在我國部頒標(biāo)準(zhǔn)中定義為聚合物材料經(jīng)過定向拉伸形成的具有開孔網(wǎng)格較高強度的平面網(wǎng)狀材料[1]。他廣泛應(yīng)用于公路建設(shè)的路堤加筋、過濾排水、路基臺背填土加筋路基防護、路面裂縫防護等工程,在機場、水利工程中也得到普遍應(yīng)用。無機材料。基材經(jīng)過改性瀝青浸固處理,具有抗拉強度大,彈性模量高,延伸率低(3%),相容性好,無變形(尺寸形態(tài)穩(wěn)定),施工便捷,整體連續(xù)性好,成本低等優(yōu)點,更具有耐高溫(工作溫度在100℃～280℃)、抗寒冷、耐老化、抗腐蝕等多種性能。由于他具有密度小,強度高,防腐性能強,耐沖擊力強等特點,他與土體、混凝土或瀝青等結(jié)合使用,能大幅度提高路面、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)層中的抗拉強度,有效減少病害,延長其使用壽命。
玻璃纖維強度/重量比要比鋼大,在200℃時其彈性模量與瀝青混凝土模量比高達(dá)20∶1,為防止反射提供了足夠的強度。玻璃纖維土工格柵的應(yīng)力應(yīng)變圖實際上近似一垂直直線,這表明材料具有很高的抗變形能力,斷裂時其延伸率小于3%。作為增強材料,具備在長期荷載的情況下抵抗變形的能力即抗蠕變性是極為重要的,玻璃纖維不會發(fā)生蠕變,這保證產(chǎn)品能夠長期保持性能。玻璃纖維土工格柵在后處理工藝中涂覆的材料是針對瀝青混合料設(shè)計的,每根纖維都被充分涂覆,與瀝青具有很高的相容性,從而確保了玻璃纖維土工格柵在瀝青層中不會與瀝青混合料產(chǎn)生隔離,而是牢固的結(jié)合在一起。玻璃纖維的熔點是在℃以上,對160℃熱鋪瀝青無任何影響。其他材料的彈性模量均受溫度影響,如碳纖、鋼筋、滌綸纖維等在斷裂強力之前由于溫度的影響,發(fā)生伸長,影響反射裂縫的防止。

玻璃纖維土工格柵耐低溫性能也非常優(yōu)良,在℃時強力亦不受任何影響。玻璃纖維土工格柵經(jīng)表面特殊處理后,能防止各類物理磨蝕和化學(xué)侵蝕,還能抗生物侵蝕和氣候變化,保證其性能不受影響。瀝青混凝土集料穿過玻璃纖維土工格柵結(jié)構(gòu),形成了一個復(fù)合的力學(xué)嵌鎖體系,這種限制區(qū)域阻礙了集料的運動,瀝青混合料可以得到更好的壓實,獲取更大的承載能力,并能提高傳荷能力,減少變形,增強瀝青混凝土路面,使其具有優(yōu)良的結(jié)構(gòu)強度,所以玻璃纖維土工格柵在道路罩面中起到了骨架作用。路基是公路系統(tǒng)中重要的結(jié)構(gòu)組織之一,在運輸工具變應(yīng)力的作用下,基礎(chǔ)層局部地域承受較大的應(yīng)力和應(yīng)變,因長時間局部地域受應(yīng)力變化,基礎(chǔ)層開始出現(xiàn)沉降、位移、開裂等現(xiàn)象。
采用經(jīng)特殊處理的玻璃纖維土工格柵,能使基礎(chǔ)層的整體強力大大提高,其作用就像鋼筋增強水泥混凝土一樣。直變形向水平方向擴散以致其上部填料的抗剪切變形能力得以充分發(fā)揮,使得軟土地基表面的承載區(qū)大大增強,從而提高地基的承載力。(2))提高路基的穩(wěn)定性。(3))減小施工期填土的大量下沉,節(jié)約土石方。(4))調(diào)整不均勻沉降:①玻璃纖維土工格柵的拉應(yīng)力作用使界面以下土體的豎向應(yīng)力減小,從而使土體豎向壓縮變形減小。②由于預(yù)拉和差異沉降導(dǎo)致玻璃纖維土工格柵的變形,這一拉應(yīng)力由界面剪應(yīng)力平衡。界面剪應(yīng)力使基礎(chǔ)沉降區(qū)域產(chǎn)生一定大小的隆起變形,這一隆起變形部分抵消了基礎(chǔ)或路基的沉降。動所傳遞的能量,因而具有良好的抗震性。
在公路與城市道路建設(shè)中,經(jīng)常需要對舊路進(jìn)行改造,以滿足不斷增長的交通需求。為了充分利用舊有路面,并改善其路面使用性能,通常采用瀝青混凝土對舊路面進(jìn)行罩面補強。隨著瀝青罩面層使用時間的增長,將會逐步出現(xiàn)各種病害,如疲勞開裂、車轍、低溫收縮開裂、由下臥層接縫或裂縫引發(fā)的反射裂縫等。路面鋪設(shè)玻璃纖維格柵后,能夠增加上面層層底的拉應(yīng)力,減小路表面彎沉值,加鋪格柵后裂縫的數(shù)量得到了控制,而且裂縫的寬度也得到了相應(yīng)的控制

反射裂縫是由于舊混凝土面層在接縫或裂縫附近的較大位移引起其上方瀝青加鋪層內(nèi)出現(xiàn)應(yīng)力集中所造成的,他包括因溫度和濕度變化而產(chǎn)生的水平位移以及因交通荷載作用而產(chǎn)生的豎向剪切位移。前者導(dǎo)致接縫或裂縫上方的瀝青加鋪層內(nèi)出現(xiàn)較集中的拉應(yīng)力;后者則使接縫上方的瀝青加鋪層經(jīng)受較大的彎拉應(yīng)力和剪切應(yīng)力。
路面防裂選用玻璃纖維土工格柵可減少或延緩反射裂紋數(shù)量,減少瀝青路面車轍擁包,可適當(dāng)提高半剛性基層的疲勞壽命。在瀝青罩面層中加鋪玻璃纖維土工格柵夾層,抑制應(yīng)力,釋放應(yīng)變,達(dá)到減少裂縫的目的。延緩反射裂縫主要表現(xiàn)在以下幾個方面。網(wǎng)格性的肋條可為初始荷載提供一個系統(tǒng)的支承點和錨固點,起到應(yīng)力傳輸?shù)淖饔?從而增加瀝青底層的抗拉強度,吸收層間的大部分水平拉應(yīng)力。玻璃纖維土工格柵將瀝青層內(nèi)溫度荷載和汽車荷戴反復(fù)作用產(chǎn)生的應(yīng)力擴散到一個較大的范圍內(nèi),從而把集中的寬裂縫分散成若干個細(xì)小的裂縫,延遲了裂縫的擴散和貫通。玻璃纖維土工格柵為裂縫方向的改變提供了足夠的剛度,裂縫擴展到夾層底后轉(zhuǎn)向水平,阻止了其垂直向上擴展,提高了路面的抗裂能力和耐疲勞能力。
由于玻璃纖維土工格柵的模量高達(dá)67GPa,作為剛度大的硬夾層應(yīng)用在瀝青罩面層中,其作用是抑制應(yīng)力,釋放應(yīng)變,同時作為瀝青混凝土加筋材料,提高加鋪層結(jié)構(gòu)的抗拉和抗剪能力,從而達(dá)到減少裂縫的目的。在瀝青混凝土路面上進(jìn)行瀝青罩面,除了會出現(xiàn)反射裂縫,同時還會因為荷載的長期作用而出現(xiàn)疲勞開裂。由于瀝青面層與罩面層屬同一性質(zhì)的柔性面層,當(dāng)受到荷載作用時,路表將發(fā)生彎沉。在直接與車輪接觸的瀝青罩面層受到壓力,在輪載邊緣以外的區(qū)域,面層受到拉力作用,由于兩處受力區(qū)域所受力性質(zhì)不同,而又彼此緊靠,因此在兩塊受力區(qū)域的交界處即力的突變處容易發(fā)生破壞。