摘要：土工合成材料是以高分子聚合物為原料的新型建筑材料,廣泛應(yīng)用于土木工程中。土工合成材料種類很多,根據(jù)工程的不同需要,織物除制成布狀以外,還可制成粗格架狀的土工格、土工網(wǎng)和土工墊等多種形狀,或者將上述織物組成復(fù)合材料。
　　關(guān)鍵詞：土工合成材料，瀝青砼路面，應(yīng)用
　　隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們對(duì)道路的使用功能要求越來(lái)越高，如何提高道路的使用功能就成為迫切的問題。在路面結(jié)構(gòu)中添加其它材料以提高道路的使用功能，成為目前研究發(fā)展的方向。
　　土工合成材料是以高分子聚合物為原料的新型建筑材料,廣泛應(yīng)用于土木工程中。土工合成材料種類很多,根據(jù)工程的不同需要,織物除制成布狀以外,還可制成粗格架狀的土工格、土工網(wǎng)和土工墊等多種形狀,或者將上述織物組成復(fù)合材料。土工織物中有一種透水的土工布,具有抗拉強(qiáng)度高、剛度大、耐久性好等特點(diǎn)。
　　土工網(wǎng)格分柔性網(wǎng)格和剛性網(wǎng)格兩種,柔性網(wǎng)格的剛度較小,延伸性較大,如NetlonCE131、CE151等塑料網(wǎng)格,它們?cè)诼访娼Y(jié)構(gòu)內(nèi)能夠以較大的變形吸收應(yīng)力,從而減小應(yīng)力集中;剛性網(wǎng)格的剛度較大,如南京玻璃纖維研究設(shè)計(jì)院研制開發(fā)的G1011玻璃纖維網(wǎng)格,彈性模量達(dá)到67000MPa,這種網(wǎng)格能夠依靠自身的剛度擴(kuò)散荷載分布范圍,且本身強(qiáng)度很高,能夠承受較大應(yīng)力.
　　瀝青混合料是一種感溫性較為敏感的路面材料,在高溫情況下具有流變性能,受車輛反復(fù)碾壓產(chǎn)生橫向流動(dòng)而形成車轍,據(jù)觀察,在路面結(jié)構(gòu)破壞之前,基層的永久變形對(duì)車轍影響很小。要防止這種路面破壞,主要是提高瀝青混合料的穩(wěn)定性、內(nèi)摩阻力和橫向約束力以增強(qiáng)瀝青路面抵抗車撤變形的阻抗。
　　路面的網(wǎng)裂、龜裂除上述原因外,也有養(yǎng)護(hù)不及時(shí),雨、雪滲入縫中和瀝青老化,使裂縫加大,產(chǎn)生面層破壞。對(duì)于上述瀝青路面破壞原因,我們采取的養(yǎng)護(hù)模式有補(bǔ)坑槽、罩面、單雙表處等方法。如果瀝青路面網(wǎng)裂面積很大,就得罩面。但罩面如應(yīng)用熱瀝青,因粘度大不能滲入所有縫中,油量小蓋不住裂縫,油量大則則又引起泛油,產(chǎn)生新的病害。如果應(yīng)用乳化瀝青,少則不起作用,多則流淌,效果也不理想。
　　嚴(yán)重龜裂的路面采用方法是挖補(bǔ)和單雙表處,不但費(fèi)用大,還影響美觀。為了防止反射裂縫和網(wǎng)裂的發(fā)展,我們應(yīng)用了土工合成材料。又引起泛油,產(chǎn)生新的病害。如果應(yīng)用乳化瀝青,少則不起作用,多則流淌,效果也不理想。
　　嚴(yán)重龜裂的路面采用方法是挖補(bǔ)和單雙表處,不但費(fèi)用大,還影響美觀。為了防止反射裂縫和網(wǎng)裂的發(fā)展,我們應(yīng)用了土工合成材料。將土工網(wǎng)格加入瀝青砼路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)部,可全面提高材料的強(qiáng)度與路用性能。
　　在我市中華北大街道路工程施工過程中，由于路面下雨水方溝埋深較淺，導(dǎo)致道路結(jié)構(gòu)層不能正常碾壓，于是在瀝青面層下部，透層瀝青上部，加鋪土工格柵，型號(hào)為強(qiáng)士玻璃纖維土工格柵G1033，抗拉強(qiáng)度50KN，鋪設(shè)位置為以雨水管道中心線為中心，東西兩側(cè)各鋪2.5m。這一措施，不僅能使工程順利進(jìn)行，并且確保了基層與面層間的有效粘結(jié)，還大幅提高了道路的使用性能。工程竣工兩年以來(lái)，無(wú)裂縫，無(wú)沉陷，各種道路常見病害均未發(fā)生。
　　路面平整度很好,未發(fā)生變形,只是面層出現(xiàn)嚴(yán)重網(wǎng)裂龜裂,如不及時(shí)養(yǎng)護(hù),會(huì)使路面破壞。在這種情況下,無(wú)紡布養(yǎng)護(hù)是理想材料。
　　在涿州市北環(huán)路道路工程施工過程中，由于鐵路箱涵引道為現(xiàn)狀，所以鐵路箱涵引道采用蓋被處理方法。處理方法如下：
　�、偌愉仦r青混凝土前更換破碎板，采用同標(biāo)號(hào)早強(qiáng)混凝土澆筑。
　　②修補(bǔ)和填封裂縫，鑿平板塊錯(cuò)臺(tái)部位，壓漿填封板底脫空，清除舊混凝土面層表面松散碎屑、油跡。
　�、厶蕹�板縫中失效的填縫料和雜物，將縫內(nèi)灰塵吹凈，填入高標(biāo)號(hào)水泥砂漿封縫。
　�、茉谂f混凝土路面鑿毛，清洗干凈，均勻噴灑改性熱瀝青透層油（0.4—0.6Kg/m2）,然后再鋪設(shè)土工布；為使土工布浸透瀝青后形成密封防水層，土工布應(yīng)能充分吸收在舊路面噴灑的熱瀝青，并達(dá)到飽和，再灑布粘層油（0.4—0.6Kg/m2）。土工布的厚度≤2.0mm為宜，單位面積質(zhì)量不大于200g/m2。并最后鋪筑≥6cm厚粗粒式瀝青混凝土和4cm厚中粒式瀝青混凝土，總厚度必須≥10cm。
　　在鐵路箱涵引道工程中采用鋪設(shè)土工布，具有如下特點(diǎn)：
　　1、利用土工布增強(qiáng)土體的抗拉強(qiáng)度和抗變形能力，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，以改善土體質(zhì)量。
　　2、有效的將集中應(yīng)力擴(kuò)散，傳遞或分解，防止土體受外力作用而破壞。
　　3、具有較高的抗拉強(qiáng)度和抗撕裂強(qiáng)度，以及良好的延伸性等物理力學(xué)指標(biāo)，同時(shí)具有較高的耐生物、耐酸堿等化學(xué)穩(wěn)定性。
　　4、防止上下層砂石、土體及混凝土之間混雜。
　　5、施工方便由于材質(zhì)輕、柔，故運(yùn)送、鋪設(shè)、施工方便。
　　小結(jié)
　　(1)在有裂縫的基層頂面鋪設(shè)土工網(wǎng)格,能夠改變?yōu)r青層的溫度應(yīng)力分布,大幅度減小裂縫頂部瀝青層的應(yīng)力集中,從而阻礙裂縫的反射作用.土工網(wǎng)格模量的變化對(duì)瀝青層的應(yīng)力影響不大.裂縫處土工網(wǎng)格承受的拉應(yīng)力較大,且隨土工網(wǎng)格模量的增大而增加。
　　(2)土工網(wǎng)格的防裂作用實(shí)質(zhì)是一種隔離功能，它分隔了有裂縫的基層和瀝青面層，避免瀝青層直接處于裂縫尖端的應(yīng)力集中區(qū)域，而由網(wǎng)格本身承受較大的拉應(yīng)力,從而阻礙了裂縫的迅速擴(kuò)展.
　　3結(jié)論
　　通過對(duì)土工合成材料加強(qiáng)瀝青砼路面結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析,本文得出以下結(jié)論:
　　1•當(dāng)基層有裂縫時(shí),車輛荷載與溫度荷載會(huì)在裂縫處瀝青面層內(nèi)引起應(yīng)力集中,主要是偏荷載作用下瀝青層內(nèi)的剪應(yīng)力與降溫引起的拉應(yīng)力,這兩者是引起反射裂縫的主要原因.在基層頂面設(shè)置土工網(wǎng)格,能夠分隔有裂縫的基層和瀝青面層,改變?yōu)r青層在荷載和溫度作用下的受力狀態(tài),大幅度地減小裂縫處瀝青層的應(yīng)力集中,從而阻礙了反射裂縫的產(chǎn)生與發(fā)展.
　　2•土工網(wǎng)格的模量越大,瀝青層裂縫處應(yīng)力減小的數(shù)值越大,故對(duì)防止瀝青層反射裂縫而言。設(shè)置玻璃纖維等剛性網(wǎng)格要比塑料網(wǎng)格等柔性網(wǎng)格更為有利，但土工網(wǎng)格模量增大，也會(huì)引起網(wǎng)格層承受的應(yīng)力增加，只有在土工網(wǎng)格具有足夠強(qiáng)度,不發(fā)生開裂破壞的前提下，使用模量較大的剛性網(wǎng)格才是有利的.總的來(lái)說(shuō)。為防止基層裂縫對(duì)路面的不利影響，要求土工網(wǎng)格材料具有剛度小而強(qiáng)度高的特性。
　　3•基層沒有裂縫時(shí)，土工網(wǎng)格設(shè)于不同層位對(duì)瀝青層內(nèi)的應(yīng)力影響是不同的，分析表明土工網(wǎng)格設(shè)置于瀝青層底部時(shí)能使瀝青層底部拉應(yīng)力減小，壓應(yīng)力增加，路面處于較為有利的應(yīng)力狀態(tài)。
　　4•無(wú)論基層有無(wú)裂縫,設(shè)置土工網(wǎng)格都能使瀝青層表面彎沉減小，而且土工網(wǎng)格模量越大，設(shè)置層位越靠近表面，瀝青層表面彎沉減小的幅度越大.
　　5•通過應(yīng)力位移分析表明，設(shè)置土工網(wǎng)格柵能夠減小應(yīng)力集中，增加路面整體剛度，減少和延緩反射裂縫產(chǎn)生，控制路面開裂,延長(zhǎng)路面使用壽命。
　　總之，土工合成材料在黑色路面養(yǎng)護(hù)上具有一定的適應(yīng)性，也是黑色路面施工和養(yǎng)護(hù)的一種新材料。土工織物在公路上應(yīng)用量比較廣泛，還可以用于橋頭跳車、軟土基、邊坡等領(lǐng)域,是一項(xiàng)新型筑路養(yǎng)路材料。
　　
　　
　　參考文獻(xiàn)：
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　　重慶：重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào)2000年
　　2. 王愛軍趙維啟《土工織物在瀝青路面養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用》
　　北京：公路交通科技1998年