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1、 探析玻纤梏栅防治反射裂缝的机理_工程论文 工程论文 摘要：本文结合广州市花都区迎宾大道改造工程旧水泥混凝土路面加铺沥青 罩面的工程实践，阐述了玻纤格栅的特性、防治反射裂缝的作用机理、施工方法、注意事 项及经验体会。关键词：玻纤格栅；防治；反射裂缝 1 引言 随着城市道路交通量和汽车载重量的增大，对路面结构的破坏日渐加重，越来越多的 旧混凝土路面面临着修复工作。与沥青路面相比，水泥混凝土路面的修复比较困难，在旧 混凝土路面上加铺沥青罩面层是一种常用改善其使用性能的有效措施。但在沥青加铺层中 出现反射裂缝仍是需要解决的主要问题。反射裂缝本身对罩面层的使用性能影响不大，但 环境因素(雨雪、氧化、粉
2、尘)产生的负效应，常常使得裂缝迅速向四周扩展，缩短罩面层 使用性能和寿命。为了能有效地减缓旧水泥混凝土路面上裂缝的反射速度，一般采用增加 沥青罩面层厚度或者加铺一层玻纤格棚。 广东省广州市花都区迎宾大道改造工程水泥混凝土路面经过多年的运营，水泥混凝土 路面出现不同程度的损坏，包括板块断裂、板角断裂、错台等情况，严重影响行车的舒适 性和安全性。 根据对多个设计方案的比选最后确定在修复原有旧水泥混凝土路面基础上，进行沥 青混凝土加铺，其具体设计 A 段加铺方案为 4 改性沥青 SA+6 粗粒式沥青混凝土+玻纤格栅 +2 沥青找平层，B 段加铺方案为 4 改性沥青 SA+6 粗粒式沥青混凝土+玻纤格
3、棚+2 沥青找平 层+改性沥青油毛毡贴缝。 2 选用玻纤格栅防治反射裂缝的国内外案例 沥青混凝土加筋能提高路面结构层对裂缝的抑制能力、对横向剪切破坏的抵抗能力等， 达到延长路面结构的疲劳寿命、节省材料、降低费用的目的。在沥青混凝土路面中采用加 筋的方法来改善路面使用性能的设想由来已久，自上世纪 30 年代开始掺加石棉纤维，到五 六十年代美国、加拿大和英国试用以金属网作为沥青混合料中的加筋材料使用，均因材料 不过关未能推行。80 年代开始对 PG(Plyer Gegrid 聚合物网栅)进行应用研究，英国以 NETLN 有限公司为代表，研究了塑料格栅的材料性能及路用性能，并逐步推广应用。这种格栅具
4、 有两种功能：一是能提高沥青结构层的强度，具有长期抵抗拉应力的能力。二是能使应力 均匀分布在较大的面积范围内，大大减轻沥青结构层的徐变作用。最终达到防止沥青路面 开裂的目的。 国内外对加筋格栅沥青混凝土试验研究的结果表明，加筋格栅具有减薄沥青层厚度、 防治反射裂缝、减少车辙作用等特点，能够加强沥青路面的结构性能，提高道路的使用寿 命。 3 沥青加铺层的开裂分析及设计方法 旧水泥混凝土路面上加铺沥青层是一种特殊的路面结构，其应力应变特性与一般弹性 层状体系有较大的差别。由于接裂缝的存在，旧水泥混凝土路面作为基层的整体强度降低，而且在外力荷载作用下，沥青混凝土加铺层处于复杂的三维应力状态。车辆通过
5、不连续的 板体时，沥青混凝土加铺层中由于接裂缝两侧相邻板块产生竖向位移差，而出现较大的剪 切应力，这种剪切应力是沥青混凝土加铺层产生荷载型反射裂缝的最主要原因。另外，由 于路面暴露在大气中，受气温周期性变化的影响，沥青加铺层和旧水泥混凝土面板都会膨 胀，产生温度应力。由于旧水泥混凝土路面的应力在接缝处不连续，因此沥青加铺层同时 承受它本身以及旧路面所产生的温度应力，特别是在冬季气温较低时，沥青混凝土加铺层 会因为与接裂缝对应处的拉应力过大而开裂，形成所谓的温度型反射裂缝。因此，沥青加 铺层设计是沥青加铺层厚度设计，而厚度由行车荷载和防止反射裂缝两个因素控制。由于 水泥混凝土面板强度较高，将其作
6、为基层，在其上加铺沥青混凝土的这种路面结构，强度 一般能满足要求，关键是防止反射裂缝的产生。虽然我国目前旧水泥混凝土路面改建工程 日益频繁。但现行的公路工程沥青路面设计规范并没有把旧水泥混凝土路面上沥青混 凝土加铺层设计这一内容包括在内。国外对这一问题的研究工作起步较早，目前已形成四 种相对成熟的设计和计算方法，分别是 ARE(ArksinResarhEngineers)设计方法、美国沥青协 会(AI)法、美国工程兵团和联邦航空局(FAA)法、AASHT 罩面设计方法。由这 4 种计算方法 得出的广州市花都区迎宾大道改造工程旧混凝土路面上加铺的沥青混凝土厚度在 80100 之间。 4 玻纤格栅
7、防止反射裂缝作用机理 上述 4 种方法计算的旧水泥混凝土路面上沥青加铺层的厚度是作出一些假设后，按理 论方法或是在国外一些试验结果的基础上得出的。为防止反射裂缝的产生，国外多采用加 厚沥青加铺层的办法。但单纯依靠增加加铺层厚度有其弊端：一方面增加加铺层厚度受到 路面标高的限制(宁通公路上跨桥桥下净空在加铺后需满足 4.8 要求)；再就是大幅度增加加 铺层厚度必将增加路面造价，而且在夏季高温情况下沥青混合料高温蠕变易产生车辙，也 就失去了由于旧水泥混凝土板作基层所产生的强基薄面的优势，因而加厚沥青加铺层这一 方法不可取。 对这一情况，在查阅大量资料，进行理论分析和论证的基础上，最终决定在旧水泥混
8、 凝土路面上布置玻纤格棚加筋层，其上再铺筑沥青混凝土面层。这样铺筑的路面对防止基 层裂缝反射、减少路面车辙、延长路面寿命具有显著效果。玻纤格棚具有高抗拉强度，低 延伸率、无蠕变，与沥青混合料的相容性好、物理化学性能稳定、耐高温、嵌锁与限制作 用强等特点，其主要作用为均匀传递轴载，并将反射裂缝应力由垂直方向转为水平方向。 使用玻纤格栅可增强沥青混合料的整体抗拉强度，有效地改善路面结构应力分布，抵 抗和廷缓由于路面的基层裂缝引起的沥青混凝土路面反射裂缝的发生，从而提高路面的使 用寿命。 5 施工技术 5.1 铺设路面的处理 玻纤格栅的使用效果与铺设路面的处理情况密切相关，在铺设前必须将路面上可能影
9、 响格栅与底层结合强度的物质如油脂、油漆、封层料、水渍、污物等彻底清除干净，使铺 设表面清洁干燥。玻纤格栅上感压式背腹属水溶性物质，如路面有水迹时。应待路面干燥 后再进行铺设。铺设格栅之前需洒粘层油，粘层油如使用乳化沥青，需在完垒破乳干燥后 铺设格栅。 5.2 玻纤格栅的铺设与固定 格栅铺设可由平地机或铲车改装的专用设备进行铺设，也可人工铺设。玻纤格栅每卷产品的纸筒两端各标有橙色和蓝色标记，在开始铺设之前，应选择胶面向下，确定上述标 记颜色各在某一端，以方便施工而不致将胶面铺错。格栅铺设时，应保持其平整、拉紧， 不得起皱，使格栅具备有效的张力，铺完之后再用干净的钢轮压路机碾压一遍。 目前常用的玻纤格栅有带自粘胶和不带自粘胶两种。带自粘胶的可直接在已平整的基 层上铺设，不带自粘胶的通常采用钢钉固定法。本工程均采用不带自粘胶的玻纤格栅，固 定所需材料为： 50500.3 的固定铁皮，要求平整不翘角周边宜倒角处理 2 英寸钢钉。 采用固定钢钉法铺设玻纤格栅时 1/2 12 下一页尾页 下载此论文：探析玻纤梏栅防治反射裂缝的机理.dx（rd 文档）
