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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
随着加筋技术的发展和土工合成材料加筋理论的不断完善，新型的土工加筋材料不断涌现。土工格栅的出现，对公路工程的发展起到了重要的推动作用。但由于不同的土工产品的作用不同，正确选择合适的材料对公路工程的质量保证起到了关键作用。 土工格栅是聚合物材料经过定向拉伸形成的具有开口网格、较高强度的平面网状材料。常用的聚合物有聚丙烯、高密度聚乙烯、玻璃纤维、涤纶、合成纤维等。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玻纤聚酯土工格栅四大类。 一、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，按其制造时拉伸方向的不同可为单向拉伸和双向拉伸两种。它是在经挤压制出的聚合物板材（原料多为聚丙烯或高密度聚乙烯）上冲孔，然后在加热条件下施行定向拉伸。单向拉伸格栅只沿板材长度方向拉伸制成，而双向拉伸格栅则是继续将单向拉伸的格栅再在与其长度垂直的方向拉伸制成。 （一）塑料土工格栅的基本特性 1、力学性能：由于在制造过程中，经过了定向拉伸，使聚合物分子沿拉伸方向定向排列，加强了分子链间的联结力，大大提高了其抗拉强度，甚至比软钢强度还大，延伸率却很小。土石料在网格内互锁力增高，它们之间的磨擦系数也显著增大。 2、抗温度性能：由于拉伸作用，使其抗高温性能也提高。 3、耐久性能：由于土工格栅中加入炭黑等老化材料，使它具备较好的耐酸、耐碱、耐腐蚀、抗老化等耐久性。 4、施工性能：土工格栅重量轻，与土或碎石咬合力强；抗酸碱、耐腐蚀、耐老化；柔性、质轻易施工。塑料土工格栅是有一定柔性的塑料平面网材，易于现场裁剪和连接（可用聚乙烯绳或连接棒连接），也可重叠搭接，便于现场组装成所需形状，且在施工过程中折曲影响小，施工简单，不需要特殊的施工机械和专业技术人员。 （二）塑料格栅视单、双向应用场合分别如下： 单向土工格栅适用于公路及铁路路基、路堤、边坡加筋、各类挡墙加筋、江河海坝的加筋及堆场加筋、桥台加筋、较浅层基础的加筋。广泛应用于各类加筋挡土墙。双向格栅适用于公路及铁路路基、路堤加筋、浅层基础加筋、大型广场、车场、码头货场、堆场等 性承载的地基增强，河道路基加筋，防治沥青混凝土路面反射裂缝等。广泛应用于路基、路堤加筋和浅层基础加筋。
