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在长期荷载的作用下,发生疲劳开裂。玻璃纤维土工格栅在沥青罩面层中,能够将上述的压应力与拉应力分散,在两块受力区域之间形成缓冲带,在这里应力逐步变化而不是突变,减少了应力突变对沥青罩面层的破坏。
同时玻璃纤维土工格栅的低延伸率减小了路面的弯沉量,保证了路面不会发生过渡变形。由于高温下沥青混凝土具有流变性,在受到荷载时,面层中没有任何可以约束沥青混凝土中集料运动的机制,造成沥青面层的推移,这就是形成车辙的主要原因。在沥青罩面层中使用玻璃纤维土工格栅,其在沥青面层中起到骨架作用。沥青混凝土中集料贯穿于格栅间,形成复合力学嵌锁体系,限制集料运动,增加了沥青罩面层中的横向约束力,沥青面层中各部分彼此牵制,防止了沥青面层的推移,从而起到抵抗车辙的作用。通过在宁夏石中高速公路姚叶段(银川段)进行试验,认为在半刚性基层顶面设置预切缝防止反射裂缝效果明显。同时,在预切缝上铺设玻璃纤维土工格栅来改变车辆荷载和温度作用下的受力状态,减少接缝处应力集中,增加路面的整体刚度,提高沥青面层的抗高温能力[4]。
冬季气温低,严寒地区的沥青混凝土遇冷收缩,产生拉应力。当拉应力超过沥青混凝土拉伸强度时,产生裂纹,在裂纹集中的地方产生裂缝,形成病害。玻璃纤维土工格栅在沥青罩面层中的应用,使得沥青混凝土的拉伸强度大大提高,可以抵抗较大的拉应力而不致发生破坏。另外,即使因为局部区域产生裂纹,使裂纹发生处的应力过于集中,但经玻璃纤维土工格栅的传递而逐渐消失,裂纹不再会发展成裂缝[5]。将土工格栅用于道路的不同部位时,可以使道路具有更好的性能或更长的使用期,或两者兼有,主要功能包括玻璃纤维土工格栅用于路堤内部加筋和侧向加筋。该方面的进展是在路基施工过程中加入连续纤维,已有人进行过这方面的室内和现场试验。迄今,成功是将分散的纤维(典型的有聚丙烯)应用于碎石路基中。




与其相关的工艺技术和装备的研制将加快玻璃纤维土工格栅的开发进程。人民交通出版社[3]王建东1玻璃纤维材料在防止路面反射裂缝中的应用[D]1东北大学硕士[4]汤勇1半刚性基层预切缝防止反射裂缝的试验研究[D]1东北大学硕士[5]武贤慧1半刚性基层沥青路面低温抗裂性研究[D]1长安大学硕士?关于土工合成材料的分类,至今尚无统一的准则,早期曾将其分成土工织物和土工膜,分别代表透水和不透水合成材料。随新技术和新材料的发展,我国的“土工合成材料工程应用手册”将土工合成材料分成四大类,即土工织物,土工膜、特种土工合成材料和复合型土工合成材料。特种土工合成材料包括:土工格栅、土工网、土工垫、土工格室、土工模袋、土工泡沫塑料等。
复合型土工合成材料是由上述各种材料复合而成,如复合土工膜、土工复合排水材料等。下面对一些主要土工合成材料产品的成分和用途作简要介绍。土工织物:可渗透聚合(合成或自然)织物材料,加工成片状(可以是有纺、无纺或针织),用于土工技术、环境水工和运输工程。有纺土工织物:相互交错的土工织物,通常呈直角,有两组或多组纤维、单纤维或其它成分。针织土工织物:由一条或多条纤维、单纤维或其它成分加工而成。无纺土工织物:定向或无规则粘结而成的土工织物。土工膜:加工成片状的不渗透材料,可以是合成、沥青或皂土的,用于土工技术、环境、水工和运输工程。合成土工膜:主要成分为聚合合成物,如聚乙烯、聚丙烯、PVC、EPMD或其它物质的土工膜。
沥青土工膜:主要成分为沥青合成的土工膜。皂土土工膜:主要成分为粉未或颗粒性皂



在我国部颁标准中定义为聚合物材料经过定向拉伸形成的具有开孔网格较高强度的平面网状材料[1]。他广泛应用于公路建设的路堤加筋、过滤排水、路基台背填土加筋路基防护、路面裂缝防护等工程,在机场、水利工程中也得到普遍应用。无机材料。基材经过改性沥青浸固处理,具有抗拉强度大,弹性模量高,延伸率低(3%),相容性好,无变形(尺寸形态稳定),施工便捷,整体连续性好,成本低等优点,更具有耐高温(工作温度在100℃～280℃)、抗寒冷、耐老化、抗腐蚀等多种性能。由于他具有密度小,强度高,防腐性能强,耐冲击力强等特点,他与土体、混凝土或沥青等结合使用,能大幅度提高路面、基础结构层中的抗拉强度,有效减少病害,延长其使用寿命。
玻璃纤维强度/重量比要比钢大,在200℃时其弹性模量与沥青混凝土模量比高达20∶1,为防止反射提供了足够的强度。玻璃纤维土工格栅的应力应变图实际上近似一垂直直线,这表明材料具有很高的抗变形能力,断裂时其延伸率小于3%。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。玻璃纤维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,从而确保了玻璃纤维土工格栅在沥青层中不会与沥青混合料产生隔离,而是牢固的结合在一起。玻璃纤维的熔点是在℃以上,对160℃热铺沥青无任何影响。其他材料的弹性模量均受温度影响,如碳纤、钢筋、涤纶纤维等在断裂强力之前由于温度的影响,发生伸长,影响反射裂缝的防止。




平面结构的土工织物。土工织物按制造方法可分为有纺（织造）土工织物和无纺（非织造）土工织物。
有纺土工织物由两组平行的呈正交或斜交的经线和纬线交织而成。无纺土工织物是把纤维作定向的或随意的排列，再经过加工而成。按照联结纤维的方法不同，可分为化学（粘结剂）联结、热力联结和机械联结三种联结方式。土工织物突出的优点是重量轻、整体连续性好（可做成较大面积的整体）、施工方便、抗拉强度较高、耐腐蚀和抗生物侵蚀性好。缺点是未经特殊处理，抗紫外线能力低，如暴露在外，受紫外线直接照射容易老化，但如不直接暴露，则抗老化及耐久性能仍较高[2]。土工膜一般可分为沥青和聚合物（合成高聚物）两大类。含沥青的土工膜，主要为复合型的（含编织型或无纺型的土工织物），沥青作为浸润粘结剂。聚合物土工膜，根据不同的主材料分为塑性土工膜、弹性土工膜和组合型土工膜。
大量工程实践表明，土工膜的不透水性很好，弹性和适应变形的能力很强，能适用于不同的施工条件和工作应力，具有良好的耐老化能力，处于水下和土中的土工膜的耐久性尤为突出。土工膜具有突出的防渗和防水性能。土工格栅是一种主要的土工合成材料，与其他土工合成材料相比，它具有独特的性能与功效。土工格栅常用作加筋土结构的筋材或复合材料的筋材等。土工格栅分为玻璃纤维类和聚酯纤维类两种类型。此类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分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。


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