土工格柵之所以具有卓越功效而受到工程界的關(guān)注，還應(yīng)從其基本原理說起。國外文獻(xiàn)中在描述其原理時(shí)稱其為“一種蜂窩狀三維限制系統(tǒng)，可以在很大范圍內(nèi)顯著提高普通填充材料在承載和蟲蝕控制應(yīng)用中的性能。”它的關(guān)鍵原理就是三維限制。大家都知道，當(dāng)汽車行駛在沙漠上時(shí)，就會壓出兩道深深的轍印，被壓部分深深下陷，車轍兩側(cè)會高高隆起。后面的車輛如果繼續(xù)沿著車轍前進(jìn)，沉陷部分會進(jìn)一步下沉、隆起部分會進(jìn)一步隆起，直到隆起部分蹭到了車底盤、沉陷的車轍埋沒了大半個(gè)輪子，進(jìn)而無法前進(jìn)。之所以如此，就是因?yàn)楫?dāng)外荷作用于地基表面時(shí)，依據(jù)普朗特爾理論和泰勒理論可知：在集中荷載的作用下，主動區(qū)1受壓下沉，并將力向兩側(cè)分解傳遞給過渡區(qū)2。
過度區(qū)2又傳給被動區(qū)3，被動區(qū)就會毫無限制地發(fā)生形變而隆起。土工合成材料不僅在道路工程領(lǐng)域，而且在水利、鐵道、巖土等工程領(lǐng)域都到了廣泛應(yīng)用。我國土工合成材料行業(yè)政策情況如何？業(yè)內(nèi)專家稱，隨著公路事業(yè)的發(fā)展，越來越多的新興材料被廣泛的應(yīng)用到公路工程中，并發(fā)揮著關(guān)鍵作用。小編了解到，其中土工格柵的使用，在防止公路的不均勻沉降，提高公路的承載力，防止路基斷裂和反射裂體，延長公路的使用壽命，保證公路的施工質(zhì)量等方面起到了重要的作用，發(fā)揮了其獨(dú)有的優(yōu)勢。塑料土工格柵補(bǔ)強(qiáng)路基時(shí)，使粒狀填料與網(wǎng)格互相鎖合在一起，形成穩(wěn)定的平面，防止填料下陷，可承受一定沖擊載荷；并可將垂直載苛分散，防止路面裂紋；可減少路面材料用量；

反射裂縫是由于舊混凝土面層在接縫或裂縫附近的較大位移引起其上方瀝青加鋪層內(nèi)出現(xiàn)應(yīng)力集中所造成的,他包括因溫度和濕度變化而產(chǎn)生的水平位移以及因交通荷載作用而產(chǎn)生的豎向剪切位移。前者導(dǎo)致接縫或裂縫上方的瀝青加鋪層內(nèi)出現(xiàn)較集中的拉應(yīng)力;后者則使接縫上方的瀝青加鋪層經(jīng)受較大的彎拉應(yīng)力和剪切應(yīng)力。
路面防裂選用玻璃纖維土工格柵可減少或延緩反射裂紋數(shù)量,減少瀝青路面車轍擁包,可適當(dāng)提高半剛性基層的疲勞壽命。在瀝青罩面層中加鋪玻璃纖維土工格柵夾層,抑制應(yīng)力,釋放應(yīng)變,達(dá)到減少裂縫的目的。延緩反射裂縫主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。網(wǎng)格性的肋條可為初始荷載提供一個(gè)系統(tǒng)的支承點(diǎn)和錨固點(diǎn),起到應(yīng)力傳輸?shù)淖饔?從而增加瀝青底層的抗拉強(qiáng)度,吸收層間的大部分水平拉應(yīng)力。玻璃纖維土工格柵將瀝青層內(nèi)溫度荷載和汽車荷戴反復(fù)作用產(chǎn)生的應(yīng)力擴(kuò)散到一個(gè)較大的范圍內(nèi),從而把集中的寬裂縫分散成若干個(gè)細(xì)小的裂縫,延遲了裂縫的擴(kuò)散和貫通。玻璃纖維土工格柵為裂縫方向的改變提供了足夠的剛度,裂縫擴(kuò)展到夾層底后轉(zhuǎn)向水平,阻止了其垂直向上擴(kuò)展,提高了路面的抗裂能力和耐疲勞能力。
由于玻璃纖維土工格柵的模量高達(dá)67GPa,作為剛度大的硬夾層應(yīng)用在瀝青罩面層中,其作用是抑制應(yīng)力,釋放應(yīng)變,同時(shí)作為瀝青混凝土加筋材料,提高加鋪層結(jié)構(gòu)的抗拉和抗剪能力,從而達(dá)到減少裂縫的目的。在瀝青混凝土路面上進(jìn)行瀝青罩面,除了會出現(xiàn)反射裂縫,同時(shí)還會因?yàn)楹奢d的長期作用而出現(xiàn)疲勞開裂。由于瀝青面層與罩面層屬同一性質(zhì)的柔性面層,當(dāng)受到荷載作用時(shí),路表將發(fā)生彎沉。在直接與車輪接觸的瀝青罩面層受到壓力,在輪載邊緣以外的區(qū)域,面層受到拉力作用,由于兩處受力區(qū)域所受力性質(zhì)不同,而又彼此緊靠,因此在兩塊受力區(qū)域的交界處即力的突變處容易發(fā)生破壞。