用沥青混凝土混合料穿过玻璃纤维土工格栅结构,形成了一复合嵌锁结构。这种限制区域能够阻碍混合料的活动,沥青混合料可以得到更好的压实,获取更大的承载力,并且能够提高传荷能力,减少变形,增强沥青混凝土路面。将其变为一整体结构,犹如混凝土中加入钢筋一样,具有优良的结构强度,在道路罩面中起到骨架作用。使用玻璃纤维土工格栅可以有效地改善路面结构的应力分布,抵抗和延缓由于路面的基层裂缝所造成的路面病害的发生,从而提高路面的使用寿命。使用该材料和传统路面相比能大幅度地降低工程综合造价,如果用在新建道路施工工程中可以起到加筋骨架的作用,用于道路养护可以防止反射裂缝的再发生。3?　玻璃纤维土工格栅在工程中的应用为了探究复合材料在城市道路施工中的应用,我们在平阳南路道路拓宽工程中,选用了由江苏省如皋市九鼎集团生产的GGAIOII?型道路专用玻璃纤维土工格栅。主要用在新旧道路的衔接段,之所以选在此部位原因有二:1)?作为材料的局部实验段较为典型(处于机动车道且交通量大可以经受实践的检验)?,可以取得一些基本的施工经验和数据以便今后更大面积的推广应用；2)?新旧路结构段是施工技术难点,所暴露的质量问题也较多,同时从设计角度而言也有其不合理的地方,本次施工将从根本上解决这些问题。选用的GGAIOH?型玻璃纤维土工格栅有关技术指标如表1?。3.?1?　工程概况及应用层位平阳南路道路拓宽工程全长2.?2km?,规划红线50m?,属旧路拓宽工程(原旧路15m?宽)?,工程总投资1100?万元。玻璃纤维土工格栅用在快车道东西各7.?5m?的部位。根据设计和多年的施工经验,新旧路结合段的设计存在以下问题:1)?从施工质量而言:结合段直接连接(无连接措施)?,这无疑会使路面在荷载重复作用下短期内出现通长纵缝、龟裂等质量问题。2)?从政治经济而言:短期内出现这些质量问题不仅会造成养护费用上的浪费；社会影响和社会效益差。所以选用玻璃纤维土工格栅可以有效地防止沥青混凝土路面各种裂缝的产生。3.?2?　对原有旧路的要求为了达到良好的施工效果,使玻璃纤维土工格栅的应用起到真正的作用,我们在基层施工中重点做了以下几方面的工作；1)?纵向平整度、横断面路拱的坡度和平顺度,应 符合设计要求和质量标准,全线施工三级检测中,合格率百分之百。2)?对基层压实度的评价,这是关键。若压实度局部达不到要求,新旧路结合部会逐渐下沉开裂,玻璃纤维土工格栅将不起任何作用。为此我们做到工序施工专人专职,施工验收检测率高出规范要求5?倍,全部合格,加大了随机性。3)?不得出现局部坑洞、松散、裂缝,在铺设玻璃纤维土工格栅之前,基层应清洁,并打一层结合油,以保证上下一体3.?3?　玻璃纤维土工格栅的施工工艺1)?目前常用的玻璃纤维土工格栅有带自粘胶和不带自粘胶两种,本次采用的是不带自粘胶的,故而需用钢钉固定。固定所需之材是:?(a)?50mm?×50mm?×0.?3mm?的固定铁皮,要求不翘角,平整。(b)两英寸的优质水泥钢钉。2)?在用钢钉固定玻璃纤维土工格栅时,将一端用固定铁皮和钉子固定,在洒了结合油的基层上,将材料纵向展开拉紧,每隔10?至15m?钉一个钢钉,通常一卷玻璃纤维上工格栅长100?米,幅宽1～1.?5m?左右。3)?固定所用的钢钉不应置于土工格栅骨架上,否则应重新固定,固定之后 用大吨位的胶轮压路机稳压,以确保和基层结合,使其表面平整。在玻璃纤维土工格栅上应严禁机动车辆刹车或转向,以防破坏基材。4)?沥青黑色碎石和沥青混凝土面层的铺筑依照现行的施工技术规范即可。4?　综合造价和社会效益分析1)?我们于99?年6?月铺筑玻璃纤维土工格栅,于当月完工,使用半年多后。全线道路通行顺畅,路面完好无损,质量和外观明显好于传统结构的路面,取得了较好的社会效益。2)?玻璃纤维土工格栅综合造价15?元/?m2?,该工程共用4400m2?,合计6.?6?万元。在使用该材料以后可以确保沥青混凝土路面在长时期内不需养护(除去材料老化和其它特殊原因)?,节省了大量的养护经费和工、料、机的投入。如果是传统结构的路面,以道路使用寿命十年计,养护周期为两年一次,共需养护经费110?万元(以4400m2?做为一个核算单元)?。其经济效益是显著的。5?　施工体会1)?使用玻璃纤维土工格栅综合造价低,社会效益明显,施工工艺容易掌握。具有很广的应用价值,如果我们能够在新建和养护工程中大面积使用,不但可节省大量的资金,而且可以做到 基础建设的资金合理使用发挥其 的效益。2)?在市政工程建设施工中融进一些技术含量高的先进的工艺、设备、材料是我们今后探究的一个重要课题