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土工材料(土工布,玻纤格栅)发展历程
发布时间:2011/5/6 15:40:42作者:阅读次数:
    l 土工布在交通运输中的应用
    国外自1970年土工布(地工织物)问世以来,即被广泛应用于土木工程。土工布的应用范围遍及公路、铁路、机场、跑道、运动场、海岸、
河堤、防护堤、水库、储水池、池塘、排水池、边坡、垂直挡土墙、储料场、集装箱仓库、工地通道、农场及森林道路高速公路铺面维修、高
速公路铺面增强、垃圾掩埋场、污水处理池、绿化植被等等。我国的公路与高速公路不仅在数量上远远满足不了需要。就是在质量方面也普遍
存在着沥青路面开裂,水泥公路过硬、塌陷、断裂等弊病。造成上述质量问露的主要因素是使用的建筑材料问题。而欧美等发达国家则早已将
“引发了建筑材料一次革命的土工布应用于公路建设中。并已取得成功。
    土工布的不同应用对其性能与结构也有不同的要求。因为隶属于土工布中之一的。土工同”具有。加筋性能,即增强”性能.故被国外首
选用作沥青路面的防裂层,以增强高速公路的沥青路面。因此.积极开发出防治沥青路面裂缝,并能满足路面要求的新型材料是亟待解决的重
大课题。
    2 市场预测和应用前景
    玻纤格栅主要用于高速公路沥青路面增强,它随着我国公路的建设发展不断扩大市场需求量.九五期间,我国计划要新建高速公路10000公
里,若沥青路面占50,路宽按20米计算,如新建高速公路沥青路面均采用玻纤格栅增强,那么玻纤格栅用量五年间可达10000 万平方米。公路
维修(六年一中修,十二年一大修)使用玻纤格栅的量也非常可观。我国现有公路通车里程为105.7万公里(1993年统计数)如果五分之一的路程
为沥青路面.则有21.14万公里.如果百分之一的沥青路面维修用上玻纤格栅。对玻纤格橱需求量可达25oo万平方米.综合所述,新建和维修
对玻纤格栅需求市场前景非常好。
    在“八五期间,我国“沈阳,广东,汉宜”等高速公路都曾使用过。用化纤土工增强路面。但从使用的结果看。“化纤土工同并不尽如人
意,因为其存在一个致命的弱点,即是在施工过程中.浇注的沥青温度高达l20一200℃。化纤土工因不耐高温而软化,于是受力变形.因而造
成路面不平的后果。因此必须寻找一种耐高温的材料来取而代之。玻璃纤维便是首选的理想材料。由于其具有耐高温(4OO℃)、强度高、模量高
、化学稳定性好、电性能好等优异性能.早已被广泛应用于我国航空、航海、电子、化工、冶金、机城、石油建材等各个领域。近年来.国外
一些先进工业国家也已广泛使用“玻纤土工格栅”也叫“玻纤格栅来增强高速公路沥青路面。并已取得了理想的效果。沿着土工布公路建设上
走过的足迹来看。在形态上由“织物”发展到“网”,在材料上由“化纤”发展到“玻纤”。再从织造工艺看,又从非织造土工布到机织土工
布再到经编土工布。自从1986年英国首先在经编机上生产出土工布以来。适于土木工程用的土工布便不断问世。并且前景看好。故经编土工布
在1987年坡RANKII OI称之谓第三代土工布”。而在1988年德国的第一次能生产“玻纤土工网的经编机诞生以来,更是将“玻纤格栅”增强高速
公路沥青路面的应用推上了一个新台阶。
    综上所述,我们可以得出这样的结论:“经编土工布是第三代土工布,而“玻纤土工网”即“玻纤格栅则是第三代土工网。据有关单位介
绍。96年新建的“连宁”高速公路采用的增强沥青路面的“玻纤格栅系加拿大半买半送的,其价格为60元/平方米。沪宁高速公路使用了7000
平方米国外的“玻纤格栅”。价格为8O元/平方米。由此看我国产“玻纤格栅在高速公路的应用领域内尚属空白,毫无疑问,它必将随着我国
高速公路的建设而飞跃发展。传统织物结构经编土工布结构经纬纱呈波浪形纱线纱钱平直排列,夸强受力不良,使成品强度力充分发挥提高成
品降低的撕断裂强度。
    3 玻纤格栅”增强路面的机理
    3.1 经编玻纤格栅的特性。玻纤格栅”是采用2000tex玻纤纱经编的。它打破了传统织物上下交织的结构,令经纬纱分层平铺捧列,使织
物具有优良的抗蠕变性和抗拉、抗撕能力。
    3.2 沥青路面破坏的机理
    3.2.1 沥青路面在行车荷载作用下.轮载下面由于受到双向挤压作用,面层全部受压,在行车荷载面积边缘以外一定范围面层受拉,最
太拉应力发生在面层表面,这就是沥青路面在荷载变形和荷载作用下变形的特点。
    3.2.2 沥青路面具有非荷载变形的特点。如在水分和温度的变化下。路面下的基层易产生干燥收缩变形和温度收缩变形。基层一旦开裂
,就会引起路面面层在同一位置开裂,形成所谓反射裂缝。
    3.2.3 沥青混合料是一种对温度较为敏感的路面材料,在高温下具有流变性能,由于车辆反复碾压促使沥青面层横向移动而形成车辙、
推移。
    3.3 “玻纤格栅”在沥青路面补强中的作用玻纤格栅的补强方式
    3.3.1在基层面上铺垫一层玻纤格栅能有效地减小剪应力,最大限度地阻止剪切流动,使同格和面层问形成较高的抗剪强度区。并在荷载
作用下.减小水平方向的主应力和垂直方向的主应力。玻纤格栅在沥青路面中产生的抗拉仲力能够抑制应力及提高弹性模量。起到阻止和延缓
基层裂缝向面层发展的过程,对路面产生显著的加强作用。3.3.2 玻纤格栅在碾压过程中通过网孔的粒料相互包裹、嵌挤可以将阿格上面的
沥青混合料与下面的基层料紧密结合,使基层与面层形成上下嵌锁的整体。这种机咬台经过压实后,可以构成高强度的整体。玻纤格栅在整体
.能产生较强的抗滑动耐擦阻力对防止沥青混合料横向流动而形成车辙、提高沥青混台料温度稳定性.增加内磨擦阻力和横向约束力发挥有效
作用。
    3.4 显著的效益由于沥青路面得到了补强.从而可提高路面的耐久性。    国外使用了玻纤格栅增强的路面寿命可达l5年.而我国未增强
的路面寿命仅达6年。沥青面层下加铺玻纤格栅后.可以将玻纤格栅看作应力作用下的一层薄膜.该薄膜可以扩散路面上的垂直荷载.因而可以
减小基层的厚度。仅基层厚度的减小及延长使用周期和日常养护工作量的减小.每公里就可节约直接工程费3万余元,又可降低车轮及机件损耗
.油路大修周期间隔延长,还可减少行车干扰及阻车现象,增加旅客和司乘人员的舒适感和安全感。由此可见.修建“玻纤格栅”沥青路面将
产生显著的经济效益和社会效益。
    4 生产工艺流程主产品为增强沥青路面用“玻纤格栅”(玻纤土工网)。根据市场需要可扩大生产防护网、护坡网、果园防鸟网、军用伪装
网,温室覆盖织物等。生产工艺流程如下:
    4.1 编织工艺玻纤纱——聚酯纱———经编——卷装——储运玻纤纱——(土工网)
    4.2 玻纤格栅的涂覆沥青处理工艺为使玻纤格栅增加与路面层的粘合力,在玻纤格栅上涂覆一层沥青。沥青用量约占玻纤格栅本身重量20
一25 .每卷玻纤格栅成品长度为lOOm。
    4.2.1 玻纤格栅涂覆机组技术性能为涂覆机组宽度2.5m 涂覆速度2—5m/mjn 年处理能力200—5O0万m。
    2.2 涂覆沥青工艺流程加改性-沥青加热加择石钎I I I 开卷——连布——涂爱——热固他——计量——收眷——包装——入库
    4.2.3 涂覆沥青机组主要包括有送布架、沥青浸槽及控量轧辊,热固化炉,计量计,收卷机。
    5 经济效益预测经我公司调研测算,要建立一条年产lO0 万米(236万平方米)的生产线.在利用或租用生产厂房,水电汽设施齐备的情况下
约需设备投资600万元,流动资金200万元。预计年销售收入2950万元,利税1900万元,利润960万元粗纱机发展中的一顼重要技术进步.有利于
高速、大卷装和提高成纱质量,并为自动落纱创造条件。