【正文】 價(jià)聚酯玻纖布對(duì)整體的作用。 拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)將聚酯玻纖布浸透瀝青，按照試驗(yàn)規(guī)程 SL/T2351999 的要求成型長(zhǎng)方形（5cm10cm）的窄條拉伸試件，進(jìn)行條帶拉伸試驗(yàn)，試驗(yàn)溫度為 15℃，試驗(yàn)結(jié)果分別見(jiàn)圖 22 所示。路面是由集料、瀝青和聚酯玻纖布組成的一個(gè)復(fù)合結(jié)構(gòu)，必須考慮玻纖布作為復(fù)合結(jié)構(gòu)的一部分，而不單獨(dú)孤立考慮材料的具體強(qiáng)度或材料特性。 聚酯玻纖布浸透瀝青試驗(yàn)道路上的行車(chē)荷載是一個(gè)連續(xù)不斷的反復(fù)荷載，路面層內(nèi)某一點(diǎn)的上方有車(chē)輛通過(guò)時(shí)，經(jīng)歷一個(gè)從受壓變成受拉、又變成受壓的循環(huán)過(guò)程。本試驗(yàn) 1＃聚酯玻纖布延伸率稍大于同類(lèi)玻纖土工織物，其極限抗拉強(qiáng)度縱向?yàn)?，橫向抗拉強(qiáng)度 。試驗(yàn)結(jié)果分析：GB5029098 路面與道路反射裂縫的防治規(guī)定：其土工織物的單位質(zhì)量不應(yīng)大于 200g/m2；極限抗拉強(qiáng)度宜大于 8kN/m，耐溫性宜在 170℃以上。僅僅對(duì)來(lái)樣負(fù)責(zé)。按照試驗(yàn)規(guī)程，對(duì)各種聚酯玻纖布的物理力學(xué)性能進(jìn)行了試驗(yàn) [4]，每項(xiàng)指標(biāo)均試驗(yàn)了 6 個(gè)平行試件，其主要試驗(yàn)技術(shù)參數(shù)的均值見(jiàn)表 。自從 2022 聚酯玻纖布上市以來(lái)，在美國(guó)很多州（密蘇里州、佛羅里達(dá)州、賓夕法尼亞州、加利福尼亞洲、俄亥俄州）的諸多工程實(shí)踐中廣泛應(yīng)用，俄亥俄州的工程實(shí)踐表明：聚酯玻纖布中用乳化瀝青作為粘層油不能發(fā)揮粘結(jié)的效果；聚酯玻纖布能較好的處理路面裂縫、水損壞、車(chē)轍等的病害。很多工程實(shí)踐表明，玻纖格柵的孔徑與瀝青材料特別與上層瀝青混合料之間能提供很好的嵌擠作用，同時(shí)也能分散應(yīng)力，但不能夠防水；土工布能防止水下滲，但是土工布在熱瀝青混合料攤鋪溫度超過(guò) 160℃時(shí)，其性能可能不穩(wěn)定；而聚酯玻纖布克服了這兩者的缺點(diǎn)。 聚酯玻纖布的工程特性聚酯玻纖布（FiberglassPolyester paving mat）是繼土工布、土工格柵、條帶聚合物之后發(fā)展起來(lái)的一種新型復(fù)合土工合成材料。⑦施工沒(méi)有正反面，不易皺褶，方便施工。⑤化學(xué)穩(wěn)定性，經(jīng)過(guò)特殊處理后的聚酯玻纖布能防止各類(lèi)化學(xué)侵蝕，抵制生物侵蝕和氣候變化。所以，在 160℃熱鋪瀝青混凝土下穩(wěn)定性不受任何影響；④與瀝青和瀝青混合料具有良好的相容性。聚酯玻纖布不發(fā)生蠕變，保證了產(chǎn)品能夠長(zhǎng)期使用；③高溫穩(wěn)定性好。 聚酯玻纖布的組成及特點(diǎn)聚酯玻纖布（FiberglassPolyester paving mat）是 60％玻璃纖維和 40％聚酯纖維組成的一種復(fù)合土工合成材料。 土工合成材料的原材料用作土工合成材料的聚合物一般有：聚乙烯（Polyethy： PE） 、聚丙烯（Polypropylene：PP） 、聚酯（Polyester ：PET） 、聚酰胺（Polyamide：PA） 、聚乙烯醇（ Polyvinylalchohol：PVA） 、聚氯乙?。≒olyvinglchloride：PVC ） 、聚丙烯酯（Polyacrylonitvritle：PAN） 、聚烯烴（Polyolefin：PO ） 、聚四氟乙烯（Polytetrafluoroethylene：PTFE ） 、聚氨基甲酸酯（Polyurethane：PUR） 、腈及腈橡膠（Nitrile rubber） 、氯醇橡膠（Chlorophdrin rubber） 、氯丁橡膠（Neprene） 、丁基橡膠（ Butyl rubber） 、聚苯乙烯（Polystyrene：PS ）等。土工織物在道路系統(tǒng)中的應(yīng)用主要集中在阻止細(xì)顆粒進(jìn)入砂礫基層、排水或過(guò)濾路面系統(tǒng)中的水、阻止或延緩反射裂縫[Abdelhalim (1983), Barksdale(1991) 和 Koerner（1994）]。當(dāng)今，比較一致的看法如《土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》 （GB 5029098）所示，把土工合成材料分成四大類(lèi)，即土工織物、土工膜、特種土工合成材料和復(fù)合型土工合成材料（圖 21） 。近十年來(lái)大量的以合成聚合物為原料的其他類(lèi)型的土工合成材料紛紛問(wèn)世，復(fù)合材料、特種材料產(chǎn)品大量涌現(xiàn)，已經(jīng)超出了“織物”和“膜”的范疇。目前已廣泛應(yīng)用于水利、水電、公路、鐵路、建筑、海港、礦業(yè)、軍工等工程領(lǐng)域。土工合成材料的歷史比較短暫，70 年代以后逐漸形成一門(mén)新的學(xué)科。 《公路土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》 （JTJ/T10998）對(duì)土工合成材料的定義是：以人工合成的聚合物為原料制成的各種類(lèi)型產(chǎn)品，是巖土工程中應(yīng)用的合成材料的總稱(chēng)。（5）鋪筑試驗(yàn)路，根據(jù)工程施工情況，總結(jié)聚酯玻纖布施工工藝，并評(píng)價(jià)聚酯玻纖布的使用效果和經(jīng)濟(jì)性。（3）通過(guò)應(yīng)力控制和應(yīng)變控制的疲勞試驗(yàn)，研究和探討聚酯玻纖布復(fù)合瀝青混合料疲勞性能和評(píng)價(jià)方法。 主要研究?jī)?nèi)容聚酯玻纖布是一種新型的復(fù)合土工合成材料，在國(guó)內(nèi)外尚未開(kāi)展研究，本文擬在以下幾個(gè)方面進(jìn)行探索和研究：（1）通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)研究聚酯玻纖布的物理力學(xué)性質(zhì)；分析評(píng)價(jià)聚酯玻纖布與瀝青面層的層間粘結(jié)效果。我國(guó)在這方面則處于起步階段，現(xiàn)有的復(fù)合產(chǎn)品為復(fù)合土工膜、針刺機(jī)織布和非織造布復(fù)合土工布、非織造布復(fù)合結(jié)構(gòu)的排水管，并且還都處于試制和試用階段。國(guó)內(nèi)土工合成材料的發(fā)展將由以紡織技術(shù)生產(chǎn)為主的形式轉(zhuǎn)向以適應(yīng)各種實(shí)際工程需要為目的進(jìn)行生產(chǎn)，產(chǎn)品總的發(fā)展趨勢(shì)向系列型、復(fù)合型、綜合型發(fā)展。2022 年上市的聚酯玻纖布在美國(guó) Kansas City of Missouri，Lakeland Florida，Orville of California, Texarkans of Arkansas 等諸多工程中得到了廣泛應(yīng)用，主要用于舊路面性能的修復(fù)、防裂和橋面防水，表 列出了幾個(gè)代表性工程，并統(tǒng)計(jì)了聚酯玻纖布的使用效果。目前全球發(fā)達(dá)國(guó)家在產(chǎn)品種類(lèi)、質(zhì)量、應(yīng)用范圍的廣度與深度等方面的發(fā)展都比發(fā)展中國(guó)家快，尤以北美發(fā)展最快，歐洲則以德國(guó)、法國(guó)、荷蘭、意大利等西歐國(guó)家發(fā)展較快，亞洲主要是日本、馬來(lái)西亞、韓國(guó)發(fā)展較快，國(guó)外產(chǎn)品類(lèi)型、品種較多，規(guī)格齊全，以非織造型、合成型、復(fù)合型所占比例較大。20 世紀(jì) 70年代，美國(guó)使用聚丙烯（PP）針刺無(wú)紡織物解決了瀝青路面開(kāi)裂問(wèn)題。國(guó)外對(duì)土工合成材料的應(yīng)用已有多年的歷史，1926 年美國(guó)在北卡羅林納州的高速公路采用了棉纖維土工布修筑公路。目前主要應(yīng)用在以下幾個(gè)方面：（1）路堤加筋和軟弱地基處理；（2）臺(tái)背路基填土加筋；（3）過(guò)濾、排水及路基防護(hù)；（4）路面裂縫防治，土工合成材料在道路路面工程中的應(yīng)用主要是減少或降低反射裂縫的數(shù)量或程度，減少瀝青路面的車(chē)轍。大約在 80 年代初，非織造布在鐵路工程和水利工程上試用，截止到 1986 年，我國(guó)累計(jì)土工布總產(chǎn)量約 100 萬(wàn) m2。為此，研究這種新材料在我國(guó)高速公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用對(duì)提高我國(guó)高速公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)和延長(zhǎng)路面使用壽命具有重大的研究和應(yīng)用價(jià)值。因此，應(yīng)用一種既能加筋瀝青面層又能防水的新型材料用于瀝青路面的罩面，從而大大提高瀝青路面的使用性能。為防止裂縫較快地反射，一般采用較厚的瀝青層，既可以降低該層中的荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力，又可增加下臥基層潛在裂縫向上反射的距離，但投資費(fèi)用太高；目前另一常用的方法是銑刨 4cm～5cm 的舊面層，然后鋪設(shè)一層玻纖格柵后，再鋪設(shè)瀝青混合料；但這兩種處理方案都沒(méi)對(duì)裂縫進(jìn)行有效處理，在交通荷載作用下裂縫又重新向上發(fā)展，一般在較短的時(shí)間內(nèi)導(dǎo)致罩面的再次破壞。目前我國(guó)罩面技術(shù)通常的維修方法是在原來(lái)裂縫路面上加鋪瀝青罩面層。但在理想的狀態(tài)下也有一些成功的例子[Abdelhalim（1983）and Barksdale（1991）] ，減少水滲入路面結(jié)構(gòu)，并與下層產(chǎn)生隔離，從而大大改善路面性能。為改善路面的使用性能，各種各樣的土工織物材料在路面中使用，其中包括土工織物和塑料格柵。在路面應(yīng)用中，能部分減少車(chē)轍，但其主要作用為通過(guò)加筋路面分散應(yīng)力和減少水進(jìn)入下層路面[Barksdale（1991）]，在與荷載有關(guān)的疲勞損壞方面表現(xiàn)良好的效果。本著技術(shù)經(jīng)濟(jì)性要求，在進(jìn)行現(xiàn)有半剛性瀝青路面的養(yǎng)護(hù)時(shí)，利用老路的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，采取合理經(jīng)濟(jì)的養(yǎng)護(hù)措施，以適應(yīng)目前的交通現(xiàn)狀，從而延長(zhǎng)道路使用壽命。關(guān)于水對(duì)路面的危害，很早已引起人們的注意，Muin 于 1942 年首先對(duì)美國(guó) 48 個(gè)州的路面排水狀況進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果表明，幾乎所有嚴(yán)重破壞的路面都與水的進(jìn)入有直接或間接的關(guān)系；1973 年美國(guó)聯(lián)邦公路局對(duì)路面排水系統(tǒng)進(jìn)行了綜合研究，據(jù)試驗(yàn)測(cè)定進(jìn)入空隙內(nèi)的自由水在行車(chē)荷載作用下，會(huì)形成高孔隙水壓力和高流速水流，其壓力差可達(dá) 69kPa，流速可達(dá) （小客車(chē)駛過(guò)時(shí)）或 （貨車(chē)駛過(guò)時(shí)） ；同時(shí) 研究指出對(duì)于瀝青路面，沖刷導(dǎo)致的唧漿將加速路面不規(guī)則裂縫、坑槽的形成與發(fā)展，影響基層穩(wěn)定，進(jìn)而導(dǎo)致路面破壞。 此外，面層裂縫破壞產(chǎn)生后，雨水由此大量進(jìn)入瀝青面層并停留在瀝青混凝土的孔隙中，影響到路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，特別是在行車(chē)荷載產(chǎn)生的動(dòng)水壓力的重復(fù)作用和周期性變化的溫度下，裂縫迅速向周?chē)鷶U(kuò)展，同時(shí)使得瀝青與集料剝離，局部瀝青混凝土變得松散，集料被車(chē)輪甩出，路面產(chǎn)生坑槽破壞。反射裂縫是引起我國(guó)瀝青路面早期損壞的主要原因；疲勞裂縫也是薄層瀝青路面病害之一，在軸載重復(fù)作用下，層底彎拉應(yīng)力保持較高水平，車(chē)輛反復(fù)作用會(huì)引起瀝青面層疲勞開(kāi)裂。半剛性基層材料具有明顯的干縮和溫縮性，容易產(chǎn)生裂縫。我國(guó)高等級(jí)公路的路面結(jié)構(gòu)形式一般采用半剛性基層瀝青路面，通常由 25cm～40cm 半剛性底基層、20cm ～40cm 半剛性材料基層以及 15cm～18cm 瀝青面層構(gòu)成。另一方面由于我國(guó)一些公路開(kāi)放交通后交通量增長(zhǎng)迅速、超載超限現(xiàn)象嚴(yán)重以及氣候降水等因素的影響，路面使用品質(zhì)不斷下降，已經(jīng)建成或即將建成的高速公路，隨著使用年限的延長(zhǎng)都將陸續(xù)進(jìn)入破損階段(事實(shí)上，部分高速公路已經(jīng)出現(xiàn)大面積損壞)。美國(guó) 20 世紀(jì) 80 年代對(duì)瀝青路面的實(shí)際使用壽命調(diào)查時(shí)指出，按照 AASHTO 路面設(shè)計(jì)方法，瀝青路面的設(shè)計(jì)使用壽命為 20 年，但實(shí)際使用壽命只有 8～12 年，遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。由于瀝青路面對(duì)氣溫、降水和日照等自然因素十分敏感，經(jīng)過(guò)自然氣候的長(zhǎng)期侵蝕，瀝青材料會(huì)不斷老化，加之交通量的逐年增加和行車(chē)荷載的增加，路面易產(chǎn)生疲勞開(kāi)裂，而路面的透水，又將引起路基變軟和路面坑洼，從而導(dǎo)致路面的急劇破壞，增加車(chē)輛的磨損和油耗，降低行車(chē)舒適性。在高速公路中，瀝青路面以其良好的力學(xué)性能、平整耐磨的表面、平穩(wěn)舒適的行車(chē)性能、揚(yáng)塵少、振動(dòng)小、噪音低、施工期短以及養(yǎng)護(hù)維修簡(jiǎn)便等特點(diǎn)受到世界眾多國(guó)家的青睞，在高速公路中得到廣泛采用。聚酯玻纖布在高速公路罩面工程中的應(yīng)用研究東南大學(xué)交通學(xué)院二○○五年十二月目 錄目 錄 ................................................................III第一章 緒 論 ...........................................................1 研究背景 ...............................................................................................................................................1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) ..............................................................................................................2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ..........................................................................................................................2 我國(guó)土工合成材料發(fā)展趨勢(shì) ......................................................................................................3 主要研究?jī)?nèi)容 ......................................................................................................................................3第二章 聚酯玻纖布的工程特性 ............................................4 土工合成材料的原材料 .........................................................................................................................4 聚酯玻纖布的組成及特點(diǎn) .....................................................................................................................5 聚酯玻纖布的工程特性 .........................................................................................................................5 聚酯玻纖布的材料特性 .........................................................................................................