土工格柵與高性能聚酯布對(duì)比

1、土工格柵與高性能專用聚酯布技術(shù)分析一、土工格柵的特點(diǎn)：土工格柵是一種加筋材料，可加強(qiáng)面層的剛度和強(qiáng)度，限制面層應(yīng)力和應(yīng)變，從而可防 止和延緩裂縫的發(fā)展。高抗拉強(qiáng)度、低延伸率：玻纖的抗拉強(qiáng)度和模量都很高，具有很高的抗變形能力。高溫穩(wěn)定性：玻纖的熔化溫度在1000C。以上，其彈性模量在160C。熱鋪瀝青中不會(huì) 受到任何影響。無長(zhǎng)期蠕變性：作為增強(qiáng)材料，玻纖在長(zhǎng)期荷載的情況下抵抗變形的能力極強(qiáng)，確 保玻纖土工產(chǎn)品能夠長(zhǎng)期使用。與瀝青混合料的相容性：玻纖格柵表面經(jīng)有機(jī)涂層處理以后與瀝青材料有很好的相 容性，并徹底改善了玻纖格柵不耐磨、不耐折的缺點(diǎn)。良好的物理化學(xué)穩(wěn)定性：經(jīng)過特殊后處理劑進(jìn)行涂覆處理后，

2、玻纖格柵能夠抵抗各 類物理磨損和化學(xué)侵蝕，還能抵御生物侵蝕和氣候變化。(6)集料嵌鎖和限制作用：瀝青砼混合料穿過玻纖格柵結(jié)構(gòu)，形成了一種復(fù)合嵌鎖結(jié)構(gòu)。 這種嵌鎖結(jié)構(gòu)阻礙了集料的運(yùn)動(dòng)，瀝青混合料可以得到更好的壓實(shí)，獲取更大的承載力，更 好的荷載傳遞性能及較小的變形。玻纖格柵將瀝青砼變?yōu)橐粋€(gè)整體結(jié)構(gòu)，在道路面層中起到 骨架作用。這種特性也是玻纖格柵能夠用于改善瀝青路面性能的根本原因。但土工格柵有較大的孔眼，因而它不具備防止雨水下滲和防止基層軟化的功能。格柵夾 層對(duì)于降低加鋪層內(nèi)由于溫度引起的應(yīng)力應(yīng)變不起到作用，無法防止基層溫度性裂縫的產(chǎn) 生。同時(shí)土工格柵施工工藝相對(duì)比較復(fù)雜。二、高性能專用聚酯布特

3、點(diǎn)：朗科公司的高性能專用聚酯布是集非織造、長(zhǎng)絲、聚酯、針刺、浸膠、熱壓六大特征 與一身，同時(shí)專利的DRH成網(wǎng)工藝保證了材料本身內(nèi)部的立體狀網(wǎng)孔保證了材料在與瀝青 結(jié)合時(shí)，更完善的吸附。這些特點(diǎn)決定了它能夠在道路鋪面工程中提供可靠的質(zhì)量保證，朗 科tm高性能專用聚酯布有以下獨(dú)特的特性。1均勻的纖維網(wǎng)，針刺加浸膠的獨(dú)特工藝決定了其能夠與瀝青很好的結(jié)合，從而在路面中起到防水、延緩裂縫的功能。朗科TM高性能專用聚酯布滲透瀝青油以后, 可以形成防水層，防止地表水深入基層。2.針刺加浸膠的獨(dú)特工藝決定了其具有更高的初張強(qiáng)度，并使其具有可控制的厚 度；多方向的力學(xué)性能決定了產(chǎn)品在初裝時(shí)有較強(qiáng)的抵抗安裝破壞的

4、能力，并且 在與集料或者舊路面接觸時(shí)能更加地平整；獨(dú)特的浸膠工藝使其在施工過程中保 持很強(qiáng)的平整性，施工時(shí)輪胎不會(huì)帶起高性能專用聚酯布上的纖維。.朗科 TM高性能專用聚酯布形成的應(yīng)力分散防水層為無紡織物，他在路面結(jié)構(gòu)中起到“應(yīng)力吸收層”的作用，同時(shí)在新舊路面上撒一層粘層油，在熱瀝青混合料和碾 壓的作用下，使舊路面、應(yīng)力分散防水層與新罩面粘結(jié)成一個(gè)整體，經(jīng)瀝青油滲 透的應(yīng)力分散防水層可以增加新舊路面的粘結(jié)性。從而，對(duì)于由環(huán)境造成的性能 退化以及長(zhǎng)期遭受循環(huán)交通和在所產(chǎn)生的蠕變有較強(qiáng)的抵抗能力。.朗科TM高性能專用聚酯布形成的應(yīng)力分散防水層可以減少路面裂縫的缺口應(yīng)力，因此可阻止裂縫反射到新面層上，

5、或者延緩、減少反射裂縫的產(chǎn)生。同時(shí)具有較 強(qiáng)的多方向拉伸性能，使得其能承受不定方向的交通荷載。三、加鋪高性能專用聚酯布對(duì)道路的意義A、加高性能專用聚酯布的瀝青混合料的抗車轍能力有較大的增強(qiáng)。通過車轍動(dòng)穩(wěn)定度 數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，加高性能專用聚酯布的瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度相對(duì)于普通瀝青混凝土可以提 高80%左右。B、加高性能專用聚酯布的瀝青混合料的抗疲勞特性有明顯的提高。通過疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù) 可以發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于普通瀝青混合料而言，加高性能專用聚酯布的瀝青混合料的抗疲勞作用次 數(shù)可以提高三倍左右。C、加高性能專用聚酯布的瀝青混合料具有良好的防滲透性能。通過滲透速率可以發(fā)現(xiàn)， 加高性能專用聚酯布滲透速率相對(duì)于普通

6、瀝青混合料可以提高50%,而適當(dāng)增加粘層油的用 量，防滲透性能會(huì)更佳。四、為什么選擇高性能專用聚酯布防治反射裂縫目前實(shí)際工程中用來防止反射裂縫使用較多的是土工布和土工格柵，也就是說，它們都 可以用來防止反射裂縫的產(chǎn)生與發(fā)展。但是它們?nèi)杂胁煌?，土工格柵是利用自身較高的抗拉 強(qiáng)度，承擔(dān)部分車輛對(duì)路面的剪切應(yīng)力，能在一定的程度上抑制剪切型反射裂縫的發(fā)展；土 工布是依靠自身較大的變形能力和抗拉強(qiáng)度，吸收和擴(kuò)散混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力，避免應(yīng)力集 中的發(fā)生，來減少反射裂縫，即兩者對(duì)防止反射裂縫的機(jī)理有所不同，土工布是土工格柵升 級(jí)換代產(chǎn)品，高性能專用聚酯布是土工布的更新?lián)Q代產(chǎn)品，從實(shí)際應(yīng)用效果看，土工布明顯

7、好于土工格柵，而高性能專用聚酯布更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于土工布。在改擴(kuò)建項(xiàng)目中，由于新擴(kuò)建的路基與老路基的沉降不同，必須在新老搭接部位的道路 基層與面層之間加上一層土工織物，使面層與基層之間形成間層，防止因沉降造成的剪切裂 縫。改擴(kuò)建項(xiàng)目由于沉降值在局部無法完全預(yù)測(cè)，所以不能使用剛性的土工格柵，主要是因 為玻纖格柵雖然具備很大的拉伸強(qiáng)力，但其斷裂延伸率太低（3%），其強(qiáng)力雖然很高，但不 足以滿足重荷載下的垂直剪切。在防治反射裂縫類材料中，高性能專用聚酯布獨(dú)有具備的極大初始模量，不僅能夠起到 防治反射裂縫的效果，同時(shí)，起到一定的加筋作用，這是其他類應(yīng)力吸收類材料沒有的性能。 同時(shí)、高性能專用聚酯布和粘層油結(jié)

8、合后形成一個(gè)完整的防水層，防止了水對(duì)路基的破壞。綜合上述，加鋪高性能專用聚酯布可以：（1）減少基層與面層的結(jié)合力。研究表明，有了間層、原二層界面處的結(jié)合力明顯減 少。瀝青層面底部拉引力較不設(shè)間層時(shí)減少20%。（2）間層為具有較大延伸性材料，基層張裂通過間層可使應(yīng)力擴(kuò)展至更寬范圍，從而 緩沖裂縫處應(yīng)力集中。就是設(shè)有彈性的間層起到了吸收部分拉伸能量的作用。（3）防滲作用。高性能專用聚酯布浸透瀝青，可在基層與面層之間形成一層防水層， 即使面層出現(xiàn)裂縫，也能防止地表水滲入基層。五、高性能專用聚酯布在改擴(kuò)建中的鋪設(shè)寬度要求高性能專用聚酯布因使用目的是使基層張裂通過間層可使應(yīng)力擴(kuò)展至更寬范圍和防水，在改

9、擴(kuò)建項(xiàng)目中我們建議是：新擴(kuò)建部位滿幅度鋪設(shè)，原路面鋪設(shè)不小50cm。六、關(guān)于低溫施工在極端的低溫下（0度以下），由于熱瀝青冷卻很快，增加施工難度在施工過程中要求瀝 青灑布車不要距高性能路面專用聚酯布鋪裝線距離太遠(yuǎn)，應(yīng)邊灑布瀝青邊鋪裝高性能路面聚 酯布。瀝青灑布應(yīng)與高性能專用聚酯布鋪筑、膠輪機(jī)碾壓、攤鋪瀝青混合料幾個(gè)環(huán)節(jié)緊密結(jié) 合，詳細(xì)的施工組織規(guī)劃在冬季施工中是必須的。高性能專用聚酯布與土工格柵在瀝青路面的應(yīng)用比較土工格柵相關(guān)技術(shù)指標(biāo)測(cè)試項(xiàng)目單位格柵（大）格柵（?。﹩挝幻娣e重量g/m2300400厚度mm1.31.6尺寸mmxmm25x2515x15最大拉伸強(qiáng)度（縱向）N/5cm680750最

10、大拉伸強(qiáng)度（橫向）N/5cm680750最大拉伸變形（縱向）%1513取大拉伸變形（橫向）%1513高性能專用聚酯布技術(shù)指標(biāo)項(xiàng)目單位測(cè)試值單位面積重量g/m2160g正負(fù)6%厚度mm0.90 / 0.68最大拉伸強(qiáng)力（縱向）/N/5cm大于460最大拉伸強(qiáng)力（橫向）N/5cm大于420在最大拉伸強(qiáng)力下的拉伸伸長(zhǎng)（縱向）%30.0 25在最大拉伸強(qiáng)力下的拉伸伸長(zhǎng)（橫向）%32.0 27200度熱收縮（縱向）%W 1.7200度熱收縮（橫向）%W 0.15%形變強(qiáng)力N/5cm2305%形變強(qiáng)力N/5cm17012%形變強(qiáng)力N/5cm38512%形變強(qiáng)力N/5cm270CBR頂破強(qiáng)力KN1.6撕破強(qiáng)

11、力KN大于0.16抗剪強(qiáng)度數(shù)據(jù)表試件類型最大壓應(yīng)力（KN）平均值（KN）抗剪強(qiáng)度（MPa）普通試件80.5270.8067.4572.925.157土工格柵（大）73.4566.9057.9066.084.673土工格柵（小）64.3864.8888.0864.534.564聚酯玻纖 布66.9066.7256.4663.364.481高性能專用聚酯布67.0861.7563.9864.274.545根據(jù)不同試件的抗剪切強(qiáng)度數(shù)據(jù)繪制抗剪切強(qiáng)度數(shù)據(jù)柱狀圖抗剪切強(qiáng)度數(shù)據(jù)柱狀圖)抗剪切強(qiáng)度數(shù)據(jù)柱狀圖口抗剪切強(qiáng)度2 5 8 6 4 2 45.4.4.4.4.強(qiáng)切剪抗土工試件類型通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)柱狀圖可以發(fā)

12、現(xiàn)：不夾有任何土工材料的普通試件的抗剪切強(qiáng)度最大，夾 有土工格柵的試件次之，夾有聚酯玻纖布的試件最差。通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以定量的進(jìn)行分析, 夾有高性能專用聚酯布、聚酯玻纖布及土工格柵的試件抗剪切強(qiáng)度有所降低，分別降低12%、15%和10%左右。說明夾有土工材料會(huì)不同程度的減少整體結(jié)構(gòu)的抗剪切強(qiáng)度的，但整體減 少的幅度并不是很明顯。而相關(guān)研究表明，實(shí)際瀝青路面的最大剪切應(yīng)力在1.0MPa左右， 這說明夾有土工布和土工格柵的路面盡管抗剪切強(qiáng)度降低，但是其仍滿足瀝青路面的抗剪切 強(qiáng)度的要求。車轍試驗(yàn)數(shù)據(jù)表試件類型45min變形量(mm)60min變形量(mm)動(dòng)穩(wěn)定度（次/mm）平均值（次/mm）普通試

13、件5.7206.4039599324.2644.960905土工格柵（大）6.1986.81110289976.9536.301966土工格柵（小）7.0227.593114310867.3257.9601029聚酯玻纖布5.1415.552153214297.4177.8921326高性能專用聚 酯布2.2652.599188617724.8765.2561658車轍試驗(yàn)數(shù)據(jù)柱狀圖工格大 土工口動(dòng)穩(wěn)定度00000000 OOOOOOOOO 8642086421X 1x 1xX次依定穩(wěn)動(dòng)件 普通式試件類型車轍試驗(yàn)數(shù)據(jù)柱狀圖通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)柱狀圖可以發(fā)現(xiàn)：夾有高性能專用聚酯布的試件的動(dòng)穩(wěn)定度最大，夾

14、有玻 璃纖維布的試件次之，不采用任何措施的普通試件最差。通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)我們可以定量的進(jìn)行 分析，夾有高性能專用聚酯布、聚酯玻纖布及土工格柵的試件動(dòng)穩(wěn)定度分別提高90%、60% 和30%左右，說明夾有土工材料的試件具有較好的抗車轍能力和較好的高溫穩(wěn)定性。從效 果上來講，夾有高性能專用聚酯布效果更佳?？估囼?yàn)數(shù)據(jù)表試件類型最大拉應(yīng)力（KN）平均值（KN）抗拉強(qiáng)度（MPa）普通試件5.924.605.332.134.296.52土工格柵（大）4.864.144.411.764.673.96土工格柵（?。?.984.144.231.694.364.44聚酯玻纖布4.043.763.691.483.603

15、.36高性能專用聚酯布4.073.844.041.623.984.26強(qiáng)拉抗根據(jù)不同試件的抗拉強(qiáng)度數(shù)據(jù)繪制抗拉強(qiáng)度數(shù)據(jù)柱狀圖抗拉強(qiáng)度數(shù)據(jù)柱狀圖通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)柱狀圖可以發(fā)現(xiàn)：不夾有任何土工材料的普通試件的抗拉強(qiáng)度最大，夾有 土工格柵的試件次之，夾有聚酯玻纖布的試件最差。通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以定量的進(jìn)行分析，夾 有高性能專用聚酯布、聚酯玻纖布及土工格柵的試件抗拉強(qiáng)度分別降低25%、30%和20%左 右，說明夾有土工材料會(huì)不同程度的減少整體結(jié)構(gòu)的抗拉強(qiáng)度的，但減少的幅度不是很明顯。 而相關(guān)研究表明，實(shí)際瀝青路面的最大拉應(yīng)力在1.0MPa左右，這說明夾有土工布和土工格 柵的路面盡管抗拉強(qiáng)度有所降低，但是其仍滿

16、足瀝青路面的抗拉強(qiáng)度的要求。極限疲勞強(qiáng)度數(shù)據(jù)試件類型極限疲勞強(qiáng)度（KN）平均值（KN）普通試件2.2342.1072.1482.163土工格柵（大）2.3392.1712.3412.284土工格柵（?。?.3812.2432.3132.312聚酯玻纖布2.3422.1242.1942.220高性能專用聚 酯布2.4062.3122.4272.382夾有不同土工材料試件的疲勞次數(shù)極限疲勞強(qiáng)度數(shù)據(jù)試件類型疲勞次數(shù)平均值普通試件210718251966土工格柵（大）314634143280土工格柵（?。?71334193566聚酯玻纖布209322652179高性能專用聚 酯布49584682482

17、0根據(jù)不同試件的疲勞次數(shù)數(shù)據(jù)繪制疲勞次數(shù)數(shù)據(jù)。疲勞次數(shù)數(shù)據(jù)柱狀圖數(shù) 次 勞 疲6000 5000 4000 3000 2000 1000 04820cccc35663280-19662179III1111纖布 玻纖（小） 工格冊(cè) 土工壓布口疲勞次數(shù)、甬試件大）舟工土工試件類型疲勞次數(shù)數(shù)據(jù)柱狀圖通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)柱狀圖可以發(fā)現(xiàn)：不夾有任何土工材料的普通試件的疲勞次數(shù)最少，夾有 聚酯玻纖布的試件次之，夾有高性能專用聚酯布的試件最大。通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以定量的進(jìn)行 分析，夾有高性能專用聚酯布、聚酯玻纖布及土工格柵的試件疲勞次數(shù)分別提高了 2.5倍、10%和70%左右，說明夾有土工材料會(huì)不同程度的提高整體結(jié)構(gòu)的

18、抗疲勞特性，加有聚酯纖 維布的效果最好。水損壞是瀝青路面主要病害之一。所謂水損害就是由于汽車車輪動(dòng)態(tài)荷載作用，進(jìn)入到 路面空隙中的水不斷產(chǎn)生動(dòng)水壓真空負(fù)壓抽吸的反復(fù)循環(huán)作用，水分逐漸滲入瀝青與集料的 界面上，使瀝青粘附性降低并逐漸喪失粘結(jié)力，瀝青膜從石料表面脫落，瀝青混合料掉粒、 松散，繼而形成瀝青路面的坑槽、推擠變形等損壞現(xiàn)象。通過上面的敘述我們可以發(fā)現(xiàn)，水 損壞的罪魁禍?zhǔn)拙褪锹访婵障痘驅(qū)娱g的水，而如何讓水不進(jìn)入或少進(jìn)入到路面空隙或?qū)娱g對(duì) 減少瀝青路面的水損壞有一定的幫助。因此，本研究通過滲水試驗(yàn)評(píng)價(jià)夾有土工材料的路面 的滲水情況。根據(jù)測(cè)定的時(shí)間，計(jì)算不同土工材料試件的滲水速率，滲水?dāng)?shù)據(jù)見表3.17。滲水試驗(yàn)數(shù)據(jù)表試件類型滲水時(shí)間（s）平均值（s）滲水速率（ml/min）普通試件128179194186128.46土工格柵（大）228206216216110.62土工格柵（?。?