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玻纤格栅及其在城市沥青道路改造工程中的应用
摘要:本文分析城市旧路改造的特点,说明了应用玻纤格栅的必要性和优点,并以盐城市区两条道路的不同工程实践作对比,论证玻纤格栅在旧路改造中的技术、经济以及社会效果,同时介绍了玻纤格栅的性能、作用机理和设计施工要点。
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关键词:玻纤格栅;旧路改造;反射裂缝
目前,很多城市每年都有大量的旧路需要改造。城市沥青道路往往是因其经多年局部修补,路面破败不堪,影响市容市貌;路面坑洼不平,行车条件恶化,路面积水等原因而需改造。采用在老路上先铺一种材料———玻纤格栅,后再铺沥青面层的方法,则既可解决标高问题,又可解决反射裂缝的问题;从经济上看,一层玻纤格栅与1cm厚沥青砼价格相当,但其作用绝非1cm厚的沥青砼所能代替,可见玻纤格栅的技术、经济及社会效果都很好。
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1玻纤格栅
玻纤格栅作为一种新材料,如今已经在道路工程中被广泛采用。人民交通部在1998年12月30日发布了行业标
准《公路土工合成材料应用技术规范》(JTJ/T019—98),并于1999年2月1日起施行。盐城市区早在1998年建军路(建军路鱼市
口)改造工程中就已经开始应用。
玻纤格栅是土工合成材料中的一种。在《公路土工合成材料应用技术规范》中对土工合成材料定义为:以人工合成的聚合物为原材料制成的各种类型的产品,可置于工程结构内部或各结构层之内,具有加强、保护结构功能的一种工程材料。而玻纤格栅是以玻璃纤维为原料,经编织机编织的平面网格,再用改性沥青表面涂覆处理而成的一种土工合成材料。
1.1玻纤格栅的性能
玻纤土工格栅技术性能如下:断裂强度(kN/m)30～80;伸长率(%)≤3;栅格尺寸(mm×mm)12.7×12.7～2514×2514;
弹性模量(MPa)6.7×104;耐温性(℃
)-100～280;幅宽(m)1.5～4.0;耐腐蚀性优异;表面处理改性沥青;单位面积质量(g/m)270～600;厚度(mm)<1。
可见玻纤格栅有以下的优良性能:①强度高、模量大、变形小;②与沥青砼相容性很高;③各种稳定性好。
2旧路改造工程中玻纤格栅的设计
(1)根据《土工合成材料应用技术规范》的规定,旧沥青路加铺前必须先对旧路进行外观评定和弯沉测定,计算弯沉代表 值,确定加铺层沥青厚度和沥青砼类别。
(2)抗拉强度及大负荷延伸率的确定。根据《公路土工合成材料应用技术规范》,
用于反射裂缝的玻纤格栅的抗拉强度应不小于50kN/m,大负荷延伸率应不大于3%,实际取用时应注意玻纤格栅的纵横向指标均应满足上述规定,防治反射裂缝才是有效的。
(3)网孔尺寸的确定。用于防治反射裂缝的玻纤格栅网孔尺寸宜为其上铺筑的沥青面层材料大粒径的0.5～1.0倍,例如加铺的沥青砼下面层采用的是AC-20型,其大石子粒径为26.5mm,如取上述规定0.5～1.0的中值0.75,则0175×2615
=20,故应选用20mm×20mm的网孔尺寸。实际选取时切忌为节省造价而随意选用网孔尺寸较大而价格便宜的玻纤格栅,因为
当网孔尺寸大于其上铺筑的沥青面层材料的大粒径时,玻纤格栅将起不到应有的嵌锁作用。
(4)玻纤格栅在路面结构中的放置位置。对旧路改造工程中加铺沥青砼面层的改造方案,玻纤格栅可有三个层位供选择:一在旧路与下封层间;二在下封层与加铺的沥青面层间;三在加铺的沥青底面层和上面层之间。研究表明:玻纤格栅放于沥青底面层与上面层间,可减少温度裂缝;放于沥青层底部可防止反射裂缝,故对于以反射裂缝危害为主的旧路加铺,格栅应置于加铺的沥青砼底面。至于是在老路上先铺格栅后做封层,还是先喷油做封层后铺格栅,则取决于施工的方便。从施工实践看,先做下封层,后铺格栅,则在铺沥青砼面层时,摊铺机的履带极易将格栅带起,造成格栅的不平整,既影响了格栅防治反射裂缝的效果,又影响了路面平整度,因此设计中应将格栅置于下封层之下,使下封层成为玻纤格栅的保护层。
3旧路改造工程中玻纤格栅的施工
3.1铺设玻纤格栅前应对旧路进行的处理
应作的处理主要有:
①局部软弱部进行挖除补强;②旧路路表裂缝进行封闭;③旧路整平;④旧路路表应打扫干净。对充分发挥玻纤格栅作用而言,旧路的平整是很重要的,否则玻纤格栅不在一个平面上,不但极大地影响其在沥青砼中的加筋效果,甚至起反作用。
3.2玻纤格栅的固定与张拉
玻纤格栅的加筋作用有点类似于预应力砼中预应力筋,必须先行张拉,才能达到更好效果。铺设时先将一端固定,另一端用机械或人工拉紧,张拉伸长率宜为1%～1.5%,然后在纵横方向每隔1m左右用固定钉固定。纵横向铺设顺序应与沥青砼摊铺方向相同。
3.3玻纤格栅的搭接
横向搭接8～10cm,并根据摊铺方向,将后一端压在前一端部之下,横向搭接处均应采用固定钉固定。纵向搭接5～8cm,两幅之间可用尼龙绳或用铅丝绑扎固定,并根据沥青摊铺分幅的先后,将后一幅纵边置于前一幅纵边之下。
3.4下封层施工 玻纤格栅铺设后,应及时施工下封层,洒布热沥青0.4～0.6kg/m2,再撒石屑3～5m3/1000m2,用胶轮压路机单向碾压1～
2遍,即压路机沿铺设方向前进时在玻纤格栅上碾压,后退时从旁边未铺的路面退回,以压紧不起皱,如发现不平整起皱则应重新铺设。
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