一 玻纤格栅及其加固的沥青砼性能

1．玻璃纤维格栅技术特性

这种产品采用玻璃纤维长丝编织涂覆而成，具有横纵向很高的抗拉强度，玻璃纤维强度与重量比比钢铁还要大。有资料表明：在209G时其弹性模量与沥青混凝土弹性模量比高达20：1，这为防止反射裂缝提供了足够的强度。它断裂时其延伸率小于4％，有很高的抗变形能力。

2．玻璃纤维格栅加固沥青混凝土的技术性能

(1)用的沥青为辽河90号沥青，沥青混凝土试件有3种，分别为普通AC-131型沥青混凝土、自粘型玻璃纤维格栅(南京强土纤维工程材料有限公司生产的G1011型格栅)加在AC-131型沥青混凝土试件中部(编号w)、玻璃纤维格栅加在AC-131型沥青混凝土小梁弯曲试件底部(编号w≠)。①加格栅沥青混合料的-10℃劈裂强度和普通沥青混合料相比，提高了15％。这说明加格栅后，沥青混合料的抗弯拉能力有了较大的改善，尤其对抵抗低温缩裂的作用比较明显。②加格栅沥青混合料的15℃劈裂强度和普通沥青混合料相比，提高了11％。而15℃劈裂强度值是在路面结构设计时，进行拉应力验算所需的一项指标。③破坏应变反映了沥青混合料的抗变形能力，从这方面看，15℃ 时加格栅沥青混合料与普通沥青混合料相比有所提高，-10’G时二者基本接近。④沥青混合料的劈裂强度模量反映了其抵抗变形的能力，当混合料劈裂强度相等时，强度模量越低越好。从强度与模量之比看，一10K：时加格栅混合料与普通混合料相比没有变化，但在15K：时，加格栅混合料与普通混合料相比提高了30％。

(2)分析弯曲试验结果，可以看出3点：第一，当格栅加在沥青混合料试件的3／5高度时，-10℃时弯曲破坏强度与普通沥青混合料强度相比，变化不大。第二，弯曲破坏应变反映了混合料的弯曲变形能力，从这万面看，-10℃在底部加格栅的沥青混合料的破坏应变与普通沥青混合料相比有所提高。按-10℃弯曲破坏应变大小的排序为：梁底设格栅(无格栅)梁3/5高度处设格栅。第三，沥青混合料的弯曲破坏强度模量反映了其抵抗变形的能力，当混合料弯曲破坏强度相等时，强度模量越低越好 从强度与模量之比看，-10℃在底部加格栅的沥青混合料与普通沥青混合料相比有所提高，对抵抗低温开裂有一定的作用。

(3)疲劳试验。疲劳试验的方法大多采用小梁试件或马歇尔试件，所施加的反复荷载为矩形或正弦波形。沥青混合料的疲劳反应同加荷的方式有关，加荷方式一般分为应力控制式和应变控制式 此次试验采用应力控制式，试验温度15℃，格栅置于试件1／2高度处。

(4)车辙试验 沥青路面的车辙主要发生在沥青面层，特别是采用半刚性基层的沥青路面，车辙几乎全部发生在面层。由于车辙危及行车安全， 近年来越来越受到公路建设者的重视。为评价格栅加固沥青混合料后对抵抗车辙的作用，进行了60℃，0.7MPa轮压的车辙试验，格栅置于混合料表面3cm处，其动稳定度DS值(次／mm)试验。

(5)实验结论。第一，加格栅后沥青混合料的劈裂强度有所提高，抵抗拉应力与变形的能力增强，这对防止反射裂缝有较大的作用，对防止龟裂等较小开裂宽度的裂缝反射效果更好。第二，加格栅后，沥青混合料的高温抗车辙性能明显提高，能够提高沥青路面的高温稳定性能 此外，还有一定的厚度效应，为减薄沥青面层厚度提供了基础条件 第三，加格栅后调整了路面结构的应力状态，能够阻止疲劳裂缝的进一步发展，从而提高了沥青混合料的抗疲劳性能，延长了路面的使用寿命。

二 防反射裂缝与车辙的机理

1．由于格栅是一种网格结构，所以格栅对网格内的沥青混合料能起一种“箍固”作用。因此，当试件底部在弯曲破坏荷载作用下出现裂缝并延伸到格栅处时，格栅的存在改变了沥青混合料裂缝尖端的受力状况，改变了沥青混合料的弯曲破坏过程，使裂缝处试件的张开变形受到了约束，从而抑制了裂缝的向上发展。

2．格栅的网格结构是比较稳定的，并由于与沥青混合料相互填充而得到增强，因此格栅本身的抗拉强度大小是抑制裂缝发展的主要因素。强度高的格栅在相同变形条件下承受的荷载较高，所以，采用抗拉强度高的格栅，可更好地抑制裂缝的发展。此外，对于同一种格栅采用不同的加筋方式，沥青混合料的破坏过程也是不同的，铺设在弯曲试件靠近底部的格栅，可相对早地加入到抑制裂缝发展的作用，有较好的止裂效果。

3．车辙是沥青路面结构在行车荷载反复作用下产生竖向永久变形的结果，这种变形主要发生在高温季节，是沥青混合料高温稳定性不足的反映 通过车辙试验的车辙形成过程可观察到，当荷载开始作用后，首先出现变形和流动的是沥青；随着沥青及胶浆的流动，再加上沥青的润滑作用，矿料骨架逐渐被破坏，在体积不变的情况下，矿料骨架失稳，车辙加速形成。由此可见，车辙形成的最初导因是高温下沥青的流动，最后导致矿料骨架的失稳。

三 实际使用效果和经济效益分析

吉林省公路管理局于1997年8月在国道302线(图们-乌兰浩特)白城市南支线K4+500一K4+800处，进行了玻璃纤维格栅处治沥青路面网裂的试验。该试验路为1972年修建的三级路，年平均昼夜交通量按BZZ-100标桂轴载换算为190辆，路面宽7rn，路基宽8m，基层为15cm厚石灰土，沥青下面层为4cm厚碎石贯入，上面层为2cm厚沥青混凝土，后又加铺了0.5cm厚稀浆封层。

该试验段于1997年8月竣工后，1998年11月对其进行了使用性能观测。4cm沥青混凝土玻璃纤维格栅段仅出现2条横缝，缝宽5mm；而3cm沥青混凝土+4cm沥青碎石段每隔13～15m就出现一条横向裂缝。由试验路观测结果可知，在沥青路面大修及中修工程中，采用玻璃纤维格栅代替沥青碎石，可以有效地防止反射裂缝及低温开裂，减少养护费用，延长路面使用寿命，具有很大的经济效益和社会效益。

需要指出，采用玻璃纤维格栅加固沥青混凝土后，能否减薄路面厚度，我国在这方面的研究还不深八，目前尚无可靠的数据支持减薄路面，国内公路学术界也尚有争议。在现行的《公路土工合成材料应用技术规范》中也规定，土工合成材料应铺设在旧沥青路面、旧水泥混凝土路面的沥青加铺层底部或新建道路沥青面层底部，主要用于减少或延缓由旧路面对沥青加铺层的反射裂缝，或半刚性基层对沥青面层的反射裂缝。