土工格栅在沥青混凝土路面中的应用探索
2021-04-10
湖南联智科技股份有限公司,湖南 长沙 410208
1 土工格栅的优势
常见的土工格栅有塑料格栅、玻璃纤维格栅、经编格栅。不同类型的格栅有各自的特点,运用时要根据实际情况选择合适的格栅,确保达到理想效果。将土工格栅运用在沥青混凝土路面可以起到加筋、压实、隔离、抗变形的作用。
土工格栅具有如下优势:(1)土工格栅具有强度高、蠕变小的特点,可以用于等级较高的公路建设中,能够确保满足公路建设的质量要求;(2)传统公路建设多采用塑料土工格栅,虽然效果不错,但是也暴露出一些问题,逐渐无法适应社会发展的需求,相比之下土工格栅成为最佳选择,其能够进一步优化施工效果;(3)运用土工格栅可以有效约束土地的侧向位移,大幅度提高地基的承载力,确保公路结构的稳定性,确保后期投入运营,避免施工中因机械碾压、破坏而造成路面损伤[1]。
2 沥青混凝土路面存在的问题
(1)耐久性差。从目前情况来看,我国沥青混凝土路面使用年限为15年左右,但通常情况下沥青混凝土路面很难达到使用年限,主要原因是病害的影响。为了解决面临的问题,要积极开展检修,因而会增加公路建设成本。从提高路面抗裂、防渗等性能来看,主要方法是增加沥青结合料的弹性和黏结力,但这种方法存在一定弊端,并不是最优的。
(2)老化、软化严重。受到技术条件限制,沥青材料老化、软化等问题依然存在,还没有彻底解决,这会对路面质量产生直接影响。夏季温度较高,易使沥青路面软化,再受到车辆的碾压,路面上会出现车辙,严重影响行车的舒适性和安全性。
(3)出现裂缝。裂缝是沥青混凝土路面的常见病害之一,会使道路结构强度、稳定性降低,还存在一定的安全隐患。其中,路面横向裂缝主要是长期受到超重荷载,再加上外部环境的影响而产生的裂缝;路面纵向裂缝是指由于施工时缺乏科学管理,经车辆长期碾压后形成的裂缝;路面网状裂缝是沥青混凝土路面强度较低时,稳定性变差后产生的裂缝。
3 土工格栅在沥青混凝土路面中的具体应用
3.1 减少裂缝出现
裂缝会导致工程质量下降,如果不及时修复会使路面问题变得更加严重,甚至会引发安全事故,因此要对其引起重视。塑料格栅和玻纤网具有抗拉强度大的特点,运用在沥青混凝土结构层内部后,能够提升整体强度,让路面结构的应力分布发生改变。在沥青混凝土路面施工中,为了保证沥青混合料质量,先要对其进行有效处理。施工中沥青胶浆很难实现全部填充,特别是基层顶面和沥青面层底面,摊铺时会受到温差影响,导致沥青胶浆黏滞度增大,流动速度达不到要求,导致出现裂缝问题[2]。有效运用土工格栅可以防止裂缝的发生,提高道路结构的强度,实践证明这是一种有效的方法。
3.2 提高高温抗车辙能力
公路运输中出现了越来越多的大型车辆,使得沥青混凝土路面荷载增加,当夏季温度比较高时,沥青材料会发生软化,大型车辆会在路面上留下许多车辙,不仅会影响行车舒适性,还存在道路安全隐患,因此有必要提高沥青混凝土路面的抗车辙能力。一方面,提高沥青材料质量,最大程度上降低高温产生的影响,主要目的是提高道路强度;另一方面,保持矿料骨架的稳定性,避免失稳现象的出现。沥青材料受到多种因素影响,导致很难实现普遍应用,为了提高路面质量,可以在土工格栅中加入沥青混合料,实现荷载应力的均匀分布,减少局部压力。土工格栅可以防止集料位移,让格栅和沥青混合料更加紧密,从而为矿料骨架稳定性提供可靠保障。
3.3 延长路面疲劳寿命
疲劳寿命是指在特定荷载作用下,路面发生开裂破坏时所承受的该荷载的最大作用次数。通过观察发现,交通运输量在不断增加,当荷载应力超过一定值之后,就会对路面造成破坏。出现疲劳的原因是受到荷载作用的影响,材料内部缺陷产生应力集中,导致微裂缝的出现。荷载应力持续时间较长,裂缝会慢慢变大,应力面积会不断缩小,最终导致路面开裂。有效运用格栅可对沥青混合料内的颗粒位移起到限制作用,减小在荷载作用下混合料内部的应力集中程度,有效避免裂缝出现,达到延长路面疲劳寿命的目的。运用格栅时要根据实际情况制订合理的施工方案,不断改善路面品质。
3.4 减小沥青层厚度
沥青混凝土路面铺上土工格栅后,结构的应力分布会发生改变,受到荷载作用影响,再加上格栅的作用,使沥青混合料内的拉应力降低,有效提高沥青层的抗疲劳特性,减少裂缝的出现,从而延长路面的使用寿命,提高工程经济效益。运用格栅后沥青层的厚度会降低8cm左右,有助于增强沥青混合料的稳定性。不同等级公路建设对沥青混合料需求有所差异,在运用土工格栅时要特别注意,要体现出较强的针对性,确保土工格栅可以发挥出有效作用。
4 土工格栅在沥青混凝土路面中应用的优化措施
4.1 加强现场管理
土工格栅应用于沥青混凝土路面时,为了确保达到预期效果,加强现场管理是很有必要的。土工格栅类型较多,因此要结合实际情况进行选择,确保其具有较强的适用性,从而有效发挥出其作用,不断提高路面质量。土工格栅施工会涉及多个环节,因此要注重全程管理,出现问题应及时解决,保证施工质量。施工单位要安排专业人员开展现场管理,对机械设备、施工人员进行合理配置,确保满足实际所需,从而为施工质量提供可靠的保障。现场管理是施工管理的核心所在,因此要引起足够重视,管理人员要尽职尽责,保证现场施工活动顺利开展。
4.2 合理选择施工单位
人为失误在质量问题中占据较大比例,因此要慎重选择施工单位,确保其具备专业资质,可以满足施工需求,保证最终施工质量。土工格栅施工需由多方配合来完成,包括设计单位、施工单位、材料供应商等,故要加强各方相互之间的合作,实现协调配合。施工人员在施工中处于主导地位,只有其具备较高的职业素养,才能够及时解决施工过程中遇到的具体问题,避免不利因素的影响。因此,施工单位要定期对施工人员开展培训,组织施工人员学习新技术、新工艺等,不断提升施工人员的综合能力,发挥其主观能动性,创建稳定的施工环境,保证施工的正常进行。在实际施工中要对常见问题进行分析,找到其中的原因,进一步优化施工工艺,不断完善实际施工效果。
4.3 重视材料控制
实际施工中会使用大量土工格栅,其质量直接关系到施工质量,因此要加强材料控制,避免出现质量问题。施工单位应在施工前展开市场调查工作,合理选择施工所需的材料,从而为施工的开展提供有力的支持,并在确保材料质量的前提下,提高整体的经济效益。当前,市场中出现了很多新型材料,具有价格低、质量高等优势,要积极将其引入施工中,这对于提升施工水平有益。总之,施工单位要重视施工现场材料管理,避免出现浪费情况,有效满足施工需求,并制订详细的材料使用计划,以此提高材料利用率,不断提高施工效率,进而获得更高的经济效益。
5 效益分析
将土工格栅运用在沥青混凝土路面中可取得较高的综合效益,增加路面使用年限,且使用过程中的病害问题比较少,能够降低路面维修费用。运用土工格栅后,路面的强度、稳定性、刚度等性能都有了明显提高,能够保证车辆安全、高效行驶。土工格栅可让沥青结构层的强度变得更高,具有长期抵抗拉应力的能力,应力分布更加均匀,能有效减轻沥青结构层的徐变作用,防止路面出现裂变。土工格栅还具有坚固的网状结构,能发挥抗疲劳开裂、抗低温缩裂等作用[3]。
6 注意事项
土工格栅在沥青混凝土路面中的应用也会出现一些问题,因此相关工作人员要及时对出现的问题进行分析,不断优化施工效果。例如,部分地区公路情况比较复杂,格栅应用难度比较大,部分技术虽然理论已经非常成熟,但是在实际施工中仍会遇到很多新问题,无法达到预期效果。沥青混凝土路面应用土工格栅时,施工单位要善于总结经验,创新施工技术,不断提升应用水平,充分发挥土工格栅的作用,提高沥青混凝土路面施工质量,从而推动我国公路建设事业的可持续发展。
7 结束语
现阶段,我国沥青混凝土路面建设规模不断扩大,有效运用土工格栅可以提高沥青混凝土路面质量,同时在实际应用时也暴露出一些问题,可见探索土工格栅在沥青混凝土路面中的应用具有重要意义,相关研究人员要加强对土工格栅的深入研究,针对具体问题进行具体分析,找到问题出现的原因,不断改善施工工艺,进一步提升我国公路建设水平。