路基土工格柵在路面鋪設(shè)的意義及作用

“路基土工格柵”是聚合物材料經(jīng)過定向拉伸形成的具有開孔網(wǎng)格，較高強(qiáng)度的平面網(wǎng)狀材料。它以聚丙烯，高密度聚乙烯或其他高分子聚合物為原料，加人一定量的抗紫外線助劑，經(jīng)熱熔，擠出拉伸等新工藝生產(chǎn)而成。土工格柵在制造過程中經(jīng)過定向拉伸，使聚合物分子沿拉伸方向排列，加強(qiáng)了分子鏈間的聯(lián)接力。它與其它土工合成材料相比，具有重量輕、變形小、抗拉強(qiáng)度高、延伸率低的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)它具有較好的耐酸、耐堿、耐腐蝕和抗老化等性能。玻璃纖維土工格柵是以高強(qiáng)度無堿玻璃纖維通過國際先進(jìn)的經(jīng)編工藝織成基材，經(jīng)表面涂覆處理而成的半剛性制品。

玻璃纖維土工格柵的產(chǎn)品規(guī)格及產(chǎn)品代號(hào)應(yīng)符合建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《玻璃纖維土工格柵第1立B分瀝青路面用玻璃纖維土工格柵》JC839.1―1998的規(guī)定。玻璃纖維土工格柵應(yīng)采用無堿玻璃纖維，其堿金屬氧化物的含量不大于0.8％。 

路表彎沉是指在一定荷載作用下路表面的豎向變形，是反映路面整體承載能力高低和使用狀況好壞的最直觀、最簡單的指標(biāo)。它是由路面各結(jié)構(gòu)層（包括土基）各自變形的綜合結(jié)果，因此該變形在一定程度上反映了路面各結(jié)構(gòu)層及土基的力學(xué)性質(zhì)。根據(jù)我國現(xiàn)行規(guī)范要求，以雙輪組車輛荷載作用下，在路表面輪隙中心處的彎沉作為路面整體抗變形能力的指標(biāo)。因此，對位移的分析，主要就是分析路表面輪隙中心處的彎沉。

 

經(jīng)ANSYS計(jì)算可知在未加格柵和加入格柵的路表輪隙中心處的豎向最大位移分別為1.0533mm，0.9756mm，都小于路面設(shè)計(jì)彎沉值（1.32mm）。雙輪載荷作用于路面時(shí)，在兩車輪中心路表處產(chǎn)生最大彎沉，而輪隙中心路表處彎沉略有減小。加鋪土工格柵的車輪中心的最大彎沉值比未加格柵的最大彎沉值減小0.077mm，在輪隙中心處彎沉值基本沒有變化。

 

在原路面未鋪設(shè)土工格柵時(shí)，基層底面產(chǎn)生的拉應(yīng)力達(dá)到了0.03～0.04MPa，加鋪格柵的路面底基層的拉應(yīng)力降到0.015～0.02MPa，可見加鋪的土工格柵減少了基層底面的應(yīng)力集中現(xiàn)象。這是因?yàn)橥凉じ駯啪哂幸欢ǖ目箯澙�能力，減少減少基層變形從而降拉應(yīng)力集中的現(xiàn)象出現(xiàn)。

 

在原路面未鋪設(shè)土工格柵時(shí)，裂縫上面的基層底面產(chǎn)生了較大的拉應(yīng)力集中，拉應(yīng)力達(dá)到0.05～0.06MPa，加鋪格柵的路面裂縫處的拉應(yīng)力降到0.03～0.04MPa，使裂縫處的拉應(yīng)力降低了1倍左右，消除了基層底面的應(yīng)力集中現(xiàn)象，這是因?yàn)橥凉じ駯攀归_裂斷面具有一定的抗彎拉能力，減少裂縫張開變形從而降低裂縫尖端的拉應(yīng)力集中，土工格柵起到了應(yīng)力吸收膜的作用，它會(huì)吸收下底基層的很多水平運(yùn)動(dòng)，分散了裂縫處的應(yīng)力集中從而阻止裂縫通過基層底面反射到瀝青混合料面層。鋪加土工格柵發(fā)揮了其強(qiáng)度高，變形能力好的優(yōu)點(diǎn)，使粘結(jié)層形成應(yīng)力吸收膜，在加鋪層與基層之間構(gòu)成緩沖層避免應(yīng)力集中，增加路面整體剛度，減小和延緩反射裂縫產(chǎn)生，控制路面開裂，延長路面使用壽命，提高了路面的路用性能，也會(huì)節(jié)省養(yǎng)護(hù)開支。

最后得出：

（1）經(jīng)ANSYS計(jì)算可知在未加格柵和加入格柵的路表輪隙中心處的豎向最大位移分別為1.0533mm、0.9756mm，都小于路面設(shè)計(jì)彎沉值（1.32mm）。雙輪載荷作用于路面時(shí)，在兩車輪中心路表處產(chǎn)生最大彎沉，而輪隙中心路表處彎沉略有減小；

（2）加鋪土工格柵的車輪中心的最大彎沉值比未加格柵的最大彎沉值減小0.077mm，在輪隙中心處彎沉值基本沒有變化。在原路面未鋪設(shè)土工格柵時(shí)，基層底面產(chǎn)生的拉應(yīng)力達(dá)到了0.03～0.04MPa，加鋪格柵的路面底基層的拉應(yīng)力降到0.015～0.02MPa，可見加鋪的土工格柵減少了基層底面的應(yīng)力集中現(xiàn)象。這是因?yàn)橥凉じ駯啪哂幸欢ǖ目箯澙�能力，減少減少基層變形從而降拉應(yīng)力集中的現(xiàn)象出現(xiàn)。 

       在新建路基可能出現(xiàn)不均勻沉降的原因：

①工程是城區(qū)主干道不能完全全封閉施工，只能是半幅半幅的施工，而且由于交通量較大，東、西半幅施工時(shí)最多只能封閉整個(gè)道路寬度的一半，所以導(dǎo)致在做路基結(jié)構(gòu)層時(shí)東西半幅的搭接寬度不夠；

②工期較短，前前后后只有4個(gè)月的工期，各結(jié)構(gòu)層的養(yǎng)護(hù)期不夠，而且半幅施工完就立刻開放交通；工期緊而且遇到連日的陰雨天氣，且又在冬季，所以灰土、二灰碎石的含水量偏大，難以壓實(shí)到理想的狀態(tài)；

③各個(gè)道口施工更是只有幾天的施工時(shí)間就得開放交通；

 

④原有路基下管線較多，縱橫交錯(cuò)，部分段落道路結(jié)構(gòu)層無法正常施工。在新老路基結(jié)合部，路基和路面結(jié)構(gòu)層厚度、強(qiáng)度不一，一側(cè)為新建路基，一側(cè)為原有必然會(huì)產(chǎn)生一定的沉降差異，特別是新填路基沉降量較大，而老路基已完成大部分的工后沉降，這樣不可避免地在新老路基結(jié)合部產(chǎn)生一個(gè)沉降差值突變點(diǎn)，成為道路產(chǎn)生裂縫的主要原因i新老路基結(jié)合部位工藝較復(fù)雜，施工難度較大，往往在此易產(chǎn)生人為的質(zhì)量問題，如密實(shí)度達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等，也是產(chǎn)生裂縫的原因之一。