土工布在公路工程中的作用原理

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土工布在公路工程中的作用原理

山东茂隆新材料科技有限公司 2021-07-22 2535


随着公路运营期增长,暴露的病害越来越多,如网裂、坑槽、裂缝等。路面开裂会影响车辆驾驶的稳定性和舒适性,为了解决路面裂缝问题,当前最常用的方法是在原有道路路面上铺设沥青混合料罩面层,达到修复作用。由于受长期车辆荷载和周期性环境温度变化导致的收缩变形、结构层相对位移影响,道路基底的裂缝很快反射到罩面层,形成发射裂缝,不但影响道路行车安全,还使得地表水渗入道路基底,弱化道路基底承载力,时间长了会导致路面沉降变形。根据成因的不同,发射裂缝可分为荷载型和温度型反射裂缝。当车轮荷载分布在原结构层裂缝两侧时,原结构层在外载作用下产生位移。由于沥青罩面层与结构层连接紧密,原道路结构层位移使其沥青罩面层表面产生拉应力,当罩面层所受拉应力超过极限拉应力值时,即出现弯拉发射裂缝。当车辆重量集中在裂缝一侧时,集中荷载一侧道路结构层因外力作用产生竖向位移,使得原路面裂缝两侧结构产生相对位移。原结构层的相对位移裂缝上部沥青罩面层形成较大剪应力,剪应力达到极限应力值时发生剪切破坏,形成破坏裂缝。现有工程实际表明,在道路结构面和沥青混合料罩面层之间铺设 1 层土工布能有效降低发射裂缝的形成。土工布在公路工程中应用的主要作用原理如下:1)减小道路结构面层和沥青罩面层之间的黏结力。当温度降低时,原道路结构层产生收缩变形,由于道路结构面层与沥青罩面层之间的黏结力作用使得沥青罩面层表面产生集中拉应力,当拉应力达到沥青极限抗拉强度值时,罩面层产生断裂。在道路结构面层和沥青罩面层之间加设土工布后,可以降低结构界面之间的黏结力,降低罩面层所受的拉应力作用。2)扩大受力范围。公路结构因车辆荷载产生的相对位移差,使原道路裂缝处因弯沉差而引起沥青罩面层剪应力集中现象,土工布通过自身延性可以将应力扩展到更大的范围,减小裂缝上部罩面层的应力。3)防渗隔水作用。土工布在与沥青混合料接触拌和后形成了封闭的沥青-土工布复合防渗隔水层,可以阻止地表水向道路结构基层渗透,从而保护了道路基层。基于以上优良特性,土工布等土工合成材料被广泛运用于道路路面裂缝修补以及新旧路面改造铺设中。

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