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华尔网玻漓纤维士工格栅及期及沥青路面中的应用土工格栅厂家电话:13853841938? 单总,?玻璃纤维土工格栅是以无捻玻璃纤维粗纱为原料,采用一定的织造工艺制成的网状结构,为保护玻璃纤维,提高整体使用性能,使其经过特殊工艺处理后而形成的新型土工合成材料产品。目前已经在沥青路面、软基处理、台背填土、边坡防护等方面,尤其是在沥青道路建设方面已经得到较为广泛的应用,并取得了令人满意的效果。 一、玻纤土工格栅的特性 1、抗拉强度、低延伸率 玻纤土工格栅是以玻纤为原料,而玻璃纤维的强度极高,超过了其它纤维与金属。同时它的拉伸模量很高,具有很高的抗变形能力,断裂延伸率小于4% 2、无长期蠕变 作为增强材料,具备在长期荷载的作用下低抗变形的能力即抗蠕变性是极为重要的,玻璃纤维不会发生蠕变,这就使其能够长期保持良好性能。 3、热稳定性 玻璃纤维在1000℃才开始熔化,确保了玻纤土工格栅在沥青混合料摊铺作业中承受高温的稳定性。 4、与沥青混合料的相容性 玻纤土工格栅在后处理工艺中涂覆的材料是针对沥青混合料设计的,每根纤维都被充分涂覆,与沥青具有很高的相容性,从而确保了玻纤土工格栅在沥青混合料层面中不会与沥青混合料产生隔离,而是牢固地结合在一起。 5、物理化学稳定性 经过特殊处理剂进行涂覆处理后,玻纤土工格栅能够抵抗各类物理磨损和化学侵蚀,还能抵御生物侵蚀和气候变化,保证其性能不受损失。 6、集料嵌锁和限制 由于玻纤土工格栅是网状结构,沥青混凝土中的集料可以贯穿其中,这样就形成了机械嵌锁。这种限制阻碍了集料的运动,使沥青混合料在受荷载的情况下能够保持更好的密实状态,更高的承重能力,更好的荷载传递性能以及较小的变形。二、玻纤土工格栅的应用及作用机理 玻纤土工格栅具有以上所述特点,当它应用于沥青路面施工时,可以在以下几个方面发挥重要作用。 1、抗疲劳开裂 沥青混凝土路面具有一定的承载能力,且在规定的使用期限内不会发生疲劳破坏。根据柔性路面设计规范的规定,要求控制路表 弯沉、层底面 弯沉和层底面 弯拉应力小于相应的容许量,以保证路面不致产生过度的变形和开裂。我们对沥青路面受载荷的情况做受力分析,在直接与车辆荷载接触下,面层受到压力,在轮载边缘以外的区域,面层受到拉力作用,由于两处受力区域所受力性质不同,而又彼此紧靠,因此在两块受力区域的交界处,即力的突变容易发生破坏,在长期荷载的作用下,发生疲劳开裂。 玻纤土工格栅在沥青面层的下面层中,能够将上述的压应力与拉应力分散,在两块受力区域之间形成一个缓冲区,在缓冲区里应力是逐步变化而不是突变,减少了应力突变对沥青面层的破坏,同时玻纤土工格栅的低延身率减小了路面的弯沉量,保证了路面不会发生过度变形而开裂。 2、抗高温车辙 沥青混凝土在高温时具有流变性,具体表现在:夏季沥青路面面层受高温作用而发软发粘。在车辆荷载作用下,受力区域凹陷,车辆载荷撤除后,沥青面层无法完全恢复受载荷之前的状态,即产生了塑性变形。在车辆反复碾压的作用下,塑性变形不断积累,就形成了车辙。我们对沥青面层结构进行分析后,可以知道由于高温作用下沥青混凝土具有流变性,而在受到载荷时,仅靠沥青混凝土路面的路面结构无法约束沥青混凝土集料的塑性变形,造成沥青混合料的推移,这就是形成车辙的主要原因。 在沥青面层中的上面层与中面层之间使用玻纤土工格栅,其可以在沥青面层中起到骨架作用。沥青混凝土中集料贯穿于格栅之间,形成复合力学嵌锁体系,限制集料运动,增加了沥青混合料的横向约束力,沥青面层中各部分彼此牵制,防止了沥青面层的塑性变形,从而起到抵抗高温车辙的作用。 3、低温缩裂 处于我国北方地区的沥青道路,冬季面层温度接近于大气温度,在这样的气候条件下,沥青混凝土遇冷收缩,产生拉应力。当拉应力超过沥青混凝土抗拉伸强度时,就产生裂纹,在裂纹集中的地方产生裂缝,形成病害。从裂纹的成因看,如何使沥青混凝土强度抵抗住拉应力是解决问题的关键。 玻纤土工格栅在沥青面层中的中间层使用,提高了面层的横向拉伸强度,使得沥青混凝土的拉伸强度大大提高,可以抵抗住较大的拉应力而不致使沥青混凝土发生破坏。另外,即使因为局部区域产生裂纹,在裂纹发生处的应力集中,经玻纤土工格栅的相互传递而消失,裂纹不会发展而形成裂缝。 4、延缓反射裂缝 许多旧沥青路面铺覆了沥青混凝土加铺层后,被认为结构牢固的沥青混凝土加铺层过早地出现了与旧沥青路面面层相似的裂缝。这种旧路面断裂处的原有裂缝向上扩展到或穿透到新路面的现象称之为反射裂缝.。现今我国许多地方修建的高速公路一般都采用半刚性基层(水泥稳定级配碎石较多),沥青混凝土路面面层因半刚性基层而产生反射裂缝的现象也已相当普遍。反射裂缝破坏沥青路面表面的连续性,降低路面结构强度,使得水进入底层,造成道路水损病害。而裂缝产生的原因是路面面层无法承受因底层位移而产生的剪切应力和拉伸应力。这种位移是由于车辆荷载或温度荷载(膨胀和收缩)的作用而引起的。 在沥青混凝土加铺层的下面或半刚性基层上面加铺玻纤土工格栅,能够抑制应力,释放应变,作为沥青混凝土面层中的拉伸增强材料,可以达到减少反射裂缝产生的目的。 由埃默里博士领导的独立实验室对法国Bay Mills公司生产的GLASSGRID样品进行对比试验,结果表明,经增强的试样断裂时的弯曲荷载比相同扰度下未经加筋处理的对照试样高出2倍。实验表明,一条改变了方向的水平裂缝的对应裂缝能量可以从其起点移动6m。1.5m以上宽度的加筋材料有助于确保能量在裂缝的两侧完全消散。若加筋材料宽度过小则会导致应力水平扩展,在增强材料的边缘 垂直向上的部位,使夹层的每一边形成较小的裂缝。因此,必须强调一点的是玻纤土工格栅作为延缓反射裂缝产生的夹层,它的几何尺寸至关重要,横截面积足够大,应力分散也就愈充分。它的宽度必须超过改变了方向的应力能的宽度极限,而其孔径也必须有助于使加筋后的沥青混合料达到 的剪切胶粘性,促进相互之间的嵌锁与限制。 三、适用范围 沥青混凝土路面作为一种无接缝的连续式路面,具有造价低,行车平稳、舒适,噪音低,便于施工和维修等特点,但是其一些固有特性会造成路面开裂、车辙、推移和拥包等主要病害,影响了行车的舒适性、性和道路使用的耐久性,一旦水从裂缝中渗入,就会造成水损病害,加速路面面层、基层乃至路基的损害。近年来许多公路工程设计都采用了玻纤土工格栅,实践证明,玻纤土工格栅不但在防止沥青路面开裂,减少或延缓反射裂纹的数量或出现时间,减少沥青路面的车辙和拥包,还可适当提高半刚性基层的疲劳寿命。 1、旧沥青混凝土路面严重开裂,加筋增强加铺沥青面层,防止反射裂缝病害。 2、旧水泥混凝土路面改建复合式路面,抑制板块伸缩缝等引起反射裂缝。 3、道路拓改工程,防止新旧结合部产生不均匀沉降而而成裂缝。 4、软土地基加筋处理,利于软土固结,有效抑制沉降,均匀应力分布,增强路基整体强度。 5、新建道路半刚性基层产生收缩裂缝,采用加筋增强措施防止基层裂缝反射而引起沥青路面裂缝。 6、在沥青混合料中掺加钢纤维或玻璃纤维,可以提高沥青路面的强度,同时大大增强沥青路面的高温稳定性和低温稳定性,防止疲劳开裂。
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随着华尔网公路的大规模修建,常遇到软土、膨胀土等特殊土施工难、质量控制不宜把握等问题,而土工合成材料的应用,在一定程度上解决了土木工程建设问题。所谓土工合成材料,是各种合成纤维织物的统称,包括土工格栅、土工网、土工薄膜及土工席垫等。其中,华尔网土工格栅具有抗拉强度高,变形模量大,耐腐蚀、抗老化,与土颗粒之间的摩擦系数大、连锁作用强、加筋效果好等特点,将土工格栅埋至土体内,作为地基的加固补强材料,可增强地基的承载力。同时,通过约束土体的侧向剪胀变形,可改善土体的整体受力条件,提高土体的整体强度和土工构筑物的整体稳定性,因此,玻纤土工格栅在公路建设中有着独特的应用前景。
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玻纤土工格栅是选用优质增强型无碱玻纤纱,利用国外先进经编机织成基材,采用经编定向结构,充分利用织物中纱线强力,改善其力学性能,使其具有良好的抗拉强度,抗撕裂强度和耐蠕变性能,并经过优质改性沥青涂覆处理而成的平面网络状材料。其因循相似相容原理,突出其与沥青混合料的复合性能,并充分保护玻纤基材,极大提高了基材的耐磨性及抗剪切能力,从而得以用于路面增强,抵抗裂缝车辙等公路病害产生,结束了沥青路面难以增强的问题。
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玻纤土工格栅的特性
玻纤土工格栅是以无碱玻璃纤维网布为基材,经表面涂覆处理而成的半刚性制品。玻纤土工格栅的优异性能特点如下:
1.高抗拉强度、低延伸率:玻纤土工格栅是以玻璃纤维为原料。超越了其它纤维和金属。同时它模量很高,而玻璃纤维的强度较高。具有很高的抗变形能力,断裂延伸率小于3%。
2.无长期蠕变:玻纤土工格栅作为增强材料。这保证产品能够临时坚持性能。 具备在临时荷载的情况下抵抗变形的能力即抗蠕变性是极为重要的玻璃纤维不会发生蠕变。确保了玻纤土工格栅能够长期保持性能。
3.热稳定性:玻璃纤维的熔化温度在1000℃以上,而在28℃下不会发生任何改变,保证了玻纤土工格栅在摊铺作业中承受过量热的稳定性。
4.与沥青混合的相容性:玻纤土工格栅在后处理工艺中涂覆的资料是针对沥青混合料设计的每根纤维都被充分涂覆。从而确保了玻纤格栅在沥青层中不会与沥青混合料产生隔离,与沥青具有很高的相容性。而是牢固的结合在一起。
5.物理化学稳定性:经过特殊后处理剂进行涂覆处理。保证其性能不受影响。 玻纤土工格栅能够抵抗各类物理磨损、化学侵蚀、生物侵蚀和气候变化。
6.集料嵌锁和:由于玻纤土工格栅是网状结构。这样就形成了机械嵌锁。这种阻碍了集料的运动,沥青混凝土中的集料可以贯穿其中。使沥青混合料在受荷载的情况下能够达到更好的压实状态,更高的承重能力,更好的荷载传送性能及较小的变形。
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玻纤土工格栅在公路工程中的应用
(1)玻纤土工格栅在路基加固及软基处理中应用
城市道路的新建及大修,主要考虑路基的稳定和沉降两大问题。一般无加筋路堤,在较厚的软土层上为圆弧滑动或冲切式沉降导致破坏;在薄层软土层上,则为侧向挤出破坏。道路通过软土地基时,一般简单的处理方法是换土或在软土地基上铺一层砾石或碎石后压实。换土法费工费料,不经济。铺碎砾石在压实后,有限的粒料被挤入软基土中,土料相混,降低了材料强度,路面在行车作用下仍易出现沉陷。随着土工合成材料研究的不断深入,大家发现采用玻纤土工格栅不仅能够解决软土地基稳定性的问题,还可以有效的减少路基填土后引起的不均匀沉降。把玻纤土工格栅直接铺设在软基上,再铺以粒料基层,这样不但能保证粒料与地基土不相混和而且格栅与粒料间的咬合作用得到了进一步加强,基层具有抗拉强度,从而提高了软土地基的承载能力。
使用玻纤土工格栅的经济效益在于:降低了对填筑材料的要求,当符合设计要求的填筑材料较远,则就近的砂性填筑材料加铺土工格栅后就能满足设计要求;减少填筑工程量;降低土方填筑碾压成本。
(2)玻纤土工格栅在防止反射裂缝方面的应用
在旧的水泥混凝土路面和旧的沥青混凝土路面上加铺沥青面层,是一种常用的路面修复技术。它具有工期短、造价低、对交通影响小、修复路面服务性能好等优点。但其主要问题是在沥青加铺层中容易出现反射裂缝,即沥青面层在使用中由于温度收缩、行车荷载及路基局部沉降形成的横向裂缝和纵向裂缝,且裂缝宽度随时间增长会逐渐增大,影响路面使用效果。按常规的处理方法,需切割面层,基层,再重新摊铺面层,施工工序复杂,经济效益较差。设置玻纤土工格栅是延缓反射裂缝的主要措施之一,在沥青面层中加铺玻纤土工格栅防裂层后,能有效降低沥青面层内裂缝的应力强度因子幅值,改变沥青层表面的应力分布,提高抗疲劳性,进而是裂缝不会很快扩展。有关试验表明铺设玻纤土工格栅防裂层后,面层抗疲劳荷载的能力比未铺设玻纤土工格栅防裂层的抗疲劳荷载能力提高10倍以上。
同时铺设玻纤土工格栅防裂层能减少路基的温度收缩和水分收缩,延缓反射裂缝扩展时间。采用玻纤土工格栅处理,不需要破坏路面结构,施工迅速,使用效果和经济效益明显。
玻纤土工格栅作用机理
玻纤土工格栅应用于道路结构层中,主要有抗疲劳开裂、路基加固和防止反射裂缝等方面的作用,其作用机理如下所述:
(1)抗疲劳开裂的作用机理
沥青路面必须具有一定的承载能力,在规定时间内不能发生疲劳破坏。沥青路面在直接与车轮接触的下面层受到压力,在轮载边缘以外区域,受到拉力作用,由于两处受力区域所受力性质不同,而又彼此靠近,因此在两块受力区域的交界处发生破坏,在长期荷载的做用下,发生疲劳开裂。
玻纤土工格栅在沥青面层中,能够将上述的压应力与拉应力分散,在两块受力区域之间形成缓冲带,减少了应力突变对沥青面层的破坏。同时玻纤土工格栅的低延伸率减少了路面的弯沉量,保证了路面不会过度变形。
(2)路基加固和防止反射裂缝作用机理
玻纤土工格栅通过两个重要机理作用于路基加固和防止反射裂缝:直接抗拉应力及固限土的侧向位移。对于加入玻纤土工格栅的沥青混凝土,玻纤土工格栅的网孔结构使玻纤土工格栅对网孔内的沥青混合料起了一个筋篐作用。因此,当沥青混凝土结构层底部的基础在荷载的作用下,出现裂缝并延伸到玻纤土工土工格栅处时,土工格栅的存在改变了裂缝的受力情况,使裂缝处的张开变形受到,从而起到加固路基抑制裂缝向上发展的作用。
玻纤土工格栅网孔结构的稳定性由于与沥青混合料相互填充而得到加强,玻纤土工格栅本身较高的抗拉强度则是抑制张开变形的主要因素。加入玻纤土工格栅的沥青混凝土可以有效的改善路面结构的应力分布,抵抗和延缓由于路基裂缝所造成的路面病害的发生,使沥青混凝土结构层在较长时期不发生因张力变形引起的受荷破坏,与未加玻纤土工格栅的沥青混凝土机构层相比,使用玻纤土工格栅可以大大提高路面的使用寿命。
在城市道路中使用玻纤土工格栅,综合造价低、养护维修费用低,社会效益明显,施工工艺容易掌握,具有广泛的应用价值。如果我们能够在新建和养护工程中大面积使用,就可以大大节省资金,提高公路施工质量,做到基础建设的资金合理利用,发挥其效益。
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玻纤格栅针对反射裂缝是沥青路面普遍存在的一种病害现象。根据国内外道路工程的实践,在沥青面层和中集沥青混合料层或粗集沥青混合料层之间铺设一层土工织物,可用以或减缓面层反射裂缝的产生,从而延长道路的使用寿命,降低维修成本。但是,由于沥青路面浇注时的温度高达160℃-180℃,致使土工织物褶皱、变形、软化,使其性能大大降低,不但难以或减缓面层反射裂缝的产生,而且使得沥青路面更加凹凸不平,而玻纤土工格栅所特有的性能,完全满足沥青路面的要求,目前许多工程已使用玻纤土工格栅。
玻纤应用于沥青道路时,可在以下几方面发挥作用。
(1)抗疲劳开裂
沥青路面必须具有一定的承载能力,在规定的时间内不能发生疲劳破坏。沥青路面在直接与车轮接触的下面层受到压力,在轮载边缘以外的区域,面层受到拉力作用,由于两处受力区域所受力性质不同,而又彼此紧靠,因此在两块受力区域的交界处即力的突变处发生破坏,在长期荷载的作用下,发生疲劳开裂。
玻纤土工格栅在沥青面层中,能够将上述的压应力与拉应力分散,在两块受力区域之间形成缓冲带,减少了应力突变对沥青面层的破坏。同时玻璃纤维土工格栅的低延伸率减少了路面的弯沉量,保证了路面不会发生过度变形。
(2) 耐高温车辙
沥青混凝土在高温时具有流变性,在车辆荷载作用下,受力区域产生凹陷,车辆荷载撤除后,沥青面层无法完全恢复原状态,即产生了塑性变形,在车辆反复碾压的作用下,塑性变形不断积累,形成车辙。通过沥青面层结构分析可知,高温下的沥青混凝土在受到荷载的碾压作用,形成了微量的波形流变,面层中没有任何可以约束沥青混凝土流变的骨架材料,造成沥青面层流变的累积叠加,这是形成车辙的根本所在。
在沥青面层中使用玻纤土工格栅,其在沥青面层中起到骨架作用,沥青砼中集料贯穿于格栅间,形成复合力学嵌锁体系,集料运动,增加了沥青面层中的横向约束力,沥青面层中各部分彼此牵制,防止了沥青面层的推移,从而起到抵抗车辙的作用。
(3) 抗低温缩裂
严寒时期,沥青混凝土面层的温度近于气温,沥青砼遇冷收缩,产生拉应力,在受到荷载反复作用下,拉应力进一步增加,当拉应力超过沥青砼拉伸强度时,产生裂纹,在裂纹两端处,拉应力更加集中,裂纹逐步形成裂缝,造成病害。
玻纤土工格栅置于沥青中,使得沥青砼的拉伸强度大大提高,足够抵抗住较大的拉应力而不致发生路面破坏,即使因为局部区域产生微小裂纹,裂纹处的应力集中,经玻纤土工格栅的传递而消失,裂纹不会发展成裂缝。
(4) 延缓反射裂缝
裂缝产生的反射有两种,一种是面层产生裂缝后,裂缝向下反射,破坏下层结构,降低路面结构强度,在雨水时节,水进入裂缝中,在交通荷载(轮胎压力)的反复抵压,水在裂缝中产生水压,水不断的冲击沥青混合料,导致裂缝扩大。另一种是旧面层原有裂缝,路基层或下层路基层产生的裂缝向上反射,新罩路面无法承受因底层移动而产生的剪切力和抗伸应力,导致路面面层裂缝。在沥青罩面层中加铺玻纤土工格栅夹层,抑制应力,释放应变,增强沥青混凝土整体强度,达到防止裂缝向上或向下反射的目的。
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华尔网土工格栅的应用及作用机理土工格栅的应用很广泛,在水利工程、工民建工程和公路工程均有着大量应用。公路方面主要集中在以下方面:1)布置在沥青混凝土面层以下,减少反射裂缝、提高抗车辙能力和增加抗疲劳性能。2)应用在粒料基层中间以防止产生过大的 变形和疲劳破坏。3)土方路基施工中软弱地基的处理,保证路基承载能力,减少土方工程量。土工格栅的作用机理如下:1)格栅表面与混合料的摩擦作用。2)混合料对格栅筋肋条和节点的被动阻抗力作用。3)格栅上的孔眼对混合料的锁定作用。2.课题的提出改建路面结构设计,很大程度上取决于原路面的状况。土工格栅放在什么位置,起什么改善作用是值得研究的问题。本项目将结合豫20线茨沟至舞阳界段改善工程,将土工格栅放在基层下部,主要解决土工格栅材料选择、含有土工格栅的改建路面结构力学分析、施工工艺等方面的问题。为路面改建工程中合理应用土工格栅提供科学依据。近年来,国内外也进行了相关的研究,但大都是针对以上三个方面,没有进行以下研究:传统理论与有限元相结合的研究、各种土工材料性能及其对比的研究、土工格栅应用于基层以下的研究、土工格栅对路基加宽新旧结合部的研究。
华尔网钢塑土工格栅
钢塑加筋华尔网土工格栅是由钢塑加筋带经新颖工艺复合而成, 由于此产品表面延压成具有规则的粗花纹, 铺设于换填土层中承受了巨大的抗应力和与填土之间的摩擦力, 整体上限制了地基土的剪切, 侧面挤出及隆起, 由于加筋土垫层的刚度较大, 有利于上部基础荷载的扩散并较均匀地传递, 分布到下卧软土层上, 较好地提高了地基的承载力, 由于加筋土垫层的作用, 加大了压缩层范围内地基的整体刚度, 有利于调整地基的变形, 使用了钢塑加筋华尔网土工格栅而形成的加筋土复合垫层属于柔性结构物, 能很好地吸收地震的能量, 故其抗震性能好。
设计应用
当华尔网土工格栅应用于软基处理时,在依据地质状况确定加铺格栅的位置和层数的同时,还应根据路基填土高度确定华尔网土工格栅的设计强度。
当填土高度大于4m时,华尔网土工格栅满足行业标准的要求即可,纵横向极限拉力应不小于20kN/m
当填土高度在3-4m之间时,华尔网土工格栅纵横向极限拉力不小于40kN/m
当填土高度小于3m时,华尔网土工格栅纵横向极限拉力不小于50 kN/m,伸长率小于4%,建议采用GSZ60-60型华尔网土工格栅当华尔网土工格栅用于路基填挖结合部时应采用双向不低于40 kN/m的华尔网土工格栅,宜采用GSZ60-60型华尔网土工格栅
当用于旧路加宽新旧路结合部位时,借鉴沈大高速公路扩建使用格栅的方法:凡填高大于3米的路基,在距路基封顶20㎝处加铺钢塑复合格栅,采用纵向(垂直路线方向)极限拉力大于或等于60 kN/m,横向(平行路线方向)极限拉力大于或等于20 kN/m的钢塑复合格栅,伸长率≤4%。
金利复合材料有限公司在 新疆伊犁塑料玻纤格栅行业有着十余年的生产经验,我们坚持以诚信为根本、以质量赢市场、以信誉做基石,用心对待每一位客户,竭诚为您服务,让您买着放心,用着舒心。