土工布在公路工程中的作用原理
隨著公路運營期增長，暴露的病害越來越多，如網(wǎng)裂、坑槽、裂縫等。路面開裂會影響車輛駕駛的穩(wěn)定性和舒適性，為了解決路面裂縫問題，當(dāng)前最常用的方法是在原有道路路面上鋪設(shè)瀝青混合料罩面層，達到修復(fù)作用。由于受長期車輛荷載和周期性環(huán)境溫度變化導(dǎo)致的收縮變形、結(jié)構(gòu)層相對位移影響，道路基底的裂縫很快反射到罩面層，形成發(fā)射裂縫，不但影響道路行車安全，還使得地表水滲入道路基底，弱化道路基底承載力，時間長了會導(dǎo)致路面沉降變形。
根據(jù)成因的不同，發(fā)射裂縫可分為荷載型和溫度型反射裂縫。當(dāng)車輪荷載分布在原結(jié)構(gòu)層裂縫兩側(cè)時，原結(jié)構(gòu)層在外載作用下產(chǎn)生位移。由于瀝青罩面層與結(jié)構(gòu)層連接緊密，原道路結(jié)構(gòu)層位移使其瀝青罩面層表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)罩面層所受拉應(yīng)力超過極限拉應(yīng)力值時，即出現(xiàn)彎拉發(fā)射裂縫。當(dāng)車輛重量集中在裂縫一側(cè)時，集中荷載一側(cè)道路結(jié)構(gòu)層因外力作用產(chǎn)生豎向位移，使得原路面裂縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生相對位移。原結(jié)構(gòu)層的相對位移裂縫上部瀝青罩面層形成較大剪應(yīng)力，剪應(yīng)力達到極限應(yīng)力值時發(fā)生剪切破壞，形成破壞裂縫。
現(xiàn)有工程實際表明，在道路結(jié)構(gòu)面和瀝青混合料罩面層之間鋪設(shè) 1 層土工布能有效降低發(fā)射裂縫的形成。土工布在公路工程中應(yīng)用的主要作用原理如下：
1）減小道路結(jié)構(gòu)面層和瀝青罩面層之間的黏結(jié)力。當(dāng)溫度降低時，原道路結(jié)構(gòu)層產(chǎn)生收縮變形，由于道路結(jié)構(gòu)面層與瀝青罩面層之間的黏結(jié)力作用使得瀝青罩面層表面產(chǎn)生集中拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力達到瀝青極限抗拉強度值時，罩面層產(chǎn)生斷裂。在道路結(jié)構(gòu)面層和瀝青罩面層之間加設(shè)土工布后，可以降低結(jié)構(gòu)界面之間的黏結(jié)力，降低罩面層所受的拉應(yīng)力作用。
2）擴大受力范圍。公路結(jié)構(gòu)因車輛荷載產(chǎn)生的相對位移差，使原道路裂縫處因彎沉差而引起瀝青罩面層剪應(yīng)力集中現(xiàn)象，土工布通過自身延性可以將應(yīng)力擴展到更大的范圍，減小裂縫上部罩面層的應(yīng)力。
3）防滲隔水作用。土工布在與瀝青混合料接觸拌和后形成了封閉的瀝青-土工布復(fù)合防滲隔水層，可以阻止地表水向道路結(jié)構(gòu)基層滲透，從而保護了道路基層?；谝陨蟽?yōu)良特性，土工布等土工合成材料被廣泛運用于道路路面裂縫修補以及新舊路面改造鋪設(shè)中。
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