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土工格栅处理新旧路交接的方法

发布时间: [2018-7-14-14:24:54]    浏览量:1563次

近年来,公路运输需求日益增长大大促进了水泥混凝土公路的发展。有的早期修建的水泥路面设计标准偏低加之使用时间长,不可避免地出现破损、断裂等各种病害,不能满足日益增长的交通运输需求。针对旧路的加固加宽、路面改造等工程如雨后春笋般纷纷开展,在利用旧路改建时,宽度不足则需在旧路单边或双边扩宽,这时就存在新旧路交接问题,在新旧路基交接处易存在沉降不均匀、反射裂缝、破碎等现象,如何解决这些问题,提高交通质量和交通安全,延长道路使用寿命是道路改建中的重点。




一、新旧路交接易产生的问题

在新旧路基交接处,因存在新旧路基沉降不均匀影响,原混凝土板在温度应力及荷载作用下变形,造成沥青类面层在原接缝处反射开裂,较大的反射裂缝会导致雨水渗入进而加深了反射裂缝、破碎的病害程度,为了解决这些问题,国内外许多工程采用加筋技术来提高路面的性能,其中,采用土工格栅进行道路改建,基本能够起到减少或延缓路面病害的发生和发展的作用。

二、新旧路交接时反射裂缝的产生

反射裂缝主要是由于道路温度变化、道路荷载两者的综合作用。由温度变化引起的反射裂缝称之为温度型反射裂缝,由荷载引起的反射裂缝称之为荷载型反射裂缝。

(一)温度型反射裂缝   

外部环境对混凝土路面产生温度差,温度差使旧混凝土板膨胀,在沥青罩面层内产生拉应力,使沥青旧面出现翘曲变形,且温度变化越大,越快,产生的应力越大,罩面层越容易开裂。(二)荷载型反射裂缝    

当车荷载驶经接缝时,荷载作用于旧路面板接裂缝的一侧,旧路面板在这种荷载作用下,缝两侧的板产生相对的竖向位移差,沥青罩面层中剪应力增大,造成切型反射裂缝;或者是荷载作用在旧路面板接缝的顶面,由于在接缝处的旧路面板不能承受拉应力,所以接裂缝处顶面沥青罩面层中弯拉应力最大,容易引起弯拉型反射裂缝。   

三、土工格栅的功能    

土工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、嵌锁和限制等特点,其主要作用为将反射裂缝应力由垂直方向转为水平方向。同时土工格栅具有较高的抗拉强度和张拉模量,因此能将荷载和应力均匀地扩散在较大的面积范围内。从而有效地防止由于路面的基层裂缝引起的反射裂缝的发生。它的作用主要表现在:   

1.分散裂缝,使导致裂缝产生的应力转向水平。格栅将沥青层内温度和荷载反复作用产生的应力扩散到一个较大范围内,从而使宽裂缝分散成若干细小的裂缝,延迟了裂缝的扩散和贯通。格栅为改变裂缝方向提供了足够的刚度,裂缝扩展到夹层底,然后转向水平,阻止其垂直向上扩展,提高了路面的抗裂能力和耐疲劳能力。    

2.抗变形。当非均布的局部外力作用于格栅时,网孔就会相应变形,其约束作用也显示出来,因此土工格栅对非均布荷载的适应性较好并将其均匀传递。    

3.提高韧性。这种格栅能起到比钢筋更致密的连续作用,一直到纤维断裂或被拉出才最终失去承载能力,表现出较高的韧性。由于土工格栅约束层的网孔具有同一形状,这样上下层颗粒之间剪切阻力不受影响,且格栅的刚度、抗拉强度、网孔的嵌锁作用三者相互复杂作用,阻止了因荷载的压实而引起的局部位移变形,从而加强了颗粒材料的压实作用。   

四、玻璃纤维土工格栅    

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,其中玻璃纤维土工栅格应用较为广泛。玻璃纤维的主要成分是:氧化硅,是无机材料,其理化性能极具稳定,并具有强度大、模量高,很高的耐磨性和优异的对寒性,无长期蠕变;热稳定性好;网状结构使集料嵌锁和限制;提高沥青混合料的承重能力。因表面涂有特殊的改性沥青使其具有两重的复合性能,极大地提高了土工格栅的耐磨性及剪切能力。    有时配合自黏感压胶和表面沥青浸渍处理,使格栅和沥青路面紧密结合成一体。由于土石料在土工格栅网格内互锁力增高,它们之间的摩擦系数显著增大(可达0.810),土工格栅埋入土中的抗拔力,由于格栅与土体间的摩擦咬合力较强而显著增大,因此它是一种很好的加筋材料。同时土工格栅是一种质量轻,具有一定柔性的塑料平面网材,易于现场裁剪和连接,也可重叠搭接,施工简便,不需要特殊的施工机械和专业技术人员。   

玻璃纤维土工格栅特点:    

1.高抗拉强度、低延伸率——玻纤土工格栅是以玻璃纤维为原料,具有很高的抗变形能力,断裂延伸率小于3%。    

2.无长期蠕变——作为增强材料,具备在长期荷载的情况下抵抗变形的能力即抗蠕变性是极为重要的,玻璃纤维不会发生蠕变,这保证产品能够长期保持性能。     

3.热稳定性——玻璃纤维的熔化温度在1000℃以上,这确保了玻纤土工格栅在摊铺作业中承受热的稳定性。    

4.与沥青混合的相容性——玻纤土工格栅在后处理工艺中涂覆的材料是针对沥青混合料设计的,每根纤维都被充分涂覆,与沥青具有很高的相容性,从而确保了玻纤土工格栅在沥青层中不会与沥青混合料产生隔离,而是牢固地结合在一起。     

5.物理化学稳定性——经过特殊后处理剂进行涂覆处理,玻纤土工格栅能够抵抗各类物理磨损和化学侵蚀,还能抵御生物侵蚀和气候变化,保证其性能不受影响。    

6.集料嵌锁和限制——由于玻纤土工格栅是网状结构,沥青混凝土中的集料可以贯穿其中,这样就形成了机械嵌锁。这种限制阻碍了集料的运动,使沥青混合料在受荷载的情况下能够达到更好的压实状态,更高的承重能力,更好的荷载传递性能及较小的变形。   

五、玻璃纤维土工格栅施工工艺    

玻璃纤维土工格栅施工工艺流程:检测、清理下承层→自黏法铺设土工格栅→碾压→检测。   1.检测、清理下承层,按有关规范完成翻浆、坑槽、严重裂缝、沉陷、壅包、松散、车辙等病害的修复工作。并清除路面上的泥土杂物:旧水泥混凝土路面上局部的松散、坑洞、填缝料脱落及扩散型裂缝,应事先清理、修补和填塞,以保持表面状况平整完好。原有的光滑路面应凿毛并冲洗干净。   

2.玻纤格栅的施工方法,对旧路面拓宽,在新旧路面接合处铺设玻纤格栅,主要作用是防止新旧路面沉降不均,导致接合处的裂缝。玻纤格栅施工方法可采用自黏式玻纤格栅直铺法,自黏式玻纤格栅直铺法便捷,质量稳定。施工方法如下:    

(1)对旧沥青混凝土路面和旧水泥混凝土路面,做2cm3cm厚的调平层,使用真空车或洒水车保证路表面清洁干净。    

(2)喷洒重油热沥青。每平方米宜为0.3kg0.4kg。    

(3)采用专用摊铺车,铺设自黏式玻纤格栅,铺设应平顺,拉紧。    

(4)横向搭接长度宜为15cm,纵向搭接长度宜为50cm,搭接重叠方向与沥青混凝土摊铺机运行的方向一致。    

(5)使用胶轮压路机碾压,铺好土工格栅后,人工铺设上层填料,及时完成碾压,避免长期暴晒。然后采用机械运料、整平、碾压。机械摊铺、碾压从两边向中间推进,碾压自两边向中间进行,其压实度保持达到规范要求。    

施工注意事项:

土工格栅在平整的下承层上必须严格按设计要求的宽度铺设,其上下层填料保证无刺坏土工格栅的杂物,铺设土工格栅时,将强度高的方向垂直于路堤轴线方向布置。土工格栅横向铺设。铺设时绷紧,拉挺,避免折皱、扭曲或坑洼。土工格栅沿纵向拼接采用搭接法,搭接宽度不小于20cm。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、撕裂等损坏时,视程度修补或更换。   

六、结语    

旧路交接过程中若处理不当,极易造成交接处的反射裂缝隐患,影响道路的使用功能和使用寿命。在旧路改建过程中,使用土工格栅可以起到提高路面承载能力、减小基层底面拉应力、减薄路面结构层厚度。起到防止旧路裂缝扩展、延长路面使用寿命的作用,保证了道路的交通安全和交通质量,是值得不断探究的课题。