２０１８年３月第１期 葛洲坝集团科技 总第１２５期 玻璃纤维格栅在沥青路面工程中的应用 陈 刚 摘要：近年来，我国公路通车里程持续增长，公路客货运量不断增加，大大促进国家 经济发展，公路交通运输在我国交通运输体系中的地位不可撼动。同时，由于公路交通 流量、交通荷载以及车辆轮胎压力不断增加、各种运输车辆（特别是重载车辆和超载车 辆）对于标准等级较低的路面结构容易造成破坏，导致道路使用条件越来越恶劣。路面 结构的病害如不及时处治和有效预防，不仅严重影响车辆行驶质量，同时还会加速路面 破坏，减短路面使用寿命，甚至容易引发各类安全事故。为有效防止路面病害，延长路 面使用寿命，在沥青路面结构中使用玻璃纤维格栅，能有效提高沥青路面结构的抗拉、 抗弯及抗剪强度，对处治路面病害、防止反射裂缝、减少永久变形等均有比较明显的效 果。基于此，本文将重点对玻璃纤维格栅在沥青路面中应用进行分析，以供参考。 关键词：沥青路面工程；玻璃纤维格栅；加筋；施工技术；应用 随着我国公路运输事业的快速发展，人们对公 面网材，易于现场裁剪和连接，也可重叠搭接，施 共运输道路提出了更高的要求，随着沥青路面应用 工简便，不需要特殊的施工机械和专业技术人员。越来越广泛，如何保证沥青道路的安全和质量已经 １．２减少永久变形 成为社会关注的焦点，要想保证沥青道路的耐久 玻璃纤维格栅是以玻璃纤维为原料，具有很高 性、舒适性及安全性，就必须加强沥青路面的施工 的抗变形能力，断裂延伸率一般小于３％。高抗拉强 质量，做好沥青路面抗弯、抗折及抵抗裂缝病害的 度、低延伸率，另外作为增强材料，具备在长期荷 应对措施。 载的情况下抵抗变形的能力，这保证产品能够长期 １ 玻璃纤维格栅在沥青混凝土路面中的 作用 １．１玻璃纤维格栅简介 保持性能。正是由于玻璃纤维格栅的高抗变形能 力，具有较高的强度特性，能大幅度提高沥青混凝 土路面的劲度，能较好的分散集中点荷载，减少单 位面积垂直荷载应力和剪应力，因此能有效延缓沥 玻璃纤维格栅是以玻璃纤维为材质，采用一定 青路面的永久变形。 的编织工艺制成的网状结构材料，为保护玻璃纤 １．３减少、抑制反射裂缝 维、提高整体使用性能，经过特殊的涂复处理工艺 路面基层结构层在施工过程中由于失水收缩而 缩开裂，导致路面基层发生裂缝。路面基层裂缝， 而成的土工复合材料，其主要成份是：氧化硅、是 形成规则的横向裂缝或者因温度骤降而发生低温收 无机材料，其理化性能极具稳定，并具有强度大、 模量高，很高的耐磨性和优异的耐热耐寒性，无长 导致裂缝两侧的应力在裂缝处断开，造成受力不均 期蠕变，热稳定性好，网状结构使集料嵌锁和限 匀，随着时间的延长，将由底部向面层延伸，导致 制，提高沥青混合料的承重能力。因表面涂有特殊 沥青面层也容易形成裂缝。玻璃纤维格栅可使基层 的改性沥青使其具有两重的复合性能，配合自粘感 或下层所产出的裂缝处应力由垂直传递转为水平传 压胶和表面沥青浸渍处理，使格栅和沥青路面紧密 递，并合理分散应力在此处不均的情况，使反射裂 结合成一体，因此是一种很好的加筋补强材料，同 缝得到抑制而不继续传至面层，减少面层裂缝，从 时土工格栅是一种质量轻，具有一定柔性的塑料平 而延长其使用寿命。 ４７ Ｎｏ．１ Ｍａｔ．２０１ ８ ＧＥＺＨ０ＵＢＡ ＧＲ０ＵＰ ＳＣｌＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧ￣ １．４延缓疲劳破坏 能保证其受力稳定及应力传递；而低延伸率可以确 由于玻璃纤维格栅经过特殊后处理剂进行涂覆 保受荷载后变形小，不会因格栅变形产生沥青混合 处理，玻纤土工格栅能够抵抗各类物理磨损和化学 料的裂缝现象。侵蚀，还能抵御生物侵蚀和气候变化，本身材料的 ２．４物理化学稳定性 物理化学性能比较稳定，另外玻璃纤维格栅是网状 玻璃纤维格栅需要经过特殊处理剂进行涂覆处 结构，沥青混凝土中的集料可以贯穿其中，这样就 理，确保能够抵抗各类物理磨损和化学侵蚀，还需 形成了机械嵌锁。这种阻碍了集料的运动，使 要能够抵御生物侵蚀和气候变化，确保物理化学稳 沥青混合料在受荷载的情况下能够达到更好的压实 定性来满足其耐久性。状态，更高的承重能力，更好的荷载传递性能及较 ２．５满足施工要求 小的变形，从而能有限提高沥青混凝土的劲度，保 证沥青混凝土的稳定性，从而延迟疲劳破坏，相对 来说也就延长了路面的使用寿命。 １．５减少路面面层厚度 玻璃纤维格栅本身的稳定性及加筋补强作用， 可以补充沥青混凝土因厚度不足造成的强度不够等 问题，而且玻璃纤维格栅的熔点高，一般融化温度 在１０００。Ｃ以上，能够较好的同高温施工中的沥青混 凝土相容，嵌锁为一个整体，提高整体强度及耐久 性，因此，加入玻璃纤维格栅的沥青混凝土比未加 入的沥青混凝土可以在减少厚度的情况下达到同样 的稳定、耐久性，这样可有效节约工程费用，在某 些情况下，路面标高受限而无法过量加厚面层，如 受桥梁净空的，使用加筋玻璃纤维格栅是一种 比较适用的解决方案。 ２ 沥青混凝土中玻璃纤维格栅的要求 ２．１ 适应沥青混合料的摊铺温度 沥青混合料摊铺温度一般在ｌ３０～１６０℃，因此 要求玻璃纤维格栅在这个温度下不能融化变形，目 前因材料制造技术的提升，玻璃纤维格栅的耐热性 能有了较大提高，一般熔点均在这个温度以上，但 若用于施工，仍需进行相应熔点试验确保材料耐热 质量。 ２．２同沥青混合料的相容性 格栅只有同沥青混合料完全结合，才能传递荷 载应力，从而起到加筋补强作用，若格栅不能和沥 青混合料完全结合而产生间隙，在后续的压实施工 中会导致路面推移，产生路面裂缝，这样不但不能 加强沥青面层施工质量，相反，还适得其反，造成 面层裂缝。 ２．３高抗拉强度、低延伸率 玻璃纤维格栅只有本身材料的抗拉强度高，才 ４８ 玻璃纤维格栅要能较为方便的进行铺筑，并能 很好的固定在施工层的下乘层上。格栅铺筑后应能 抵抗沥青混合料运输车的行使，以及摊铺机及其他 外部荷载在其上移动所产生的剪应力，不至于起 褶、断裂。 ３ 玻璃纤维格栅在沥青混凝土路面中的 应用 ３。１ 玻璃纤维格栅在工程实际中的应用 玻璃纤维格栅由于具有耐高温、较好的物理化 学稳定性及与沥青较好的相容性，因此比较适合于 旧沥青路面与新沥青路面的补强，我们在骆马湖环 境提升工程项目迎春大道市政路建设过程中，由于 迎春大道市政路同地方道路有４处平交接口，由于 新老路面搭接处受车辆重复荷载和苏北地区年温差 大等原因，容易造成搭接处出现通长裂缝、龟裂等 问题，为防止此类质量问题出现，对新旧路面搭接 处均采用玻纤格栅进行补强处理，搭接宽度ｌｍ，具 体搭接处处理图ｌ如下所示。 玻纤格栅在本项目中的技术要求如表ｌ。 地方现状道路同新建迎春大道搭接时，在搭接 范围内，先刨铣剔除现状道路结构层并形成台阶， 当原有路面及基层表面有局部松散、坑洞及扩散性 裂缝，应事先修补、填塞，以保持表面状况完好， 并对完成的下层层表面冲洗、清理尘土及松散颗粒 及杂物，保证老路面、玻璃纤维格栅、新路面之间 的有效粘结。 目前在预通行近三个月，尤其正值冬季，昼夜 温差较大的情况下，路面状况、尤其是新旧道路搭 接处质量和外观均完好，相比同区域其他现状道路 出现的裂缝、破损等情况，体现了玻纤格栅的抗疲 劳、抑制反射裂缝及加筋补强的作用。 ３．２不宜使用玻纤格栅的情况 ２０１８年３月第ｌ期 葛洲坝集团科技 ‘●ｕ”■■■霸Ｆ■ ■■ 总第１２５期 ■＾一－● 瀚 暂爰奢青ｊＩ凝土蓐ｉ ——＆柏油蟠．■Ｆ 蠹＾ｃ一２５ｃ ｔ￡Ｊ＿１■‘ ·●■１ ｒ１一 — ｌ 一 ５ｏ Ｉ ——。 ∞ １ｏｏ 。 …”＾， ＾－－●■● ■Ｖ■ ■ｆ ’ ｎ一一 ’ ｔ Ｚ跚Ｌ ｆ— Ｉ ｆ ∞ ｌ ∞ ｉ Ｉ｝蚍鼍ｉ，Ｉ考彗ｊ；ｊＩＪ 囊潞酉层 蛹露强弱羁疆鼎袋镡髓 上 ． ／ ／ 童毒１ Ｄ 慨 Ａ ‘ Ａ Ａ 矗 Ａ ＾ ∞ 楼 Ａ Ａ Ａ Ａ Ａ ＡＡ ●－∞ － ． － ‘ ‘ ＾ 锻 Ａ Ａ Ａ Ａ Ａ Ａ Ａ Ａ Ａ Ａ Ａ Ａ Ａ Ａ Ａ Ａ Ａ Ａ Ａ Ａ Ａ Ａ 嚣 翟 － － 是 － ＿ 图１ 新建沥青路面与原沥青路面搭接处处理图 表１ 指标内容 抗拉强度（ＫＮ／ｍ） 极限伸长率（％） 网眼尺寸（咖×ｍｍ） 网孔形状 玻纤格栅技术要求 指标要求 ≥５０ ≤４ ｌ３×ｌ３—２６×２６ 矩形 测试温度（℃） ２０±２ ２０±２ ２０±２ ２０±２ 一些旧路破损严重，原有结构层呈区域性、网 栅。对于新建工程，格栅最好铺设在下面层上，不 状性破损，集料松散或已失去强度的情况，或基层 宜直接铺在基层上。 为软基层，不适合使用玻璃纤维格栅进行沥青路面 ４．２玻纤格栅的铺设与固定 补强，还需要从基层乃至路基层方面进行加固处 格栅铺设可由拖拉机或汽车改装的专用设备进 理，从下往上，分层处理，确保每层满足压实度及 行铺设，也可人工铺设。铺设时须沿路线中心线纵 承载力的要求，才能确保路面结构层的耐久性及行 向铺设，以横坡从低到高顺序进行，格栅铺设时， 车舒适性。 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胶轮压路机进行适度 碾压，以使格栅同下乘层粘结牢固。 ４ 施工工艺 ４．１铺设前下乘层的处理 目前常用的玻纤格栅有带自粘胶和不带自粘 玻纤格栅的使用效果与铺设路面的处理情况密 胶两种。带自粘胶的可直接在已平整的基层上铺 切相关，在铺设前必须将路面上可能影响格栅与底 设，不带自粘胶的通常采用钢钉固定法，固定所 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 需材料为： ５０×５０×０．３ｍｍ的固定铁皮，要求平整不翘 格栅上背胶属水溶性物质，如路面有水迹时，应待路 角，周边宜倒角处理及２英寸钢钉。 面干燥后再进行铺设。铺设格栅位置为老路面上加 采用固定钢钉法铺设玻纤格栅时，先将一端用 铺面层的或者在两层沥青层之间的需洒粘层油，粘 固定铁皮和钢钉固定在己洒布粘层沥青的下层结构 层油如使用乳化沥青，需在完全破乳干燥后铺设格 上，钢钉可用锤击或射钉射入。再将格栅纵向拉紧 ４９ Ｎｏ．１ Ｍａｒ．２０１８ ＧＥＺＨＯＵＢＡ ＧＲＯＵＰ ＳＣｍＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ．１２５ 并分段固定，每段长度为２～５ｍ。也可按缩缝间距 小的坑塘没有预先填平，可在铺好的格栅上将对应 分段，钢钉位置设于接缝处，纵向固定间距为５０ｃｍ， 坑塘的部分剪去，以便在铺上层沥青混合料时能完 横向固定间距为２０ｃｍ，最外侧固定点距边缘４ｃｍ， 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， 全填平坑塘。 纵向每隔５ｍ横向固定１次。要求格栅拉紧时玻纤纵 ４．３玻纤格栅的存放 玻璃格栅应存放于干燥处，严禁水浸雨淋。其 产品出厂时每卷均有塑料保护膜包裹，在存放中应 横向搭接宽度不小于１５ｃｍ，纵向搭接应根据沥青摊 注意保持保护膜的完整，防止灰尘污染。在仓库存 铺方向将前一幅置于后一幅之上。固定时不能将钢 放时，应保持每卷站立状态，不得平躺叠放，以免 钉钉于玻纤格栅上，不能用锤子直接敲击玻纤格 卷筒状格栅受压变形而不利于施工。各类型分开存 栅，固定后如发现钢钉断裂或铁皮松动，则需重新 放，避免误拿误用。 固定。 玻璃纤维格栅施工完毕并验收通过后，应尽快 组织沥青混合料层的摊铺施工，防止格栅因外露搁 ５ 结束话 随着国家交通运输系统越来越庞大，发展越来 置时间过长造成如污染、破损等其他情况发生。 越快，无论是新建道路还是旧路改造规模也会越来 在实际操作过程中，施工质量的好坏对今后玻 越大，有效利用玻璃纤维格栅对于路面使用寿命延 纤格栅的使用效果有着很大影响。因此，在格栅铺 长有较大作用，另外通过利用这种道路建材，能有 设及其上沥青混合料铺筑过程中，应注意以下问 效减少路面结构层厚度，节约工程总体成本，延缓 路面疲劳，减少路面维修，具有较好的经济效益和 题。 （１）严格控制运送混合料的车辆出入，在格栅 社会效应。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。 产生刺激作用，施工人员须戴防护手套。 ［作者简介］ 理工程师湖北宜昌４４３００２ （３）玻纤格栅为玻璃纤维制造，对人体皮肤易 陈 刚 男 中国葛洲坝集团第一工程有限公司 助 （４）玻纤格栅铺设过程中，若发现原路面有较 （接第５２页） 钢管安装部位的一期混凝土浇筑完成后，应达 可进入下道工序。 ￣１Ｊ７０％以上强度，然后在一期混凝土面上放出安装 ４ 结语 托口水电站厂房工程施工测量严格按测量规范 进行控制，未出现超出规范要求的测量误差，保证 轴线及高程测量控制点，并在钢支墩上安装焊接用 于支撑钢管的钢支架。钢支架尽量安装在钢管上加 劲环所在位置。测量控制点分别设置在始装节两 了土石方开挖和混凝土体型施工质量以及金属结构 安装的精准程度，在施工放样中运用有的测量技 端、弯管起止端的左右中心及下中心处。 放样时以纵断面方向建立坐标轴，ｘ轴为高 术，不仅可以保证工效的正常进行，也是提高了工 程，ｙ轴为里程，可以计算出每节钢管的４个控制点 程的必要技能和前提。坐标（上中，下中，腰线，钢管左右由偏轴线距离 控制）。每节的数据制成表格，现场放样依据表格 ［作者简介］ 设计值快速放样，放样安装一般４个点为一组，根 李兴斌 男 中国葛洲坝集团第一工程有限公司 助 据测点安装调整就位，然后焊接整体，钢管每节安 理工程师湖北宜昌４４３００２ 装好后都进行测量验收，合格后经测量监理复核认 ５０
