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土工格栅在路基路面工程中的应用

时间:2021-08-02 20:13

  土工格栅在路基路面工程中的应用 白永胜 【摘 要】摘 要:概述了土工格栅具有抗拉模量高、强度高、耐高温、耐腐蚀等 优点,并对其进行了分类讨论,简单介绍了土工格栅在路基路面工程中的应用, 有利于工程技术人员加深对该材料的了解,并更好的运用于实际工作中。 【期刊名称】山西建筑 【年(卷),期】2011(037)018 【总页数】2 【关键词】关键词:路基,路面,土工格栅 1 概述 公路运输是陆上运输方式之一,因其灵活机动、迅速方便等特点,使其不仅成 为一个独立的运输体系,也成为铁路车站、港口和机场集散物资的重要手段, 对于一个国家经济的发展起着重要的基础作用。而路基路面工程是道路工程的 重要组成部分,因此使路基和路面能长时期具有良好的性能,具有十分重要的 意义。 土工格栅是一种新型的土工合成材料,具有抗拉模量高、强度高、耐高温、耐 腐蚀等优点。随着旧路面改造的大范围进行,土工格栅逐渐被应用于沥青加铺 层的夹层,国内外的研究表明土工格栅可延缓沥青罩面的反射裂缝。 一般将土工格栅分为塑料土工格栅、钢塑土工格栅、玻璃纤维土工格栅和聚酯 纤维经编土工格栅四大类。 1)塑料土工格栅:塑料土工格栅是经过拉伸形成的具有方形或矩形的聚合物网材, 其抗拉强度高,但延伸率却很小;随着抗拉强度的提高,其抗高温性能也提高;在 土工格栅中加入炭黑等老化材料,故其耐酸、耐碱、耐腐蚀、抗老化等耐久性 较好(见图 1)。2)钢塑土工格栅:钢塑土工格栅以高强钢丝经特殊处理,与聚乙 烯,并添加其他助剂,通过挤,使之成为复合型高强抗拉条带,表面有粗糙压 纹,其为高强加筋土工带。由此单带,经纵、横按一定间距编制排列,采用特 殊强化粘结的熔焊技术焊接其交接点而成型,为加筋土工格栅[1]。其具有强度 大、蠕变小、承载力强、抗腐蚀、防老化、摩擦系数大、孔眼均匀、施工方便、 使用寿命长等特点。3)玻璃纤维土工格栅:是玻璃纤维编织而成的网状结构材料, 因玻璃纤维的主要成分有氧化硅,其具有理化性能稳定,强度大、模量高,耐 磨性高,无长期蠕变,热稳定性好等特点。网状结构使集料嵌锁和限制;提高沥 青混合料的承重能力。表面涂有特殊的改性沥青使得土工格栅的耐磨性及剪切 能力有了很大提高[1](见图 2)。4)聚酯纤维经编土工格栅:选用高强聚酯纤维为 原料。采用经编定向结构,其中的经纬向纱线相互间无弯曲状态,在交叉点采 用高强纤维长丝捆绑结合起来而形成的网状结构。 2 土工格栅在路基工程中的应用 2.1 在路基中的应用 1)处理半填半挖路基。半填半挖式路基指的是在一个横断面内,部分为路堤、 部分为路堑的路基。填挖交界地段路基填方应挖符合要求的台阶并分层填筑, 避免因填筑不当,而出现路基纵向裂缝。如果路基填料大部分为高液限粘土, 完工后沉降量较大,尤其是半填半挖填挖交界处易产生不均匀沉降,工程中一 般采取铺设土工格栅的方法,在每层台阶水平面上铺设土工格栅,利用其自身 的立面侧限加筋效应可以控制路基的沉降,或沉降很少。 2)处理不良路基。对于风沙地区的路基修筑采用土工格栅可以对松散填料起到 侧限作用,在有限的高度内保障路基具有高的刚度和强度,以承受较大的荷载 应力;对于多年冻土地区,为防止由于发生翻浆而导致路堤发生过量沉降。土工 格栅特有的立面加筋效应和有效的落实整体侧限性,可以确保在冻土地区的最 小填土高度,并使填土具有高品质的强度和刚度;对于湿陷性黄土路基,也可用 土工格栅按照承载力要求对路基进行处理;对于盐渍土和膨胀土修筑的高速公路 和一级公路,路肩及边坡均采用加固措施,格栅的立面加固效果是所有加固材 料中最优异的一种,同时它又具有良好的耐腐蚀性,完全可以满足在盐渍土和 膨胀土修筑高等公路的要求。 3)台背路基填土加筋。采用土工格栅可以实现台背加筋的目的,其与填料间可 以产生足够的摩擦力,有效减少路基与构造物间的不均匀沉降,最终有效缓解 “桥台跳车”病害对桥面的早期冲击破坏。 2.2 施工步骤 施工流程见图 3。土工格栅要在压实平整,无尖刺凸起物的场地上铺设,铺设 时格栅的主要受力方向(纵向)应与路堤轴线方向垂直,铺设要平整,无褶皱、 扭曲或坑洼,尽量拉紧。土工格栅沿纵向拼接采用搭接法,搭接宽度不小于 20 cm。 铺好土工格栅后,人工铺设上层填料,填料应按设计要求选取,除冻结土、沼 泽土、生活垃圾、白垩土、硅藻土外均可用作填料。但砾类土和砂类土力学性 能稳定,受含水量影响很小,宜优先选用。及时完成碾压,避免长期暴晒。 杜绝一切施工车辆和施工机械行驶或停放在已铺好的土工格栅上,施工中随时 检查土工格栅的质量,发现有折损、刺破和撕裂等损坏时,据其破损程度修补 或更换。 3 土工格栅在路面工程中的应用 3.1 用于水泥混凝土路面改建复合式路面 近年来,随着公路交通量和汽车载重量的增大,对路面结构的破坏日趋严重, 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 的修复较困难,常采用的有效措施是在旧混凝土路面上加铺沥青罩面层,但在 沥青加铺层中出现反射裂缝的问题至今仍无法解决[2]。 经过大量试验研究,最后决定在旧水泥混凝土路面上布置玻纤格栅加筋层,其 上再铺筑沥青混凝土面层。玻纤格栅具有高抗拉强度、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。 3.2 玻璃纤维土工格栅用于沥青混凝土路面 沥青路面面层在轮载范围内受到压力,在轮载边缘以外的区域受到拉力作用, 因两处受力区受力性质不同又彼此紧靠,故在长期荷载作用下,在两块受力区 域的交界处极易产生疲劳开裂。将玻璃纤维土工格栅置于道路结构层中,可使 得上述的拉应力与压应力分散,减小了路面的弯沉量,保证了路面不会发生过 度变形[3];在高温条件下,沥青混凝土流动性增加,经车辆的反复碾压便形成了 车辙,在路面结构层中放置玻璃纤维土工格栅起到了骨架作用,增加了结构层 横向约束力,防止了塑性

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