玻璃纤维土工格栅(简称玻纤网)是一种增强公路路面性能的新型优良土工基材。玻璃纤维的主要成份属硅酸盐,是一种理化性能极其稳定的材料。它具有很高的耐热性和优异的耐寒性(一般工作温度为-100 ~ 280℃),强度大,弹性模量高、化学稳定性好,耐腐蚀,膨胀系数低,尺寸稳定性好等特点。经表面改性并涂膜处理后,改变了玻璃纤维的表面性能,提高了同沥青的复合性能,极大地提高了该基材的耐磨性能及抗剪切能力。
主要有以下特性:
(1)高抗拉强度玻璃纤维土工格栅是以玻璃纤维为原料,而玻璃纤维的强度极高,玻璃纤维的强度与重量之比要比钢大,在20℃时其弹性模量与沥青混凝土弹性模量比高达20:1,为改变裂缝发展提供了足够的刚度。
(2)低延伸性玻纤网的应力应变图近似一垂直直线,这表明材料具有很高的抗变形能力,断裂时,其延伸率小于等于4%。
(3)没有长期蠕变性玻纤网不发生蠕变,这保证了产品的长期性能。
(4)与沥青混合料的相容性玻纤网表层涂有沥青基改性剂与沥青具有很高相容性。
(5)高温稳定性玻纤网的熔化点为1000℃以上,这保证了在高温摊铺时的稳定性。
(6)物理化学稳定性经特殊表面处理,玻纤网能防止各类物理磨蚀和化学侵蚀,还能防止生物侵蚀和气候变化。
(7)嵌锁与限制作用沥青混凝土集料能穿过玻纤网方格,形成了一个复合的力学嵌锁体系,这种限制区域阻碍了集料的运动,沥青混合料可以得到更好的压实,更大的承载能力,并能提高传荷能力,减少变形。玻纤网在沥青混凝土中起到了骨架的作用。
玻纤土工格栅特点:
1.高抗拉强度:玻璃纤维强度/重量比要比钢大,其弹性模量与沥青混凝土弹性模量比高达20:1,为防止反射裂缝提供了足够的强度。
2.低延伸率:玻纤土工格栅是玻璃纤维为原料,具有很高的弹性模量和抗变形能力,断裂延伸率小于4%。
3.热稳定性:玻璃纤维的熔化点在1000℃以上,这确保了玻纤土工格栅在摊铺作业中承受过量热的稳定性。
4.与沥青混合料的相容性: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.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,并保证产品能够长期保持性能。
6.物理化学稳定性:经过特殊后处理剂进行涂覆处理后,玻纤土工格栅能够抵抗各类物理磨损各化学侵蚀,还能抵御生物侵蚀和气候变化,保证其性能不受损失。
7.集料嵌锁和限制:由于玻纤土工格栅是网状结合,沥青混混土中的集料可以贯穿其中,这样就形成了机械嵌锁,限制阻碍了集料的运动,使沥青混合料在受载荷的情况下能够达到更好的压实状态,更好的承重力,更好的载荷传递性能及较小的变形。
土工格栅处理软基的原理:土工格栅处理软土地基的原理表现在以下几个方面:1)土工格栅有一定的刚度,从而使上面的负荷得到扩散,提高了地基的承载力;2)由于土工格栅和土工布的抗拉强度大,它的存在可增加路堤的稳定性;3)由于格栅能适应地基变形,砾石又能与格栅网孔互相锁合在一起,形成稳固的平面,防止砾石下陷,增加地基的抗剪强度,从而防止软弱地基产生过大或不均匀沉降以致侧向变形;4)砂砾垫层可保证路堤排水良好,砂砾垫层及盲沟形成综合排水通道,通过上部的路堤荷载作用,可加速软土地基的排水固结,并在施工阶段完成大部分沉降。
土工格栅处理软基的程序:1)先平整场地,清除表土并排干地表 水,路基两边离坡脚1m远开上口宽150cm、底宽50cm、深90cm的排水沟,把路基中的水引至排水沟,使基底干硬。在施工中,保证排水沟畅通;渔池地段,对基底要开沟晒干,用砂砾回填至常规水位以上。 2)在地基上铺设di一层格栅,铺网从处理地段的一端开始,垂直路线铺设,并沿线路走向一幅接一幅向前摊铺。相邻两幅应相互搭接,搭接长度以不小于20cm为宜,并用尼龙绳呈“之”字形穿绑,使之连为一体。搭接边用V型钉固定(V型钉的布设间距不大于1m,V型钉的长度以大于25cm为宜),固定前,需注意将土工格网张紧,使之产生2%~3%的伸长。另外,格栅靠近路堤处需有2~3m的回折长度,以利格栅稳固。 3)在格栅上摊铺厚60cm,粒径3~6cm的砾石。平整后,用轻型压路机振碾3~5遍,接着在砾石层上铺土工布,最后开始分 层填土碾压。 4)路基土应分层填筑并满足相应规范的要求。另外,运料车应设法避免在已摊铺张拉定位好的土工格栅上直接碾压,以免对格栅产生推移作用。 5)施工过程中,要注意地表沉降仪的埋设,控制路堤的填土速率并加强沉降和侧向位移的观测,防止路堤失稳。