一、前言
　　隨著公路的大規(guī)模修建，常遇到軟土、膨脹土等特殊土施工難、質(zhì)量控制不宜把握等問題，而土工合成材料的應(yīng)用，在一定程度上解決了土木工程建設(shè)問題。所謂土工合成材料，是各種合成纖維織物的統(tǒng)稱，包括土工格柵、土工網(wǎng)、土工薄膜及土工席墊等。其中，土工格柵具有抗拉強(qiáng)度高，變形模量大，耐腐蝕、抗老化，與土顆粒之間的摩擦系數(shù)大、連鎖作用強(qiáng)、加筋效果好等特點(diǎn)，將土工格柵埋至土體內(nèi)，作為地基的加固補(bǔ)強(qiáng)材料，可增強(qiáng)地基的承載力。同時，通過約束土體的側(cè)向剪脹變形，可改善土體的整體受力條件，提高土體的整體強(qiáng)度和土工構(gòu)筑物的整體穩(wěn)定性，因此，玻纖土工格柵在公路建設(shè)中有著獨(dú)特的應(yīng)用前景。
　　二、玻纖土工格柵的特性
　　玻纖土工格柵是以無堿玻璃纖維網(wǎng)布為基材，經(jīng)表面涂覆處理而成的半剛性制品。玻纖土工格柵的優(yōu)異性能特點(diǎn)如下：
　　1.高抗拉強(qiáng)度、低延伸率：玻纖土工格柵是以玻璃纖維為原料。超越了其它纖維和金屬。同時它模量很高，而玻璃纖維的強(qiáng)度較高。具有很高的抗變形能力，斷裂延伸率小于3%。
　　2.無長期蠕變：玻纖土工格柵作為增強(qiáng)材料。這保證產(chǎn)品能夠臨時堅(jiān)持性能。 具備在臨時荷載的情況下抵抗變形的能力即抗蠕變性是極為重要的玻璃纖維不會發(fā)生蠕變。確保了玻纖土工格柵能夠長期保持性能。
　　3.熱穩(wěn)定性：玻璃纖維的熔化溫度在1000℃以上，而在28℃下不會發(fā)生任何改變，保證了玻纖土工格柵在攤鋪?zhàn)鳂I(yè)中承受過量熱的穩(wěn)定性。
　　4.與瀝青混合的相容性：玻纖土工格柵在后處理工藝中涂覆的資料是針對瀝青混合料設(shè)計(jì)的每根纖維都被充分涂覆。從而確保了玻纖格柵在瀝青層中不會與瀝青混合料產(chǎn)生隔離，與瀝青具有很高的相容性。而是牢固的結(jié)合在一起。
　　5.物理化學(xué)穩(wěn)定性：經(jīng)過特殊后處理劑進(jìn)行涂覆處理。保證其性能不受影響。 玻纖土工格柵能夠抵抗各類物理磨損、化學(xué)侵蝕、生物侵蝕和氣候變化。
　　6.集料嵌鎖和限制：由于玻纖土工格柵是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這樣就形成了機(jī)械嵌鎖。這種限制阻礙了集料的運(yùn)動，瀝青混凝土中的集料可以貫穿其中。使瀝青混合料在受荷載的情況下能夠達(dá)到更好的壓實(shí)狀態(tài)，更高的承重能力，更好的荷載傳送性能及較小的變形。
　　三、玻纖土工格柵在公路工程中的應(yīng)用
　　（1）玻纖土工格柵在路基加固及軟基處理中應(yīng)用
　　城市道路的新建及大修，主要考慮路基的穩(wěn)定和沉降兩大問題。一般無加筋路堤，在較厚的軟土層上為圓弧滑動或沖切式沉降導(dǎo)致破壞；在薄層軟土層上，則為側(cè)向擠出破壞。道路通過軟土地基時，一般簡單的處理方法是換土或在軟土地基上鋪一層礫石或碎石后壓實(shí)。換土法費(fèi)工費(fèi)料，不經(jīng)濟(jì)。鋪碎礫石在壓實(shí)后，有限的粒料被擠入軟基土中，土料相混，降低了材料強(qiáng)度，路面在行車作用下仍易出現(xiàn)沉陷。隨著土工合成材料研究的不斷深入，大家發(fā)現(xiàn)采用玻纖土工格柵不僅能夠解決軟土地基穩(wěn)定性的問題，還可以有效的減少路基填土后引起的不均勻沉降。把玻纖土工格柵直接鋪設(shè)在軟基上，再鋪以粒料基層，這樣不但能保證粒料與地基土不相混和而且格柵與粒料間的咬合作用得到了進(jìn)一步加強(qiáng)，基層具有抗拉強(qiáng)度，從而提高了軟土地基的承載能力。
　　使用玻纖土工格柵的經(jīng)濟(jì)效益在于：降低了對填筑材料的要求，當(dāng)符合設(shè)計(jì)要求的填筑材料較遠(yuǎn)，則就近的砂性填筑材料加鋪土工格柵后就能滿足設(shè)計(jì)要求；減少填筑工程量；降低土方填筑碾壓成本。
　　（2）玻纖土工格柵在防止反射裂縫方面的應(yīng)用
　　在舊的水泥混凝土路面和舊的瀝青混凝土路面上加鋪瀝青面層，是一種常用的路面修復(fù)技術(shù)。它具有工期短、造價(jià)低、對交通影響小、修復(fù)路面服務(wù)性能好等優(yōu)點(diǎn)。但其主要問題是在瀝青加鋪層中容易出現(xiàn)反射裂縫，即瀝青面層在使用中由于溫度收縮、行車荷載及路基局部沉降形成的橫向裂縫和縱向裂縫，且裂縫寬度隨時間增長會逐漸增大，影響路面使用效果。按常規(guī)的處理方法，需切割面層，清除基層，再重新攤鋪面層，施工工序復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)效益較差。設(shè)置玻纖土工格柵是延緩反射裂縫的主要措施之一，在瀝青面層中加鋪玻纖土工格柵防裂層后，能有效降低瀝青面層內(nèi)裂縫尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子幅值，改變?yōu)r青層表面的應(yīng)力分布，提高抗疲勞性，進(jìn)而是裂縫不會很快擴(kuò)展。有關(guān)試驗(yàn)表明鋪設(shè)玻纖土工格柵防裂層后，面層抗疲勞荷載的能力比未鋪設(shè)玻纖土工格柵防裂層的抗疲勞荷載能力提高10倍以上。同時鋪設(shè)玻纖土工格柵防裂層能減少路基的溫度收縮和水分收縮，延緩反射裂縫擴(kuò)展時間。采用玻纖土工格柵處理，不需要破壞路面結(jié)構(gòu)，施工迅速，使用效果和經(jīng)濟(jì)效益明顯。
　　四、玻纖土工格柵作用機(jī)理
　　玻纖土工格柵應(yīng)用于道路結(jié)構(gòu)層中，主要有抗疲勞開裂、路基加固和防止反射裂縫等方面的作用，其作用機(jī)理如下所述：
　　（1）抗疲勞開裂的作用機(jī)理
　　 瀝青路面必須具有一定的承載能力，在規(guī)定時間內(nèi)不能發(fā)生疲勞破壞。瀝青路面在直接與車輪接觸的下面層受到壓力，在輪載邊緣以外區(qū)域，受到拉力作用，由于兩處受力區(qū)域所受力性質(zhì)不同，而又彼此靠近，因此在兩塊受力區(qū)域的交界處發(fā)生破壞，在長期荷載的做用下，發(fā)生疲勞開裂。
　　玻纖土工格柵在瀝青面層中，能夠?qū)⑸鲜龅膲簯?yīng)力與拉應(yīng)力分散，在兩塊受力區(qū)域之間形成緩沖帶，減少了應(yīng)力突變對瀝青面層的破壞。同時玻纖土工格柵的低延伸率減少了路面的彎沉量，保證了路面不會過度變形。
　?。?）路基加固和防止反射裂縫作用機(jī)理
　　玻纖土工格柵通過兩個重要機(jī)理作用于路基加固和防止反射裂縫：直接抗拉應(yīng)力及固限土的側(cè)向位移。對于加入玻纖土工格柵的瀝青混凝土，玻纖土工格柵的網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)使玻纖土工格柵對網(wǎng)孔內(nèi)的瀝青混合料起了一個筋篐作用。因此，當(dāng)瀝青混凝土結(jié)構(gòu)層底部的基礎(chǔ)在荷載的作用下，出現(xiàn)裂縫并延伸到玻纖土工土工格柵處時，土工格柵的存在改變了裂縫尖端的受力情況，使裂縫處的張開變形受到限制，從而起到加固路基抑制裂縫向上發(fā)展的作用。
　　玻纖土工格柵網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性由于與瀝青混合料相互填充而得到加強(qiáng)，玻纖土工格柵本身較高的抗拉強(qiáng)度則是抑制張開變形的主要因素。加入玻纖土工格柵的瀝青混凝土可以有效的改善路面結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布，抵抗和延緩由于路基裂縫所造成的路面病害的發(fā)生，使瀝青混凝土結(jié)構(gòu)層在較長時期不發(fā)生因張力變形引起的受荷破壞，與未加玻纖土工格柵的瀝青混凝土機(jī)構(gòu)層相比，使用玻纖土工格柵可以大大提高路面的使用壽命。
　　五、結(jié)束語
　　在城市道路中使用玻纖土工格柵，綜合造價(jià)低、養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用低，社會效益明顯，施工工藝容易掌握，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。如果我們能夠在新建和養(yǎng)護(hù)工程中大面積使用，就可以大大節(jié)省資金，提高公路施工質(zhì)量，做到國家基礎(chǔ)建設(shè)的資金合理利用，發(fā)揮其最大效益。