玻纤格栅在路面反射裂缝防治中的应用

引言

随着我国交通基础设施的持续快速发展，沥青路面是高等级公路最常见的一种路面形式，在车辆荷载反复作用、环境温度变化以及基层不均匀沉降等多重因素影响下，沥青路面在使用过程中极易出现各类病害，其中反射裂缝是最为普遍且危害严重的早期病害之一。传统的裂缝处理方式如灌缝、贴缝等属于被动维修，仅能暂时延缓水损害，无法从根本上阻止裂缝扩展。因此，如何有效防治反射裂缝，延长路面使用寿命，已成为当前道路工程领域亟待解决的关键技术难题。在众多防治反射裂缝的技术手段中，加筋技术因其主动增强、延缓开裂的机理而受到广泛关注，其中玻璃纤维土工格栅（简称玻纤格栅）作为一种高性能的加筋材料，通过在沥青层间铺设，利用其高抗拉强度和低延伸率特性，有效约束裂缝区域的相对位移，分散应力集中，从而抑制裂缝的产生与扩展。

一、沥青路面反射裂缝成因

当前，在国内外沥青路面基层病害研究中，不管是病害检测，还是病害处治方面，都取得了一定成绩。按照病害破坏形式，沥青路面病害可划分为 2 类，其一，非结构性破坏，是指沥青路面半刚性基层结构并未被破坏，仍属于良好状态，可满足车辆通行需要。一般来讲，此类病害属于通车短期内产生的病害，病害范围小、不严重，仅通过小面积铣刨维修处治。其二，结构性破坏，是指半刚性基层破损程度严重，路用性能衰减，这类病害维修处治难度大，且危害性大。为此，在沥青路面半刚性基层裂缝处治当中，需找出病害原因，根据病害实际情况，采取有针对性的处治措施。行车荷载和雨水共同作用下，极易产生强大的动水压力，从而将半刚性基层内松散的石料“ 吸出” ，破坏路基结构，降低路面承载力，影响路面行车舒适性和安全。目前，国内外专家学者在沥青路面裂缝类型、成因及裂缝扩展机理等方面进行了大量研究，取得了不错的成效。据研究表明，路面裂缝展现形式直接决定沥青路面裂缝类型，主要包括 3 大类，即纵、横裂缝与网裂。结合裂缝形成原理，按照裂缝产生原因，又可分为 2 类，即荷载/非荷载型裂缝。

1、施工材料的影响

导沥青路路面出现反射裂缝的原因很多，其中材料是造成沥青路面反射裂缝出现的主要原因，材料的质量是整个工程质量控制的重要内容，对于整个工程的使用寿命具有重要的意义。若公路路面所应用的材料质量没有达到工程建设标准要求，采用不符合标准的质量，极易形成基层收缩裂缝，从而使裂缝不断扩张，最终形成反射裂缝。因此，必须要加强施工材料的质量管理，保证材料的质量符合工程要求，避免由于水分蒸发或流失出现严重问题，从而形成裂缝，不断向面层进行扩张，导致路面形成反射裂缝。

拌和施工及运料卸料等环节，很容易出现集料集中现象，特别是粗集料，由于结合料数量不足，混合料成型难度较大。同时，当表面出现粗集料集中现象时，便会产生松散不成型情况。若混合料内部出现粗集料集中情况，势必会对混合料的强度造成不利影响，危害施工质量。

2、施工环境因素的影响

我国国土资源辽阔，不同地区具有不同的地质特点、气候环境，在自然环境、地理环境特别恶化的地区，对于公路施工质量会产生不利的影响。路面裂缝的产生主要是与温度有关，温度变化会进一步引发混凝土裂缝和沥青荷载的变化，使路面出现裂缝。沥青材料会在不同的温度下具有不同的性能，而且该材料具有良好的应力松弛性以及柔韧性。当气温骤降，沥青材料会不断收缩，当收缩拉应力超过路面材料的抗拉强度时，会产生裂缝。此外，对于一些地质环境特别恶劣的地区，会由于施工环境因素的影响，从而产生沉降裂缝。公路经常处于露天环境当中，路基面与面层会受到温度、方向等不同的应力作用，比如，部分地区在不同季节或早晚温差较大，会对路面阻力产生不利影响，从而产生不同的应力，造成裂缝的产生。

3、路基承载力较低

沥青路面在荷载压力较大的情况下，将加剧裂缝的产生。随着时间的

不断推移，路面受到荷载压力的长期作用，并且由于外界等各种因素的影响，会对路面造成不同的破坏，进一步促使沥青路面出现反射裂缝。

二、工程概况

某公路工程通车运营多年，交通量日益倍增，基于沿线经济发展需要，要进行道路拓宽改造。在路面病害状况调查中发现，路面已出现了裂缝、坑槽等病害，其中裂缝居多。经钻芯取样可知，路面已发生基层反射裂缝，为了有效延缓及控制半刚性基层反射裂缝，减少对沥青路面面层的损害，改善沥青路面的使用性能，决定采用玻纤格栅进行半刚性基层反射裂缝处治。

三、玻纤格栅的特点

作为一种新型的优质土工基材，玻纤格栅是一种无碱玻璃纤维长丝材料，其编制工艺独特，通过特殊胶材涂抹及覆盖后，可构成一种网状结构。布设玻纤格栅加筋层，可有效防止及抑制基层反射裂缝，其原因在于玻纤格栅具有优异的物理化学特性，其抗拉强度高、延伸率小、无蠕变，且能够与沥青混合料充分融合，具有良好的相容性。同时，玻纤格栅材料耐高温及稳定性好，因此，在施工应用中，能够改善路面结构的应力分布状况，均匀进行荷载传递，改变反射裂缝的应力方向。

四、玻纤格栅施工要点

第一，原路面处理。玻纤格栅的使用效果与路面处理效果息息相关。在玻纤格栅施工前，需先清理干净半刚性基层表面，保证铺设表面清洁、干燥。

第二，喷洒乳化沥青。格栅铺设前，需喷洒黏层油，即均匀喷洒乳化沥青，待完全破乳干燥之后，即可铺设格栅。

第三，铺设及固定玻纤格栅。在铺设玻纤格栅时，保证铺设面平整，避免出现纵向倾斜情况。在铺筑层，按照幅宽大小合理划线，随后进行铺筑，并固定好格栅端部。铺筑时，格栅由铺筑设备缓慢、匀速向前拉铺，每隔 10m 利用人工方式进行一次拉紧、调直处理，直到铺完整卷格栅。在施工当中，主要有两种玻纤格栅类型，即带自黏胶、不带自黏胶，一般来讲，采用带自黏胶的玻纤格栅，可在平整的基层上直接铺筑；相反，若采用不带自黏胶的玻纤格栅，则需要通过钢钉进行固定。根据工程实际情况，本工程采取第二种玻纤格栅，即不带自黏胶。在固定时，需要使用固定铁皮，尺寸为 50x50x0.3mm ，保证平整、无翘脚，周边处理时则应采取倒角方式。钢钉为5cm 长。在固定时，在洒布黏层沥青的下层结构上通过铁皮、钢钉固定其一端，随后纵向拉紧格栅，一段一段固定。

第四，碾压。在格栅铺设及固定后，可选取小型压路机进行碾压施工，碾压遍数 1 遍即可。若玻纤格栅铺设在中面层或找平层，可通过钢辊压路机施工；若玻纤格栅铺设在混凝土路面上，则采用胶辊压路机施工。玻纤格栅铺设完成后，要保证其平整，且粘结牢固。随后进行下封层和沥青面层施工。

五、结束语

综上所述，反射裂缝的存在，会导致水分等有害物质侵入路面结构内部，进而加剧路面结构的损坏。此外，反射裂缝还会引发路面的松散、坑槽等病害，严重影响道路的通行能力和使用寿命。采用玻纤格栅防治反射裂缝，可有效抑制裂缝发展，提高工程质量。

参考文献：

[1]陈青兰.半刚性基层沥青路面反射裂缝处治新技术[J].交通世界（上旬刊）,2020,(6):52-53,69.

[2]徐琦,岳光华,姜帅,等.半刚性基层沥青路面反射裂缝的处治新技术[J].中国市政工程,2018,(6):38-39,43.

[3]王胜难.半刚性基层沥青混凝土路面反射裂缝防止措施分析[J].工程技术研究，2019,4(6):126-127.

[4] 杜涛, 罗会. 半刚性基层沥青路面结构优化探究[J]. 中国公路,2019,(20).94-95.

[5]朱得斌.玻璃纤维土工格栅在沥青路面施工中的应用[J].筑路机械与施工机械化.2018,(6).112-115.