摘要：土工合成材料是以高分子聚合物為原料的新型建筑材料,廣泛應用于土木工程中。土工合成材料種類很多,根據工程的不同需要,織物除制成布狀以外,還可制成粗格架狀的土工格、土工網和土工墊等多種形狀,或者將上述織物組成復合材料。
　　關鍵詞：土工合成材料，瀝青砼路面，應用
　　隨著我國經濟的高速發(fā)展，人們對道路的使用功能要求越來越高，如何提高道路的使用功能就成為迫切的問題。在路面結構中添加其它材料以提高道路的使用功能，成為目前研究發(fā)展的方向。
　　土工合成材料是以高分子聚合物為原料的新型建筑材料,廣泛應用于土木工程中。土工合成材料種類很多,根據工程的不同需要,織物除制成布狀以外,還可制成粗格架狀的土工格、土工網和土工墊等多種形狀,或者將上述織物組成復合材料。土工織物中有一種透水的土工布,具有抗拉強度高、剛度大、耐久性好等特點。
　　土工網格分柔性網格和剛性網格兩種,柔性網格的剛度較小,延伸性較大,如NetlonCE131、CE151等塑料網格,它們在路面結構內能夠以較大的變形吸收應力,從而減小應力集中;剛性網格的剛度較大,如南京玻璃纖維研究設計院研制開發(fā)的G1011玻璃纖維網格,彈性模量達到67000MPa,這種網格能夠依靠自身的剛度擴散荷載分布范圍,且本身強度很高,能夠承受較大應力.
　　瀝青混合料是一種感溫性較為敏感的路面材料,在高溫情況下具有流變性能,受車輛反復碾壓產生橫向流動而形成車轍,據觀察,在路面結構破壞之前,基層的永久變形對車轍影響很小。要防止這種路面破壞,主要是提高瀝青混合料的穩(wěn)定性、內摩阻力和橫向約束力以增強瀝青路面抵抗車撤變形的阻抗。
　　路面的網裂、龜裂除上述原因外,也有養(yǎng)護不及時,雨、雪滲入縫中和瀝青老化,使裂縫加大,產生面層破壞。對于上述瀝青路面破壞原因,我們采取的養(yǎng)護模式有補坑槽、罩面、單雙表處等方法。如果瀝青路面網裂面積很大,就得罩面。但罩面如應用熱瀝青,因粘度大不能滲入所有縫中,油量小蓋不住裂縫,油量大則則又引起泛油,產生新的病害。如果應用乳化瀝青,少則不起作用,多則流淌,效果也不理想。
　　嚴重龜裂的路面采用方法是挖補和單雙表處,不但費用大,還影響美觀。為了防止反射裂縫和網裂的發(fā)展,我們應用了土工合成材料。又引起泛油,產生新的病害。如果應用乳化瀝青,少則不起作用,多則流淌,效果也不理想。
　　嚴重龜裂的路面采用方法是挖補和單雙表處,不但費用大,還影響美觀。為了防止反射裂縫和網裂的發(fā)展,我們應用了土工合成材料。將土工網格加入瀝青砼路面結構層內部,可全面提高材料的強度與路用性能。
　　在我市中華北大街道路工程施工過程中，由于路面下雨水方溝埋深較淺，導致道路結構層不能正常碾壓，于是在瀝青面層下部，透層瀝青上部，加鋪土工格柵，型號為強士玻璃纖維土工格柵G1033，抗拉強度50KN，鋪設位置為以雨水管道中心線為中心，東西兩側各鋪2.5m。這一措施，不僅能使工程順利進行，并且確保了基層與面層間的有效粘結，還大幅提高了道路的使用性能。工程竣工兩年以來，無裂縫，無沉陷，各種道路常見病害均未發(fā)生。
　　路面平整度很好,未發(fā)生變形,只是面層出現嚴重網裂龜裂,如不及時養(yǎng)護,會使路面破壞。在這種情況下,無紡布養(yǎng)護是理想材料。
　　在涿州市北環(huán)路道路工程施工過程中，由于鐵路箱涵引道為現狀，所以鐵路箱涵引道采用蓋被處理方法。處理方法如下：
　�、偌愉仦r青混凝土前更換破碎板，采用同標號早強混凝土澆筑。
　�、谛扪a和填封裂縫，鑿平板塊錯臺部位，壓漿填封板底脫空，清除舊混凝土面層表面松散碎屑、油跡。
　�、厶蕹�板縫中失效的填縫料和雜物，將縫內灰塵吹凈，填入高標號水泥砂漿封縫。
　　④在舊混凝土路面鑿毛，清洗干凈，均勻噴灑改性熱瀝青透層油（0.4—0.6Kg/m2）,然后再鋪設土工布；為使土工布浸透瀝青后形成密封防水層，土工布應能充分吸收在舊路面噴灑的熱瀝青，并達到飽和，再灑布粘層油（0.4—0.6Kg/m2）。土工布的厚度≤2.0mm為宜，單位面積質量不大于200g/m2。并最后鋪筑≥6cm厚粗粒式瀝青混凝土和4cm厚中粒式瀝青混凝土，總厚度必須≥10cm。
　　在鐵路箱涵引道工程中采用鋪設土工布，具有如下特點：
　　1、利用土工布增強土體的抗拉強度和抗變形能力，增強結構的穩(wěn)定性，以改善土體質量。
　　2、有效的將集中應力擴散，傳遞或分解，防止土體受外力作用而破壞。
　　3、具有較高的抗拉強度和抗撕裂強度，以及良好的延伸性等物理力學指標，同時具有較高的耐生物、耐酸堿等化學穩(wěn)定性。
　　4、防止上下層砂石、土體及混凝土之間混雜。
　　5、施工方便由于材質輕、柔，故運送、鋪設、施工方便。
　　小結
　　(1)在有裂縫的基層頂面鋪設土工網格,能夠改變?yōu)r青層的溫度應力分布,大幅度減小裂縫頂部瀝青層的應力集中,從而阻礙裂縫的反射作用.土工網格模量的變化對瀝青層的應力影響不大.裂縫處土工網格承受的拉應力較大,且隨土工網格模量的增大而增加。
　　(2)土工網格的防裂作用實質是一種隔離功能，它分隔了有裂縫的基層和瀝青面層，避免瀝青層直接處于裂縫尖端的應力集中區(qū)域，而由網格本身承受較大的拉應力,從而阻礙了裂縫的迅速擴展.
　　3結論
　　通過對土工合成材料加強瀝青砼路面結構的力學分析,本文得出以下結論:
　　1•當基層有裂縫時,車輛荷載與溫度荷載會在裂縫處瀝青面層內引起應力集中,主要是偏荷載作用下瀝青層內的剪應力與降溫引起的拉應力,這兩者是引起反射裂縫的主要原因.在基層頂面設置土工網格,能夠分隔有裂縫的基層和瀝青面層,改變?yōu)r青層在荷載和溫度作用下的受力狀態(tài),大幅度地減小裂縫處瀝青層的應力集中,從而阻礙了反射裂縫的產生與發(fā)展.
　　2•土工網格的模量越大,瀝青層裂縫處應力減小的數值越大,故對防止瀝青層反射裂縫而言。設置玻璃纖維等剛性網格要比塑料網格等柔性網格更為有利，但土工網格模量增大，也會引起網格層承受的應力增加，只有在土工網格具有足夠強度,不發(fā)生開裂破壞的前提下，使用模量較大的剛性網格才是有利的.總的來說。為防止基層裂縫對路面的不利影響，要求土工網格材料具有剛度小而強度高的特性。
　　3•基層沒有裂縫時，土工網格設于不同層位對瀝青層內的應力影響是不同的，分析表明土工網格設置于瀝青層底部時能使瀝青層底部拉應力減小，壓應力增加，路面處于較為有利的應力狀態(tài)。
　　4•無論基層有無裂縫,設置土工網格都能使瀝青層表面彎沉減小，而且土工網格模量越大，設置層位越靠近表面，瀝青層表面彎沉減小的幅度越大.
　　5•通過應力位移分析表明，設置土工網格柵能夠減小應力集中，增加路面整體剛度，減少和延緩反射裂縫產生，控制路面開裂,延長路面使用壽命。
　　總之，土工合成材料在黑色路面養(yǎng)護上具有一定的適應性，也是黑色路面施工和養(yǎng)護的一種新材料。土工織物在公路上應用量比較廣泛，還可以用于橋頭跳車、軟土基、邊坡等領域,是一項新型筑路養(yǎng)路材料。
　　
　　
　　參考文獻：
　　1. 曹東偉，郝大力，韓瑞民《土工網格加強瀝青砼路面的力學分析》
　　重慶：重慶交通學院學報2000年
　　2. 王愛軍趙維啟《土工織物在瀝青路面養(yǎng)護中的應用》
　　北京：公路交通科技1998年