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华尔网土工格栅
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。
减缓反射裂缝的措施。反射裂缝是由于旧面层在接缝或裂缝附近的位移，引起接缝或裂缝上方沥青混凝土加铺层内出现应力集中所造成的，其包括因温度和湿度变化而产生的水平位移以及因交通荷载作用而产生的竖向剪切位移。而根据国内外理论，在旧混凝土板与加铺层之间设置玻纤土工格栅加筋层可以使沥青混凝土加铺层底面的应力或应变因离开应力集中的接缝或裂缝端部而降低，同时也可以改变加铺层结构的抗拉和抗剪切能力，从而可以有效减少由荷载、温度、地基脱空等产生的不利影响和提高沥青混凝土加铺层的抗反射裂缝能力；且根据研究，在加铺层底部加设土工格栅时，延缓反射裂缝的效果非常明显。故本工程在加铺层底部采用玻纤格栅作为加筋层面来作为减缓反射裂缝的措施。三、基层弯沿测量采用BZZ－100型、后轴重10t的标准车，5.4m的长杆弯沉仪，每隔20m对拓宽范围路面基层进行弯沉测量。共测N＝90个点，平均弯沉为L＝0.240 mm，均方差S＝5.28，计算代表弯沉为L＝0.331mm。混土板测定点n＝28，平均弯沉为L＝0.102mm，均方差为δ＝5.4，代表弯沉为L＝0.195mm。其中＞0.10mm占34.60％，≥0.15mm占11.51％，≥0.20mm占7.70％，≥0.30mm占2.55％。以上结果符合设计要求。四、铺设土工格栅（一）路面铺筑。由于旧水泥混凝土路面，以及新拓宽部分的混凝土路面是沿按旧水泥混凝土路面的坡度进行浇筑的，表面的平整度较好，但是由于混凝土路面的路拱不对称，要调整为路拱对中，则路拱两边路面的沥青铺筑厚度是不相同的，薄的为7cm，厚的为15 cm，因此，采用沥青碎石作为沥青混凝土调平层。调平层铺筑完后，再进行面层的铺筑。（二）土工格栅技术要求1．土工格栅厚度应薄，一般3.0mm左右，以便摊铺；2．格栅网格尺寸应为0.5～1.0倍骨料粒径。本工程采用25.4×25.4mm；3．土工格栅抗拉强度应选大值，纵向大于等于50KN/M，横向大于等于50KN/M，抗变形能力强；4．伸长率小于4％；5．含胶量大于等于20％；6．土工格栅采用自粘式，幅宽为2m，耐温性－100至280摄氏度。（三）铺筑土工格栅1．在清扫干净的水泥混凝土路面上用小型沥青洒布机按0.5┧/┫喷洒粘层乳化沥青，幅宽为2.0 m；2．在大气温度10℃以上，路面不潮湿时喷洒粘层乳化沥青；3．在喷洒粘层乳化沥青后，待粘层沥青已破乳时开始进行土工格栅铺设。铺设完土工格栅后，用轻型胶轮压路机在其上作适度碾压，以确保土工格栅与原路面有良好的粘接。4．采用土工格栅铺筑设备，人工一次摊铺土工格栅。对不平整处，应用摊杆推平，如遇到弯道，应将弯道内侧的土工格栅用剪力裁开，然后将一侧推平，涂刷沥青，再将另一侧叠盖搭接，铺设时应保证平顺并使纵横向张紧。5．一卷土工格栅摊完后，再喷洒另一幅土工格栅的粘层沥青。铺设时土工格栅的搭接：纵向距离不小于15 cm，横向距离不小于10 cm；要在前一幅摊好的土工格栅上补洒20 cm的沥青带，然后再摊铺第二幅土工格栅。按此铺摊的工艺顺序直到半幅路面的土工格栅铺满，并超出半幅路面宽度20 cm，以便与第二幅路面的土工格栅搭按。（四）铺筑沥青砼1．为了方便汽车在土工格栅上和已喷洒沥青路面上行走而不带动土工格栅，在半幅路面摊铺完土工格栅后，再洒上5mm的石粉。2．在土工格栅的起始端要用铁钉加强固定，并洒一层粘层沥青。3．禁止汽车在土工格栅上刹车、转弯、调头。4．当土工格栅被汽车拉起，应立即用摊杆推平。5．用沥青混凝土铺机摊铺沥青混凝土路面。五、试验路检测1.弯沉测定。试验路铺筑后，用BZZ-100型标准汽车、5.4m长杆弯沉仪，每隔50m测定混凝路面弯沉值。2.实侧弯沉和平均弯沉L＝11.50 mm，均方差δ＝2.21，代表弯沉L?代＝15.14mm。3.按理论计算，在旧路上(δ＝0.330mm)加铺10cm沥青混凝土，计算弯沉到达0.24mm，增加一层土工格栅计算弯沉值能达到0.14mm，相当于增加了8cm厚的沥青混凝土，实测数据表明＞0.10mm的点占2.8％；≥0.15mm的点占2％，≥0.30点占1.1％。以上数据表明在沥青混凝土中加设土工格栅作用明显。
