土工格柵的應用及作用機理土工格柵的應用很廣泛，在水利工程、工民建工程和公路工程均有著大量應用。公路方面主要集中在以下方面：1）布置在瀝青混凝土面層以下，減少反射裂縫、提高抗車轍能力和增加抗疲勞性能。2）應用在粒料基層中間以防止產(chǎn)生過大的 變形和疲勞破壞。3）土方路基施工中軟弱地基的處理，保證路基承載能力，減少土方工程量。土工格柵的作用機理如下：1）格柵表面與混合料的摩擦作用。2）混合料對格柵筋肋條和節(jié)點的被動阻抗力作用。3）格柵上的孔眼對混合料的鎖定作用。2．課題的提出改建路面結構設計，很大程度上取決于原路面的狀況。土工格柵放在什么位置，起什么改善作用是值得研究的問題。本項目將結合豫20線茨溝至舞陽界段改善工程，將土工格柵放在基層下部，主要解決土工格柵材料選擇、含有土工格柵的改建路面結構力學分析、施工工藝等方面的問題。為路面改建工程中合理應用土工格柵提供科學依據(jù)。近年來，國內(nèi)外也進行了相關的研究，但大都是針對以上三個方面，沒有進行以下研究：傳統(tǒng)理論與有限元相結合的研究、各種土工材料性能及其對比的研究、土工格柵應用于基層以下的研究、土工格柵對路基加寬新舊結合部的研究。

　玻璃纖維土工格柵概述玻璃纖維土工格柵在國外尤其是歐美、日本的應用極廣,已有幾十年的歷史了,它廣泛涉及到道路建設、鐵路施工、水庫水壩、地下工程建設等諸多領域。但由于觀念所限在我國尤其是在道路建設方面的應用還很窄,基本上是一個空白,這種新型復合材料不僅質(zhì)優(yōu)價低,而且突出的優(yōu)點是降低了道路養(yǎng)護費用,延長了道路使用壽命,降低了路面病害的產(chǎn)生。道路專用玻璃纖維土工格柵是一種增強道路路面的新型優(yōu)良基材,該產(chǎn)品采用纖維長絲雙面涂覆而成,具有很高的縱橫向抗拉強度,低延伸率,耐高溫性。經(jīng)表面處理之后,抗堿性較高,可應用于瀝青混凝土路面和水泥混凝土路面的施工。同傳統(tǒng)結構的路面相比能降低工程造價和工程的維護費用,延長道路的使用壽命。有效地防止了道路反射裂縫、龜裂、網(wǎng)裂等質(zhì)量通病。2.?1?　玻璃纖維土工格柵的優(yōu)良特性1)?高抗拉強度玻璃纖維土工格柵的強度/?重量比要比鋼材大,在20?℃時其彈性模量與瀝青混凝土的彈性模量比高達20∶1?,這說明該復合材料為防止反射裂縫的發(fā)生提供了足夠的強度保證。2)?低延伸性經(jīng)過我們的實驗研究表明:玻璃纖維土工格柵的應力/?應變圖形實際上接近一條垂直線,這說明該材料具有很高的抗變形能力,而且在發(fā)生斷裂時其延伸率小于2?％。3)?沒有長期蠕變性玻璃纖維土工格柵不發(fā)生蠕變,從而可以確保該產(chǎn)品的長期使用。4)?和路面混合料具有很好的相溶性玻璃纖維土工格柵是經(jīng)表面有機涂層處理以后與混合料有機物具有很好的相溶性。特別是瀝青材料,并徹底改善了玻璃纖維土工格柵不耐磨、不耐折的缺點。可以發(fā)揮其優(yōu)良的技術性能。5)?高溫穩(wěn)定性玻璃纖維土工格柵的熔點在100℃以上,對160℃熱鋪瀝青混凝上不受任何影響。其它材料的彈性模量均會受到溫度的影響,如碳纖維、開夫拉纖維、鋼筋、滌綸纖維等在斷裂強力之前由于受溫度的影響,發(fā)生伸長,影響反射裂縫的控制。所以只有玻璃纖維土工格柵能達到之 效果。6)?優(yōu)良的物理化學穩(wěn)定性玻璃纖維土工格柵其表面經(jīng)特殊處理之后,能防止各類物理磨蝕、化學侵蝕。同時也能抵抗生物侵蝕和氣候變化,其抗堿性在5?％的NaOH?溶液中浸泡28?天之后,其強度大于原來的50?％。7)?嵌鎖和限制作用瀝青混凝土混合料穿過玻璃纖維土工格柵結構,形成了一復合嵌鎖結構。這種限制區(qū)域能夠阻礙混合料的活動,瀝青混合料可以得到更好的壓實,獲取更大的承載力,并且能夠提高傳荷能力,減少變形,增強瀝青混凝土路面。將其變?yōu)橐徽w結構,猶如混凝土中加入鋼筋一樣,具有優(yōu)良的結構強度,在道路罩面中起到骨架作用。使用玻璃纖維土工格柵可以有效地改善路面結構的應力分布,抵抗和延緩由于路面的基層裂縫所造成的路面病害的發(fā)生,從而提高路面的使用壽命。使用該材料和傳統(tǒng)路面相比能大幅度地降低工程綜合造價,如果用在新建道路施工工程中可以起到加筋骨架的作用,用于道路養(yǎng)護可以防止反射裂縫的再發(fā)生。3?　玻璃纖維土工格柵在工程中的應用為了探究復合材料在城市道路施工中的應用,我們在平陽南路道路拓寬工程中,選用了由江蘇省如皋市九鼎集團生產(chǎn)的GGAIOII?型道路專用玻璃纖維土工格柵。主要用在新舊道路的銜接段,之所以選在此部位原因有二:1)?作為材料的局部實驗段較為典型(處于機動車道且交通量大可以經(jīng)受實踐的檢驗)?,可以取得一些基本的施工經(jīng)驗和數(shù)據(jù)以便今后更大面積的推廣應用；2)?新舊路結構段是施工技術難點,所暴露的質(zhì)量問題也較多,同時從設計角度而言也有其不合理的地方,本次施工將從根本上解決這些問題。選用的GGAIOH?型玻璃纖維土工格柵有關技術指標如表1?。3.?1?　工程概況及應用層位平陽南路道路拓寬工程全長2.?2km?,規(guī)劃紅線50m?,屬舊路拓寬工程(原舊路15m?寬)?,工程總投資1100?萬元。玻璃纖維土工格柵用在快車道東西各7.?5m?的部位。根據(jù)設計和多年的施工經(jīng)驗,新舊路結合段的設計存在以下問題:1)?從施工質(zhì)量而言:結合段直接連接(無連接措施)?,這無疑會使路面在荷載重復作用下短期內(nèi)出現(xiàn)通長縱縫、龜裂等質(zhì)量問題。2)?從政治經(jīng)濟而言:短期內(nèi)出現(xiàn)這些質(zhì)量問題不僅會造成養(yǎng)護費用上的浪費；社會影響和社會效益差。所以選用玻璃纖維土工格柵可以有效地防止瀝青混凝土路面各種裂縫的產(chǎn)生。3.?2?　對原有舊路的要求為了達到良好的施工效果,使玻璃纖維土工格柵的應用起到真正的作用,我們在基層施工中重點做了以下幾方面的工作；1)?縱向平整度、橫斷面路拱的坡度和平順度,應 符合設計要求和質(zhì)量標準,全線施工三級檢測中,合格率百分之百。2)?對基層壓實度的評價,這是關鍵。若壓實度局部達不到要求,新舊路結合部會逐漸下沉開裂,玻璃纖維土工格柵將不起任何作用。為此我們做到工序施工專人專職,施工驗收檢測率高出規(guī)范要求5?倍,全部合格,加大了隨機性。3)?不得出現(xiàn)局部坑洞、松散、裂縫,在鋪設玻璃纖維土工格柵之前,基層應清潔,并打一層結合油,以保證上下一體3.?3?　玻璃纖維土工格柵的施工工藝1)?目前常用的玻璃纖維土工格柵有帶自粘膠和不帶自粘膠兩種,本次采用的是不帶自粘膠的,故而需用鋼釘固定。固定所需之材是:?(a)?50mm?×50mm?×0.?3mm?的固定鐵皮,要求不翹角,平整。(b)兩英寸的優(yōu)質(zhì)水泥鋼釘。2)?在用鋼釘固定玻璃纖維土工格柵時,將一端用固定鐵皮和釘子固定,在灑了結合油的基層上,將材料縱向展開拉緊,每隔10?至15m?釘一個鋼釘,通常一卷玻璃纖維上工格柵長100?米,幅寬1～1.?5m?左右。3)?固定所用的鋼釘不應置于土工格柵骨架上,否則應重新固定,固定之后 用大噸位的膠輪壓路機穩(wěn)壓,以確保和基層結合,使其表面平整。在玻璃纖維土工格柵上應嚴禁機動車輛剎車或轉向,以防破壞基材。4)?瀝青黑色碎石和瀝青混凝土面層的鋪筑依照現(xiàn)行的施工技術規(guī)范即可。4?　綜合造價和社會效益分析1)?我們于99?年6?月鋪筑玻璃纖維土工格柵,于當月完工,使用半年多后。全線道路通行順暢,路面完好無損,質(zhì)量和外觀明顯好于傳統(tǒng)結構的路面,取得了較好的社會效益。2)?玻璃纖維土工格柵綜合造價15?元/?m2?,該工程共用4400m2?,合計6.?6?萬元。在使用該材料以后可以確保瀝青混凝土路面在長時期內(nèi)不需養(yǎng)護(除去材料老化和其它特殊原因)?,節(jié)省了大量的養(yǎng)護經(jīng)費和工、料、機的投入。如果是傳統(tǒng)結構的路面,以道路使用壽命十年計,養(yǎng)護周期為兩年一次,共需養(yǎng)護經(jīng)費110?萬元(以4400m2?做為一個核算單元)?。其經(jīng)濟效益是顯著的。5?　施工體會1)?使用玻璃纖維土工格柵綜合造價低,社會效益明顯,施工工藝容易掌握。具有很廣的應用價值,如果我們能夠在新建和養(yǎng)護工程中大面積使用,不但可節(jié)省大量的資金,而且可以做到 基礎建設的資金合理使用發(fā)揮其 的效益。2)?在市政工程建設施工中融進一些技術含量高的先進的工藝、設備、材料是我們今后探究的一個重要課題