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玻璃纤维土工格栅(自粘型玻璃纤维土工格栅）应用指南铺设方法
1、在与未增强的沥青层厚度相同的情况下，使用该材料增强的公路的疲劳寿命的延长系数是4～7年。
2、在整个沥青混凝土公路是建在相当薄弱的下层基础上时，用一层土工格栅能节约50～100mm厚的高质量沥青混凝土。
3、能有效地控制、延缓及阻止由低温引起的开裂及由基础层裂缝引起的反射裂缝的发生。有效地用玻璃纤维土工格栅增强材料增强沥青混凝土的最小厚度是40mm。土工格栅应放在该层沥青混凝土的底部。
4、使用玻璃纤维土工格栅的沥青路面可减少车辙50%以上。
5、在维修系统中在原有严重开裂的沥青混凝土路面加铺沥青混凝土层；在刚性混凝土路面加铺沥青混凝土层；在半刚性基础层上面加铺沥青混凝土层。以上三种路面加铺层采用玻璃纤维土工格栅增强沥青混凝土，可有效地阻止及延缓反射裂缝的产生，快速地吸收和扩散由重力所引起的应力、降低工程造价，延长使用寿命，降低维护费用。
6、40mm厚玻璃纤维土工格栅增强沥青混凝土面层的强度相当于不用玻璃纤维土工格栅增强沥青混凝土面层100mm-175mm（4～7英寸）厚的强度。
综合路面应用

②2英寸钢钉。


采用固定钢钉法铺设玻纤格栅时，先将一端固定铁皮和钢钉固定在已洒布粘层沥青的下层结构上，钢钉可用锤击或射钉射入。再将格栅纵向拉紧并分段固定，每段长度为2～5m。也可按缩缝间距分段，钢钉位置设于接缝处。要求格栅拉紧时玻纤纵横向均处于挺直张紧状态。
格栅搭接为纵向搭接，搭接宽度不小于20cm，横向搭接宽度不小于15cm，纵向搭接应根据沥青摊铺方向将前一幅置于后一幅之上。固定时不能将钢钉钉于玻纤上，不能用锤子直接敲击玻纤，固定后如发现钢钉断裂或铁皮松动，则需重新固定。玻纤格栅铺设固定完毕后，须用胶辊压路机适度碾压稳定，使格栅与原路表面粘结牢固。
在实际施工中，有些施工单位采用洒布粘层油后直接摊铺玻纤格栅，压路机紧随后碾压，其效果较好,玻纤格栅也不易起波浪。
在实际操作过程中，施工质量的好坏对今后玻纤格栅的使用效果有着很大影响。因此，加强质量监督、提高施工人员技术水平显得尤为重要。

上述四种方法计算的旧水泥混凝土路面上沥青加铺层的厚度是作出一些假设后，按理论方法或是在国外一些试验结果的基础上得出的。为防止反射裂缝的产生，国外多采用加厚沥青加铺层的办法。但单纯依靠增加加铺层厚度有其弊端：一方面增加加铺层厚度受到路面标高的限制(宁通公路上跨桥桥下净空在加铺后需满足4.8m要求)；再就是大幅度增加加铺层厚度必将增加路面造价，而且在夏季高温情况下沥青混合料高温蠕变易产生车辙，也就失去了由于旧水泥混凝土板作基层所产生的强基薄面的优势，因而加厚沥青加铺层这一方法不可取。
针对这一情况，在查阅大量资料，进行理论分析和论证的基础上，最终决定在旧水泥混凝土路面上布置玻纤格栅加筋层，其上再铺筑沥青混凝土面层。这样铺筑的路面对防止基层裂缝反射、减少路面车辙、延长路面寿命具有显著效果。玻纤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、嵌锁与限制作用强等特点，其主要作用为均匀传递轴载，并将反射裂缝应力由垂直方向转为水平方向。
使用玻纤格栅，可增强沥青混合料的整体抗拉强度，有效地改善路面结构应力分布，抵抗和延缓由于路面的基层裂缝引起的沥青混凝土路面反射裂缝的发生，从而提高路面的使用寿命。
根据宁通公路六合东至江都段旧水泥混凝土板破损情况，不同路段采用了不同的处理方案：南京段加铺方案为4cm改性沥青SMA+6cm粗粒式沥青混凝土+玻纤格栅+2cm沥青找平层+18cm二灰碎石；扬州段加铺方案为4cm改性沥青SMA+6cm粗粒式沥青混凝土+玻纤格栅+2cm沥青找平层+改性沥青油毛毡贴缝。

土工格栅施工工艺（详解实例）




工艺流程：检测、清理下承层→人工铺设土工格栅→搭接、绑扎、固定→摊铺上层路基土→碾压→检测。
土工格栅在平整的下承层上按设计要求的宽度铺设，其上下层填料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。
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。
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。
1、材料：
（1）土工格栅
土工格栅是目前国内一种最新的土工建筑材料，它具有拉伸强度高（>100KN/m，延伸率小于百分之十五），尺寸稳定性好，耐腐蚀，抗老化（设计使用寿命120年，地下），使用温度宽（-50--120度）等特性，已广泛用于险坡防护、松软地基处理、加筋土挡墙工程及一些高承载力的结构中，是建筑行业中具有划时代意义的新型材料。土工格栅用于路基加固防护，格栅和路面材料融合在一起，可有效地分配荷载，防止道碴流失和路基变形，提高路基的稳定性，承受更大的变荷。
（2） 砂垫层 砂垫层采用中（粗）砂，含泥量及其它杂质应小于5%。


2、机械：
选用25T平板式振动压路机和50T平板拖式振动压路机各一台，140推土机一台，工人7-8人配合施工。
3、施工方法
（1）首先精确放出路基边坡线，为了保证路基宽度，每侧各加宽0.5m，把晾晒好的基底土进行整平后用25T振动压路机静压两遍，再用50T震压四遍，不平整的地方人工配合整平。
（2）铺垫0.3m厚的中（粗）砂，人工配合机械整平后，25T的振动压路机静压两遍。
（3）铺设土工格栅。土工格栅铺设时底面应平整、密实，一般应平铺，拉直、不得重叠，不得卷曲、扭结，相邻的两幅土工格栅需搭接0.2m，并沿路基横向对土工格栅搭接部分每隔1米用8号铁丝进行穿插连接，并在铺设的格栅上，每隔1.5-2m用U型钉固定于地面。


（4）层土工格栅铺好后，开始填设第二层0.2m厚的中（粗）砂，其方法：汽车运砂到工地卸于路基一侧，而后用推土机向前赶推，先把路基两侧2米范围内填筑0.1m后，把层土工格栅折翻上来再填上0.1米的中（粗）砂，禁止两侧向中间填筑和推进，禁止各种机械在没有填筑中（粗）砂的土工格栅上通行作业，这样能保证土工格栅平整，不起鼓，不起皱，待第二层中（粗）砂平整后，要进行水平测量，防止填筑厚度不均匀，待抄平无误后用25T振动压路机静压两遍。
（5）第二层土工格栅施工方法同层方法一样，最后再填筑0.3m的中（粗）砂，填筑方法同层一样，用25T压路机静压两遍后，这样路基基底加固就处理完毕。
（6）在第三层中（粗）砂碾压好后，沿线路纵向在边坡两侧各铺设土工格栅两幅，搭接0.16m，并用同样方法连接好，然后开始土方施工作业。铺设土工格栅进行边坡防护，必须每层测量出铺设的边线，每侧要保证边坡整修后土工格栅埋于边坡内0.10m。
（7）边坡土工格栅每填筑两层土，即厚度0.8m时就需两侧同时铺设一层土工格栅，然后以此类推，直至铺到路肩表面土下。
（8）路基填筑好后，及时进行边坡整修，并进行坡脚的干砌片石防护，对该段路基除每侧加宽0.3m外，并预留1.5%的沉落量。

简介： 本文结合宁通公路六合东至江都段旧水泥混凝土路面加铺SMA沥青罩面的工程实践，阐述了玻纤格栅的特性、防治反射裂缝的作用机理、施工方法、注意事项及经验体会。
关键字：玻纤格栅,防治,反射裂缝
1引言


随着公路交通量和汽车载重量的增大，对路面结构的破坏日渐加重，越来越多的旧混凝土路面面临着修复工作。与沥青路面相比，水泥混凝土路面的修复比较困难，即使在旧混凝土路面上加铺沥青罩面层是一种改善其使用性能的有效措施，但在沥青加铺层中出现反射裂缝仍是需要解决的主要问题。反射裂缝本身对罩面层的使用性能影响不大，但环境因素(雨雪、氧化、粉尘)的负效应，常常使得裂缝迅速向四周扩展，缩短罩面层寿命。为了能有效地减缓旧水泥混凝土路面上裂缝的反射速度，或减薄沥青罩面层厚度，国内外研究人员进行了大量的试验，既积累了成功经验，也吸取了许多失败的教训。
宁通公路六合东至扬州段水泥混凝土路面经过12年的运营，水泥混凝土路面出现不同程度的损坏,包括板块断裂、板角断裂、错台等情况,严重影响行车的舒适性和安全性,需在旧水泥混凝土路面上进行沥青混凝土罩面，并对如何延缓沥青罩面层反射裂缝的产生进行研究。
2国内外防治反射裂缝的研究概况




沥青混凝土加筋能提高路面结构层对裂缝的抑制能力、对横向剪切破坏的抵抗能力等，达到延长路面结构的疲劳寿命、节省材料、降低费用的目的。在沥青混凝土路面中采用加筋的方法来改善路面使用性能的设想由来已久，自三十年代开始掺加石棉纤维,到五、六十年代美国、加拿大和英国试用以金属网作为沥青混合料中的加筋材料使用，均因材料不过关未能推行。八十年代开始对PG(Polymer Geogrid聚合物网栅)进行应用研究，英国以NETLON有限公司为代表，研究了塑料格栅的材料性能及路用性能，并逐步推广应用。这种格栅具有两种功能：一是能提高沥青结构层的强度，具有长期抵抗拉应力的能力;二是能使应力均匀分布在较大的面积范围内,大大减轻沥青结构层的徐变作用,最终达到防止沥青路面开裂的目的。
国内自八十年代末开始研究此技术。1992年北京市公路局设计研究院结合八达岭公路水泥混凝土路面大修，采用金属网加筋沥青混合料结构修筑了500m试验段，使用效果较好。哈尔滨建筑工程学院道路研究所于1993年7月提出了《塑料网格在柔性路面结构工程中的应用》研究报告，对室内外试验进行了详细阐述,并提出了施工工艺。长沙交通学院也对塑料格栅进行了室内研究，提出了《土工格栅对沥青路面抗车辙、抗开裂性能的试验研究》初步报告。北京市政设计院研究所对加拿大贝密尔斯有限公司生产的自粘式沥青路面加劲网格进行了室内试验，得到了初步结果。
国内外对加筋格栅沥青混凝土试验研究的结果表明，加筋格栅具有减薄沥青层厚度、防治反射裂缝、减少车辙作用等特点，能够加强沥青路面的结构性能，提高道路的使用寿命。
3沥青加铺层的开裂分析及设计方法
固定型玻璃纤维土工格栅增强沥青混凝土路面，通常采用锚固法，此法采用的材料及程序如下：
A、50×50×0.3mm 的固定铁皮，要求平整不翘角，周边宜倒角处理，2英寸钢钉（优质水泥钉）。
B、粘层油选用AH-70或AH-90重油热沥青，粘层油的规格及质量应符合条例《公路沥青路面施工技术规范》JTJ032-94。
C、钉子固定法铺设玻纤土工格栅时，先将一端用固定铁皮和钉子固定在已洒布粘层沥青的下层结构上，钉子可用锤击或射枪射入，再将格栅纵向拉紧并分段固定，每段长度2～5m，对于水泥混凝土路面，可按缩缝间距分段，钢钉位置设于接缝处，要求格栅拉紧时纵横向均匀处于挺直紧张状态。
D、用胶轮压路机碾压。
E、钉子固定位置如图所示，格栅搭接距离为：纵向搭接距离 10～20mm,横向搭接距离 10～15mm,纵向搭接应根据沥青摊铺方向将前一幅置于后一幅之上。
F、固定时不能将钉子钉于玻纤上，也不能用锤子直接敲击玻纤，固定后如发现钉子断裂或铁皮松动，则需予以重新固定。
G、为防止施工车辆的轮胎将玻纤格栅和粘层粘起来和沥青混凝土摊铺机轮打滑的现象，应在粘层油表面撒石屑，用量为3立方/1000平方～5立方/1000平方 ，大气温度低于10 ℃或路面潮湿不得施工。
H、玻璃纤维土工格栅铺设完毕后，严格控制运送混合料的车辆出入，在格栅层上禁止车辆急转向、急刹车和倾卸混合料脚料，以防止对格栅的损伤。有铺设格栅的同一天，必须在当天铺放所有玻璃纤维土工格栅上盖上沥青混凝土，防止来往车辆对玻璃纤维土工格栅直接造成损伤。

旧水泥混凝土路面上加铺沥青层是一种特殊的路面结构，其应力应变特性与一般弹性层状体系有较大的差别。由于接裂缝的存在，旧水泥混凝土路面作为基层的整体强度降低，而且在外力荷载作用下，沥青混凝土加铺层处于复杂的三维应力状态。车辆通过不连续的板体时，沥青混凝土加铺层中由于接裂缝两侧相邻板块产生竖向位移差，而出现较大的剪切应力，这种剪切应力是沥青混凝土加铺层产生荷载型反射裂缝的最主要原因。另外，由于路面暴露在大气中，受气温周期性变化的影响，沥青加铺层和旧水泥混凝土面板都会膨胀，产生温度应力。由于旧水泥混凝土路面的应力在接缝处不连续，因此沥青加铺层同时承受它本身以及旧路面所产生的温度应力，特别是在冬季气温较低时，沥青混凝土加铺层会因为与接裂缝对应处的拉应力过大而开裂，形成所谓的温度型反射裂缝。因此，沥青加铺层设计是沥青加铺层厚度设计，而厚度由行车荷载和防止反射裂缝两个因素控制。由于水泥混凝土面板强度较高，将其作为基层，在其上加铺沥青混凝土的这种路面结构，强度一般能满足要求，关键是防止反射裂缝的产生。虽然我国目前旧水泥混凝土路面改建工程日益频繁，但现行的《公路工程沥青路面设计规范》并没有把旧水泥混凝土路面上沥青混凝土加铺层设计这一内容包括在内。国外对这一问题的研究工作起步较早，目前已形成四种相对成熟的设计和计算方法，分别是ARE(AnstinResarchEngineers)设计方法、美国沥青协会(AI)法、美国工程兵团和联邦航空局(FAA)法、AASHTO罩面设计方法。由这四种计算方法得出的宁通公路六合东至江都段旧混凝土路面上加铺的沥青混凝土厚度在80～100mm之间。
4玻纤格栅防止反射裂缝作用机理

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施工注意事项
(1)严格控制运送混合料的车辆出入，在格栅层上禁止车辆急转向、急刹车和倾泻混合料脚料，以防止对玻纤格栅的损坏。(2)玻纤格栅背胶易溶于水，雨天

或路面潮湿时不得施工。
(3)玻纤格栅为玻璃纤维制造，对人体皮肤易产生刺激作用，施工人员须戴防护手套。
(4)当使用的胶轮压路机需注水增加重量时，其注水量不能太满，以防溢流到玻纤格栅上，造成其背腹失去粘性。
(5)玻纤格栅铺设过程中，若发现原路面有较小的坑塘没有予先填平，可在铺好的格栅上将对应坑塘的部分剪去，以便在铺上层沥青混合料时能完全填平坑塘。
(6)格栅铺设时，要求路面温度在5°C～60°C之间。

1)国内用于沥青路面加筋的玻纤格栅种类较多，但玻纤格栅指标不明确，测试方法和标准也不统一，急需制定出适合我国国情的产品规格、性能要求、测试方法标准。
(2)采用玻纤格栅加筋沥青混凝土路面能大大改善其结构性能，但改善的原因尚有待于进一步研究。
(3)宁通公路六合东至扬州段旧水泥混凝土路面改造中采用的玻纤格栅加筋沥青混凝土面层，从目前通车情况来看，效果较为理想，由于裂缝的发展需要一定的时间，对于玻纤格栅抑制反射裂缝的最终效果尚有待今后作长期观察。
具体几种施工方法

双向土工格栅的施工方法：
双向土工格栅当用于路基、路面时，开挖基床，设置砂垫层（高差不大于10cm），碾压成平台，铺设格栅，纵轴向应与主要受力方向一致，纵向搭接15-20cm，横向10cm，搭接处用塑料带绑扎，并在铺设的格栅上，每隔1.5-2m用U型钉固定于地面，铺设的土工格栅应及时回填土料，铺设的土工格栅层数视技术要求。
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自粘式玻璃纤维土工格栅直铺法
A、以旧沥青混凝土路面和旧水泥混凝土路面，做20mm～30mm厚的调平层，使用真空车或洒水车保证路表面清洁干净。
B、喷洒AH-70或AH-90重油热沥青，用量宜为0.3kg～0.4kg/平方米
C、采用专用摊铺车，铺设自粘式玻纤格栅，铺设时应平顺、拉紧。
D、横向搭接长度宜为50mm～100mm，纵向搭接长度宜为150mm～200mm，搭接重叠方向与沥青混凝土摊铺机运行的方向一致。
E、使用胶轮压路机碾压（胶轮压路机需有洒水装置），量后罩面。

1铺设路面的处理
玻纤格栅的使用效果与铺设路面的处理情况密切相关，在铺设前必须将路面上可能影响格栅与底层结合强度的物质如油脂、油漆、封层料、水渍、污物等彻底清除干净,使铺设表面清洁干燥。玻纤格栅上感压式背腹属水溶性物质,如路面有水迹时,应待路面干燥后再进行铺设。铺设格栅之前需洒粘层油,粘层油如使用乳化沥青,需在完全破乳干燥后铺设格栅。
2 玻纤格栅的铺设与固定
格栅铺设可由拖拉机或汽车改装的专用设备进行铺设，也可人工铺设。玻纤格栅每卷产品的纸筒两端各标有橙色和蓝色标记，在开始铺设之前，应选择胶面向下，确定上述标记颜色各在某一端，以方便施工而不致将胶面铺错。格栅铺设时，应保持其平整、拉紧，不得起皱，使格栅具备有效的张力，铺完之后再用干净的钢轮压路机碾压一遍。
目前常用的玻纤格栅有带自粘胶和不带自粘胶两种。带自粘胶的可直接在已平整的基层上铺设，不带自粘胶的通常采用钢钉固定法。宁通公路扬州、南京段均采用不带自粘胶的玻纤格栅，固定所需材料为：
①50×50×0.3mm的固定铁皮，要求平整不翘角，周边宜倒角处理；

由交通部颁发的《公路合成材料应用技术规程》中指出，路面防裂首推玻纤土工格栅，可减少或延缓裂纹反射的数量，减少沥青路面的车辙，可适当提高半刚性基层的疲劳寿命。

1、旧沥青砼路面严重开裂，加筋增强新沥青面层，防治病害；
2、水泥砼路面改建复合式路面，抑制板块收缩缝等引起反射裂缝；
3、道路拓改工程，防治新老结合部及不均匀沉降而造成裂纹；
4、软土基加筋处理，利于软土析水固结，有效抑制沉降，均匀应力分布，增强路基整体强度；
5、新建道路半刚性基层产生收缩裂缝，加筋增强防止基层裂缝反射而引起路面裂缝。