1．概述

      水泥混凝土路面具有強(qiáng)度高，能適應(yīng)重載、高速繁密的運(yùn)輸要求等特點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)城市道路、公路上應(yīng)用較廣。水泥混凝土路面受行車(chē)荷載、環(huán)境等因素的影響，會(huì)發(fā)生斷裂、錯(cuò)臺(tái)等形式的損壞，嚴(yán)重影響行車(chē)的舒適性和安全性。加鋪瀝青罩面是一種能改善其使用性能的有效措施，但由于行車(chē)及氣溫等因素的影響，在瀝青加鋪層中容易出現(xiàn)反射裂縫，導(dǎo)致其壽命縮短。國(guó)內(nèi)外防治反射裂縫的研究表明，加鋪格柵可起到減薄瀝青層厚度，降低舊路面裂縫的反射作用，從而延長(zhǎng)加鋪層的使用壽命等作用。

      上世紀(jì)八十年代，英國(guó)NETLON公司開(kāi)始研究塑料格柵的路用性能，并逐步推廣應(yīng)用。這種格柵具有兩種功能：一是提高瀝青結(jié)構(gòu)層的強(qiáng)度，具有長(zhǎng)期抵抗拉應(yīng)力的能力；二是使應(yīng)力分布更加均勻，減輕瀝青結(jié)構(gòu)層的徐變作用，最終達(dá)到防止瀝青路面開(kāi)裂的目的。

      1992年北京市公路局設(shè)計(jì)研究院結(jié)合八達(dá)嶺公路水泥混凝土路面大修，采用金屬網(wǎng)加筋瀝青混合料結(jié)構(gòu)修筑了500m試驗(yàn)段，經(jīng)檢驗(yàn)，使用效果較好。1993年哈爾濱建筑工程學(xué)院道路研究所提出了《塑料網(wǎng)格在柔性路面結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用》的研究報(bào)告，對(duì)室內(nèi)外試驗(yàn)進(jìn)行了詳細(xì)地闡述，并提出了相應(yīng)的施工工藝。長(zhǎng)沙交通學(xué)院也對(duì)塑料格柵進(jìn)行了室內(nèi)研究，提出了《土工格柵對(duì)瀝青路面抗車(chē)轍、抗開(kāi)裂性能的試驗(yàn)研究》研究報(bào)告。北京市政設(shè)計(jì)院對(duì)加拿大貝密爾斯有限公司生產(chǎn)的自粘式瀝青路面加勁網(wǎng)格進(jìn)行了室內(nèi)試驗(yàn)，取得了良好的結(jié)果。

      2．瀝青加鋪層裂縫產(chǎn)生原因分析

       在舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青層是一種特殊的路面結(jié)構(gòu)，其應(yīng)力應(yīng)變特性與一般彈性層狀體系有較大的差別。

      (1)由于接縫、裂縫的存在，舊水泥混凝土路面作為基層的整體強(qiáng)度降低，而且在外力作用下，瀝青加鋪層處于三維應(yīng)力狀態(tài)。車(chē)輛通過(guò)不連續(xù)的板體時(shí)，因?yàn)榻涌p、裂縫兩側(cè)相鄰板塊產(chǎn)生豎向反射裂縫位移差，瀝青加鋪層在相應(yīng)位置出現(xiàn)較大的剪切應(yīng)力，這種剪切應(yīng)力是瀝青加鋪層產(chǎn)生反射裂縫的主要原因。通常把這種裂縫稱(chēng)作荷載型反射裂縫。

      (2)因路面暴露在大氣中，受氣溫周期性變化的影響，瀝青加鋪層和舊水泥混凝土面板發(fā)生縮脹，產(chǎn)生溫度應(yīng)力。由于舊水泥混凝土路面的應(yīng)力在接縫處不連續(xù)，因此瀝青加鋪層同時(shí)承受它本身以及舊路面所產(chǎn)生的溫度應(yīng)力，特別是在冬季氣溫較低時(shí)，瀝青加鋪層在接縫、裂縫處，因?yàn)槔瓚?yīng)力過(guò)大而開(kāi)裂，形成溫度型反射裂縫。

      3．玻璃纖維格柵抑制反射裂縫的機(jī)理

      玻璃纖維格柵具有抗拉強(qiáng)度高、延伸率低、無(wú)蠕變，與瀝青混合料具有較好的相容性，以及物理化學(xué)性能穩(wěn)定、耐高溫、嵌鎖與限制作用好等特點(diǎn)，能均勻地傳遞荷載，并將反射裂縫應(yīng)力由垂直方向轉(zhuǎn)為水平方向。

      使用玻璃纖維格柵，可增強(qiáng)瀝青混合料的整體抗拉強(qiáng)度，有效地改善路面結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布，降低瀝青加鋪層的應(yīng)力，抵抗和延緩由于基層裂縫引起的瀝青加鋪層反射裂縫的發(fā)生，從而延長(zhǎng)路面的使用壽命。

     4．工程實(shí)例

      某水泥混凝土路面出現(xiàn)板塊、板角斷裂、錯(cuò)臺(tái)等損壞，由于受路面標(biāo)高及工程造價(jià)限制，經(jīng)論證，決定在舊水泥混凝土路面上布置玻璃纖維格柵加筋層，再鋪筑瀝青混凝土罩面。

      4.1 結(jié)構(gòu)計(jì)算

      瀝青加鋪層厚度由行車(chē)荷載和反射裂縫兩個(gè)因素控制。因水泥混凝土面板強(qiáng)度較高，將其作為基層，在其上面加鋪瀝青混凝土的這種路面結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度一般能滿(mǎn)足要求，關(guān)鍵是抑制反射裂縫的產(chǎn)生。國(guó)內(nèi)現(xiàn)行的《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》沒(méi)有把水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土層這一內(nèi)容包括在內(nèi)。國(guó)外對(duì)這一問(wèn)題的研究工作起步較早，目前已形成四種相對(duì)成熟的設(shè)計(jì)和計(jì)算方法，分別是ARE(Anstin Resarch Engineers)設(shè)計(jì)方法、美國(guó)瀝青協(xié)會(huì)(AI)法、美國(guó)工程兵團(tuán)和聯(lián)邦航空局(FAA)法、AASHTO罩面設(shè)計(jì)法。

      經(jīng)上述四種計(jì)算方法計(jì)算，加鋪瀝青混凝土層厚度采用10cm。加鋪方案為(自上而下)：4cm改性瀝青SMA+6cm粗粒式瀝青混凝土+玻纖格柵+2cm瀝青找平層。

      4.2 鋪設(shè)路面的處理

      玻璃纖維格柵的使用效果與鋪設(shè)面的處理情況密切相關(guān)，在鋪設(shè)前必須將可能影響格柵與底層結(jié)合強(qiáng)度的物質(zhì)如油脂、油漆、水漬、污物等徹底清除干凈，使鋪設(shè)面清潔干燥。玻璃纖維格柵感壓式背腹屬水溶性物質(zhì)，如鋪設(shè)面有水跡，應(yīng)待其干燥后再進(jìn)行鋪設(shè)。鋪設(shè)格柵之前灑粘層油。

      4.3 玻璃纖維格柵的鋪設(shè)與固定

      玻璃纖維格柵可采用專(zhuān)用設(shè)備或人工鋪設(shè)。鋪設(shè)時(shí)膠面向下，并保持其平整、拉緊、不起皺，保證格柵具備有效的張力，鋪完之后用干凈的鋼輪壓路機(jī)或膠輪壓路機(jī)碾壓。

      目前常用的玻璃纖維格柵有帶自粘膠和不帶自粘膠兩種。帶自粘膠的可直接在已平整的基層上鋪設(shè)。不帶自粘膠的通常采用鋼釘固定。本工程采用不帶自粘膠的玻璃纖維格柵，固定所需材料為：

      ①50×50×0.3mm的固定鐵皮，做到平整不翹角，周邊倒角處理；
      ②2in鋼釘。

      采用固定鋼釘法鋪設(shè)玻璃纖維格柵時(shí)，先將一端固定鐵皮和鋼釘固定在已灑布粘層瀝青的下層結(jié)構(gòu)上．鋼釘可用錘擊或射釘射入。再將格柵拉緊并分段固定，每段長(zhǎng)度為2～5m。也可按縮縫間距分段，鋼釘位置設(shè)于接縫處。要求格柵拉緊時(shí)縱橫向均處于緊張狀態(tài)。

      格柵縱向搭接寬度不小于20cm，橫向搭接寬度不小于15cm，縱向搭接應(yīng)根據(jù)瀝青攤鋪方向?qū)⑶耙环糜诤笠环?。固定時(shí)不能將鋼釘釘于格柵上，不能用錘子直接敲擊格柵，固定后如發(fā)現(xiàn)鋼釘斷裂或鐵皮松動(dòng)，需重新固定。格柵鋪設(shè)固定完畢后，用膠輪壓路機(jī)適度碾壓穩(wěn)定，使格柵與鋪設(shè)面粘結(jié)牢固。

      如果條件允許，灑布粘層油后直接攤鋪格柵，隨即用壓路機(jī)碾壓，格柵不易起波浪，效果更佳。

      4.4 施工注意事項(xiàng)

      (1)嚴(yán)格控制運(yùn)送混合料車(chē)輛的出入，在格柵層上禁止車(chē)輛急轉(zhuǎn)向、急剎車(chē)和傾瀉混合料腳料，防止對(duì)格柵的破壞；
      (2)自粘式格柵背膠易溶于水，避免雨天或路面潮濕時(shí)施工；
      (3)玻璃纖維對(duì)人體皮膚易產(chǎn)生刺激作用，施工人員須做好防護(hù)措施；
      (4)使用的膠輪壓路機(jī)需注水增加重量時(shí)，須防止水溢流到格柵上，造成其背膠失去粘性；
      (5)格柵鋪設(shè)過(guò)程中，若發(fā)現(xiàn)鋪設(shè)面有較小的坑洞沒(méi)有填平，可在鋪好的格柵上將對(duì)應(yīng)坑洞部分剪去，以便在鋪上層瀝青混合料時(shí)能完全填平坑洞：
      (6)格柵鋪設(shè)時(shí)，要求鋪設(shè)面溫度在5℃～60℃之間。

       5．結(jié)束語(yǔ)

      該工程從目前通車(chē)情況來(lái)看，效果較為理想。由于裂縫的發(fā)展需要一定的時(shí)間，對(duì)于玻璃纖維格柵抑制反射裂縫的最終效果尚有待今后作長(zhǎng)期觀察。
      國(guó)內(nèi)用于瀝青路面加筋的玻璃纖維格柵種類(lèi)較多，但測(cè)試指標(biāo)不明確，測(cè)試方法和標(biāo)準(zhǔn)也不統(tǒng)一，急需制定出適合我國(guó)國(guó)情的產(chǎn)品規(guī)格、性能要求、測(cè)試方法和標(biāo)準(zhǔn)。