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摘要：本文通过对土工格栅与半钢性基层材料性能研究的分析，针对如何防止或延缓半钢性基层开裂，延长半钢性基层沥青路面使用寿命这一问题做了阐述，并结合一系列的性能实验提出了切实可行的方法，以供同行参考。
关键词：公路工程；土工格栅；加筋技术；解决方案
1 土工格栅与半刚性基层材料适应性分析
1.1半刚性基层路面使用现状
半刚性基层沥青路面具有良好的力学性能和行车舒适性，因而得到广泛应用，成为我国高等级公路路面的主要类型。但由于交通量的日异增大，重载车辆的不断增多，在荷载重复作用下半刚性基层显示出脆性大、抗变形能力差的缺点。较薄的半刚性基层会过早的出现荷载型裂缝，继而向面层延伸形成反射裂缝。路面裂缝不仅影响路面美观、降低平整度，而且会削弱路面的整体强度，降低路面的服务水平。
我国早期修建的公路，多为二级公路，随着服役时间的增加，汽车荷载和环境因素的综合作用尤其是超载、超重车辆增多，致使许多路段出现严重的路面病害，其主要原因是对原路面的病害处理不够彻底。因此，探讨切实有效的技术措施，防止或延缓半刚性基层开裂，延长半刚性基层沥青路面使用寿命，具有很重要的现实意义。本文阐述了如何利用国产土工格栅，加筋路面结构层，达到减少或延缓路面病害的发生和发展的作用。
1.2 土工格栅与路面材料的相互作用机理
土工格栅对路面材料的加固机理存在于土工格栅与路面材料的相互作用之中，这种相互作用可归纳为三种情况：
土工格栅与路面材料相互作用如图1-1、1-2、1-3所示：
图1-1 格栅与混合料摩擦 图1-2 格栅与混合料相互阻抗图
图1-3 格栅与混合料嵌锁图
1.格栅表面与混合料的摩擦作用；
2.混合料对格栅肋条和结点的被动阻抗力作用；
3.格栅上的孔眼对混合料的锁定作用。
由于土工格栅是网状的片材，所以在铺筑碾压时路面材料会嵌挤在土工格栅的网孔之中，格栅网孔对路面材料有锁定作用[2]。
摩擦作用、被动阻抗作用、嵌锁作用这三种作用均能充分约束混合料的侧向位移，从而大大增加混合体的自立稳定性[3]。
1.3 格栅材料与半刚性材料的适应性分析
试验路的土工格栅位于水泥稳定碎石半刚性基层下面，因此有必要分析两种材料的适应性。由于水泥稳定碎石材料受拉时的应力～应变试验很难做，所以本次研究进行了水泥稳定碎石材料梁试件的弯拉试验，测得间接抗拉强度，同时得应力～应变曲线如图1-8所示：
由图可见：水泥稳定碎石的应力～应变曲线也具有上升和下降阶段，加载初期变形与应力成线性增长达到极限应力后曲線急剧下降，属于脆性破坏。随裂缝宽度增加失去承载能力。
图1-4 水泥稳定碎石应力～应变曲线 图1-5 土工格栅应力～应变曲线
由图1-4、图1-5可见加载前期格栅与混合料应力与应变都成线性变化，可以达到变形协调，但随着加载的增大，水泥稳定碎石混合料达到极限拉应变而出现裂缝失去承载能力，但格栅材料仍然具有承载能力，格栅与嵌固在格栅材料中的混合料可以继续承担拉应力，同时分散裂缝产生时的应力集中，并且格栅的徐变可以延缓裂缝的扩展。根据《高等级公路半刚性基层沥青路面》，水泥稳定碎石抗弯拉强度的标准值可取为1.0Mpa。由格栅拉伸试验测得格栅的拉伸强度>10 Mpa，所以格栅位于基层材料底面能延缓裂缝的产生，防止反射裂缝。说明选用格栅材料是合适的。同时对格栅材料要求其较小延伸率下的抗拉强度要明显大于半刚性基层材料的抗拉强度，使其在基层材料破坏前还未破坏[4][ 5]。
2 试验用材料及击实试验
为验证加铺土工格栅对半刚性基层材料受力特性的改善情况，我们在室内进行了铺加土工格栅半刚性基层材料中梁14天龄期和90天龄期的抗弯拉强度试验和疲劳试验，探究土工格栅加筋半刚性基层材料的力学性能，论证它对半刚性基层材料的抗弯拉及抗疲劳特性的影响。试验选用的半刚性基层材料为水泥稳定碎石。格栅选用的是郑州华瑞塑胶有限公司生产的土工格栅。
2.1 原材料选择
1.水泥
水泥采用陕西省耀县水泥厂生产的秦岭牌325#普通硅酸盐水泥。
2.碎石的级配
采用《公路工程集料试验规程》（JTJ058-2000），“路面基层及底基层用集料规格”表，结合土工格栅的孔径等物理参数[7]，我们进行了级配调整，取中间值，使其符合所选级配规格代号中的数值范围要求[8]。
考虑到混合料与土工格栅材料的粘结性能，同时参考《公路路面基层施工技术规范》中的规定，取水泥用量：5%。
2.2 最佳含水量、最大干密度
本次试验按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTJ057-94）中有关规定进行，采用重型击实标准确定混合料得最大干密度和最佳含水量[8]。
经击实试验得最佳含水量最大干密度曲线见图1-6。由图1-6确定的最佳含水量为5.5%，最大干密度2.34g/cm3。
图1-6 干密度～含水量曲线
3 土工格栅加筋梁的抗弯拉试验及分析
3.1 梁的成型试验
试验采用静力压实法制成棱柱体中梁试件，土工格栅位于梁底面，通过格孔与碎石混和料的嵌挤、嵌锁作用成为一体。试件尺寸为：100mm×100mm×400mm。试件的干密度采用最大干密度，在最佳含水量下成型。试件在养生室标准温度下分别湿气养生14天和90天。
3.2 梁的弯拉试验
加格栅与未加格栅的水泥稳定碎石梁的弯拉试验在MTS810材料试验机上进行。MTS810材料试验机配有力、位移、时间等数据自动采集系统，能实时记录试验过程中的力和变形情况。 采用三分点加载方式，其中土工格栅置于受拉区，支距为300mm ，纯弯曲段为100 mm，排除了剪力的影响，保证梁式试件底面有一段弯矩相等的均匀受拉区。示意图见图1-9。
图1-7 抗弯拉强度试验示意图
试验时分别对14天龄期和90天龄期的加格栅与未加格栅的水泥稳定碎石梁进行平行试验，平行试验的数量各为5根。
1. 计算公式：
（1）抗拉强度、破坏应变计算式：
在工程上，对受弯构件，均采用按弹性理论计算得出的弯拉强度，也即构件弹性变形阶段的应力最大值，但该数值并不能代表此中复合材料受弯时真正的弯拉强度。
梁试件的抗弯拉强度Rw，弯拉应变 ，按式（1-1）、（1-2）计算：
Rw= = =0.0003P （1-1）
式中：Rw——抗弯拉强度；
——跨中截面应力；
P——试件破坏时最大压力（弹性阶段的最大压力）；
l——跨径（300mm）；
h、b——试件高度、宽度（100mm）。
= = （1-2）
式中： -跨中的应变；
dB-跨中挠度；
d -加力点处的挠度 。
2.试验结果及分析：
分别对两个龄期5个加格栅的水稳碎石中梁与5个未加格栅水稳碎石中梁进行弯曲拉伸试验，结果整理见表1-3。
由统计表可见：
（1）龄期从14天增加到90天时水泥稳定碎石梁的抗弯拉强度有很大提高。试验结果表明，土工格栅的加入使半刚性基层材料的弯拉强度提高，140天强度提高0.1～0.27Mpa，90天强度提高0.15～0.76Mpa。说明土工格栅对半刚性基层材料具有增强作用土工格栅的加入扩散了半刚性基层底面的层底弯拉应力，提高了路面的承载能力，延缓了荷载型裂缝的发生。
（2）从破坏时的变形即挠度或临界应变来看， 14天龄期加格栅梁的临界应变值提高了1倍，90天龄期加格栅梁的临界应变提高了2.4倍。可见土工格栅的加入改善了水泥稳定碎石半刚性基层的变形能力，尤其对于长龄期而言提高的幅度更大，土工格栅的这种作用对延缓半刚性基层的变形型裂缝尤为有利。
（3）从裂缝出现的时间来看，加格栅的水泥稳定碎石梁比未加格栅的水泥稳定碎石梁裂缝出现的时间滞后。从裂缝出现到破坏所需要的时间来看，未加格栅的水泥稳定碎石梁出现裂缝后很快就失去承载能力而断裂，破坏只需几秒。而加了土工格栅的梁出现裂缝后，在很长一段时间内还可以承受压力的作用，裂缝发展的缓慢，最终破坏所需要的时间要比无格栅的梁所需要的时间长。从路面破坏来讲，路面出现裂缝并不代表它已经完全失去承载能力，只要裂缝没有完全贯通它还可以继续承受车载反复作用。由此可见土工格栅在这方面可以发挥很好的作用，它的加入可以延长路面出现裂缝到其寿终正寝的时间，从而延长路面的使用寿命。
（4）同时从试验结果发现，半刚性基层材料的弯拉试验结果离散性很大，个别加格栅的半刚性基层梁的实验结果偏低。试验结果受试件成型状况、集料粒径大小、集料分布、格栅与集料结合等情况影响较大，致使试验具有很大的离散性，因此建议今后试验时应增加平行试件个数以得到有益结论。
由于加入格栅后梁的截面发生了变化，梁内部的应力分布变得复杂，所以强度不能作为衡量这种材料的唯一尺度，应该寻求更好的衡量方法使其更具说服力。
（为了便于比较，最终破坏时间以下降到相同压力时所需的时间作为标准，其中14天龄期：521N，90天龄期：1047N）
3.应力～应变曲线分析
本文对加格柵与未加格栅梁14d龄期与90d龄期弯拉试验结果的应力～应变曲线整理后见图1-8。
图1-8 无格栅与有格栅应力～应变对比图
由图可见：
（1）未达到材料的抗弯拉强度前，铺加土工格栅的半刚性基层材料与未加土工格栅的半刚性基层材料的应力～应变曲线近似直线变化，可以认为是线弹性的变化。未加格栅的梁的曲线比加格栅梁的曲线走势陡，应力增长较快。反之，加格栅的梁曲线变化稍慢这是因为土工格栅网格与周围的基层材料通过“咬合”、“嵌挤”相互作用抵消了一部分拉应力，但应变较加格栅的增长为快。
（2）未加格栅的梁随应力不断增长，在梁的纯弯段出现裂缝而达到半刚性材料的极限拉应力，裂缝数量不断增多且沿着其中一条主裂缝扩展，挠度的增长较开裂前快，应力迅速下降随即失去承载能力，梁断裂，属脆性破坏。而加格栅的梁在达到半刚性基层材料的极限拉应力时梁底面出现众多微裂缝，裂缝扩展稍缓，达到极限承载力后，应力下降，但此时格栅开始发挥作用，格栅承受拉力使应力下降缓慢。且随着荷载的增加，土工格栅的应力应变不断增加，呈线形增长，当增加到格栅的抗拉强度后土工格栅的个别肋出现颈缩，梁的挠度急剧增加，裂缝向上扩展，但格栅的应力还在不断的增加，曲线呈现上升的趋势。
（3）加格栅半刚性基层材料在出现裂缝及裂缝的扩展阶段，由于格栅的存在，应力会继续增长，使半刚性基层材料表现出一定的延性。结构的延性是指构件在进入破坏阶段以后，在承载能力没有显著下降的情况下承受变形的能力。具有一定的延性可以使基层在出现裂缝的近期不会很快失去承载能力，更能很好的适应不均匀沉降及温度变化情况。
4 土工格栅加筋梁的疲劳试验
疲劳是在小于材料极限强度的应力反复作用下，材料所产生的累积破坏。所谓疲劳特性是指材料对不同应力水平力的反复作用的反应，它以构成破坏所需的荷载作用次数来表示，通常用应力水平与达到破坏时的荷载反复作用次数所组成的散点图来说明。
为了研究在半刚性基层水泥稳定碎石中加入土工格栅后对路面疲劳特性的改善情况，本文对加格栅和未加格栅的两种水泥稳定碎石基层材料的疲劳特性进行了研究。 4.1 试验方法
为了模拟路面在车轮荷载作用下的受力状态，试验室或公路现场的疲劳试验可用控制应力或控制应变的模式来进行。疲劳试验在MTS810材料试验机上进行，本次试验采用控制应力的加载模式，进行中梁的弯曲疲劳试验，施加应力的模式为正弦波，它基本接近路面上实际作用的波形，加载频率采用10Hz，大致相当于路上汽车行驶速度60km/h～70km/h。
本次试验对14天龄期和90天龄期按0.5、0.55、0.6、0.65等应力控制水平进行平行试验，每种水平下实验3～5根。
4.2 试验结果
国内外的试验证明，在应力强度比S1（作用力 /材料的静弯拉强度Rb）与破坏时力的反复作用次数Nf（对数座标）的散点图上，通常可用一直线来拟合（6），即
S1=a+blgNf （1-5）
这条最优拟合直线的斜率是材料疲劳性能的一种量度。直线的斜率越陡，说明材料对荷载作用次数的增加越敏感。
对多组平行试验的结果及不同应力水平下试件的疲劳寿命及疲劳方程回归结果见表1-5，并画出应力水平～疲劳次数拟合曲线图1-15：
4.3 试验结果分析
1.加格栅与未加格栅疲劳特性对比分析
由疲劳试验结果统计表1-5及拟合曲线图1-15可知：
（1）加格栅梁的疲劳寿命均比未加格栅梁的疲劳寿命长，疲劳次数增加2万～10万次，加格栅梁的疲劳寿命是未加格栅梁的2～5倍，证明由于格栅性质均匀，能有效地扩散应力集中，阻止裂缝的出现与发展，使抗疲劳特性提高，进而提高路面的使用寿命。
（2）随龄期的增长水泥稳定碎石材料的强度逐渐形成而趋于稳定，90d龄期水泥稳定碎石材料的疲劳规律性要比14d龄期材料的疲劳规律性强，离散性小。
（3）由试验结果发现14天龄期的试验结果离散性较大，这主要是因为龄期较短，水泥稳定碎石材料的强度还没有完全形成，水泥浆与路面材料结合强度不足所致。另外，试验时梁的底部是脱空的，格栅与混合料粘结层震动变形空间大，但土工格栅在路面上的实际约束与此不同，不会出现粘结失效的问题。
因此在今后的进一步研究中应该寻求更好的措施，使土工格栅与半刚性基层材料之间有稳定可靠的粘结，减小对试验的误差。
2.加格栅梁裂缝扩展分析
为了研究土工格栅对延缓裂缝扩展所起到的作用，在试验期间，本文分别记录了同一应力水平下加格栅梁，及未加格栅梁从裂缝产生到完全断裂时的间隔及仍能承受荷载反复作用的次数。表1-6为应力水平为0.65时，加格栅与未加格栅梁的裂缝形成及扩展过程作以对比：
（1）在相同的应力反复作用下，加格栅与未加格栅裂缝出现的时间相差不多。
（2）未加格栅的梁从裂缝出现到梁完全断裂只需3分钟左右的时间，能继续承受荷载2000次左右。
（3）加了土工格柵的梁从裂缝出现到裂缝贯穿整个梁能延迟40分钟左右，是未加格栅梁的13倍左右，疲劳裂缝出现后还能承受荷载反复作用次数27000次左右。土工格栅最能够发挥作用的阶段是在基体开裂之后，在基体开裂后有效的抑制裂缝的进一步扩展。
关键词：公路工程；土工格栅；加筋技术；解决方案
1 土工格栅与半刚性基层材料适应性分析
1.1半刚性基层路面使用现状
半刚性基层沥青路面具有良好的力学性能和行车舒适性，因而得到广泛应用，成为我国高等级公路路面的主要类型。但由于交通量的日异增大，重载车辆的不断增多，在荷载重复作用下半刚性基层显示出脆性大、抗变形能力差的缺点。较薄的半刚性基层会过早的出现荷载型裂缝，继而向面层延伸形成反射裂缝。路面裂缝不仅影响路面美观、降低平整度，而且会削弱路面的整体强度，降低路面的服务水平。
我国早期修建的公路，多为二级公路，随着服役时间的增加，汽车荷载和环境因素的综合作用尤其是超载、超重车辆增多，致使许多路段出现严重的路面病害，其主要原因是对原路面的病害处理不够彻底。因此，探讨切实有效的技术措施，防止或延缓半刚性基层开裂，延长半刚性基层沥青路面使用寿命，具有很重要的现实意义。本文阐述了如何利用国产土工格栅，加筋路面结构层，达到减少或延缓路面病害的发生和发展的作用。
1.2 土工格栅与路面材料的相互作用机理
土工格栅对路面材料的加固机理存在于土工格栅与路面材料的相互作用之中，这种相互作用可归纳为三种情况：
土工格栅与路面材料相互作用如图1-1、1-2、1-3所示：
图1-1 格栅与混合料摩擦 图1-2 格栅与混合料相互阻抗图
图1-3 格栅与混合料嵌锁图
1.格栅表面与混合料的摩擦作用；
2.混合料对格栅肋条和结点的被动阻抗力作用；
3.格栅上的孔眼对混合料的锁定作用。
由于土工格栅是网状的片材，所以在铺筑碾压时路面材料会嵌挤在土工格栅的网孔之中，格栅网孔对路面材料有锁定作用[2]。
摩擦作用、被动阻抗作用、嵌锁作用这三种作用均能充分约束混合料的侧向位移，从而大大增加混合体的自立稳定性[3]。
1.3 格栅材料与半刚性材料的适应性分析
试验路的土工格栅位于水泥稳定碎石半刚性基层下面，因此有必要分析两种材料的适应性。由于水泥稳定碎石材料受拉时的应力～应变试验很难做，所以本次研究进行了水泥稳定碎石材料梁试件的弯拉试验，测得间接抗拉强度，同时得应力～应变曲线如图1-8所示：
由图可见：水泥稳定碎石的应力～应变曲线也具有上升和下降阶段，加载初期变形与应力成线性增长达到极限应力后曲線急剧下降，属于脆性破坏。随裂缝宽度增加失去承载能力。
图1-4 水泥稳定碎石应力～应变曲线 图1-5 土工格栅应力～应变曲线
由图1-4、图1-5可见加载前期格栅与混合料应力与应变都成线性变化，可以达到变形协调，但随着加载的增大，水泥稳定碎石混合料达到极限拉应变而出现裂缝失去承载能力，但格栅材料仍然具有承载能力，格栅与嵌固在格栅材料中的混合料可以继续承担拉应力，同时分散裂缝产生时的应力集中，并且格栅的徐变可以延缓裂缝的扩展。根据《高等级公路半刚性基层沥青路面》，水泥稳定碎石抗弯拉强度的标准值可取为1.0Mpa。由格栅拉伸试验测得格栅的拉伸强度>10 Mpa，所以格栅位于基层材料底面能延缓裂缝的产生，防止反射裂缝。说明选用格栅材料是合适的。同时对格栅材料要求其较小延伸率下的抗拉强度要明显大于半刚性基层材料的抗拉强度，使其在基层材料破坏前还未破坏[4][ 5]。
2 试验用材料及击实试验
为验证加铺土工格栅对半刚性基层材料受力特性的改善情况，我们在室内进行了铺加土工格栅半刚性基层材料中梁14天龄期和90天龄期的抗弯拉强度试验和疲劳试验，探究土工格栅加筋半刚性基层材料的力学性能，论证它对半刚性基层材料的抗弯拉及抗疲劳特性的影响。试验选用的半刚性基层材料为水泥稳定碎石。格栅选用的是郑州华瑞塑胶有限公司生产的土工格栅。
2.1 原材料选择
1.水泥
水泥采用陕西省耀县水泥厂生产的秦岭牌325#普通硅酸盐水泥。
2.碎石的级配
采用《公路工程集料试验规程》（JTJ058-2000），“路面基层及底基层用集料规格”表，结合土工格栅的孔径等物理参数[7]，我们进行了级配调整，取中间值，使其符合所选级配规格代号中的数值范围要求[8]。
考虑到混合料与土工格栅材料的粘结性能，同时参考《公路路面基层施工技术规范》中的规定，取水泥用量：5%。
2.2 最佳含水量、最大干密度
本次试验按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTJ057-94）中有关规定进行，采用重型击实标准确定混合料得最大干密度和最佳含水量[8]。
经击实试验得最佳含水量最大干密度曲线见图1-6。由图1-6确定的最佳含水量为5.5%，最大干密度2.34g/cm3。
图1-6 干密度～含水量曲线
3 土工格栅加筋梁的抗弯拉试验及分析
3.1 梁的成型试验
试验采用静力压实法制成棱柱体中梁试件，土工格栅位于梁底面，通过格孔与碎石混和料的嵌挤、嵌锁作用成为一体。试件尺寸为：100mm×100mm×400mm。试件的干密度采用最大干密度，在最佳含水量下成型。试件在养生室标准温度下分别湿气养生14天和90天。
3.2 梁的弯拉试验
加格栅与未加格栅的水泥稳定碎石梁的弯拉试验在MTS810材料试验机上进行。MTS810材料试验机配有力、位移、时间等数据自动采集系统，能实时记录试验过程中的力和变形情况。 采用三分点加载方式，其中土工格栅置于受拉区，支距为300mm ，纯弯曲段为100 mm，排除了剪力的影响，保证梁式试件底面有一段弯矩相等的均匀受拉区。示意图见图1-9。
图1-7 抗弯拉强度试验示意图
试验时分别对14天龄期和90天龄期的加格栅与未加格栅的水泥稳定碎石梁进行平行试验，平行试验的数量各为5根。
1. 计算公式：
（1）抗拉强度、破坏应变计算式：
在工程上，对受弯构件，均采用按弹性理论计算得出的弯拉强度，也即构件弹性变形阶段的应力最大值，但该数值并不能代表此中复合材料受弯时真正的弯拉强度。
梁试件的抗弯拉强度Rw，弯拉应变 ，按式（1-1）、（1-2）计算：
Rw= = =0.0003P （1-1）
式中：Rw——抗弯拉强度；
——跨中截面应力；
P——试件破坏时最大压力（弹性阶段的最大压力）；
l——跨径（300mm）；
h、b——试件高度、宽度（100mm）。
= = （1-2）
式中： -跨中的应变；
dB-跨中挠度；
d -加力点处的挠度 。
2.试验结果及分析：
分别对两个龄期5个加格栅的水稳碎石中梁与5个未加格栅水稳碎石中梁进行弯曲拉伸试验，结果整理见表1-3。
由统计表可见：
（1）龄期从14天增加到90天时水泥稳定碎石梁的抗弯拉强度有很大提高。试验结果表明，土工格栅的加入使半刚性基层材料的弯拉强度提高，140天强度提高0.1～0.27Mpa，90天强度提高0.15～0.76Mpa。说明土工格栅对半刚性基层材料具有增强作用土工格栅的加入扩散了半刚性基层底面的层底弯拉应力，提高了路面的承载能力，延缓了荷载型裂缝的发生。
（2）从破坏时的变形即挠度或临界应变来看， 14天龄期加格栅梁的临界应变值提高了1倍，90天龄期加格栅梁的临界应变提高了2.4倍。可见土工格栅的加入改善了水泥稳定碎石半刚性基层的变形能力，尤其对于长龄期而言提高的幅度更大，土工格栅的这种作用对延缓半刚性基层的变形型裂缝尤为有利。
（3）从裂缝出现的时间来看，加格栅的水泥稳定碎石梁比未加格栅的水泥稳定碎石梁裂缝出现的时间滞后。从裂缝出现到破坏所需要的时间来看，未加格栅的水泥稳定碎石梁出现裂缝后很快就失去承载能力而断裂，破坏只需几秒。而加了土工格栅的梁出现裂缝后，在很长一段时间内还可以承受压力的作用，裂缝发展的缓慢，最终破坏所需要的时间要比无格栅的梁所需要的时间长。从路面破坏来讲，路面出现裂缝并不代表它已经完全失去承载能力，只要裂缝没有完全贯通它还可以继续承受车载反复作用。由此可见土工格栅在这方面可以发挥很好的作用，它的加入可以延长路面出现裂缝到其寿终正寝的时间，从而延长路面的使用寿命。
（4）同时从试验结果发现，半刚性基层材料的弯拉试验结果离散性很大，个别加格栅的半刚性基层梁的实验结果偏低。试验结果受试件成型状况、集料粒径大小、集料分布、格栅与集料结合等情况影响较大，致使试验具有很大的离散性，因此建议今后试验时应增加平行试件个数以得到有益结论。
由于加入格栅后梁的截面发生了变化，梁内部的应力分布变得复杂，所以强度不能作为衡量这种材料的唯一尺度，应该寻求更好的衡量方法使其更具说服力。
（为了便于比较，最终破坏时间以下降到相同压力时所需的时间作为标准，其中14天龄期：521N，90天龄期：1047N）
3.应力～应变曲线分析
本文对加格柵与未加格栅梁14d龄期与90d龄期弯拉试验结果的应力～应变曲线整理后见图1-8。
图1-8 无格栅与有格栅应力～应变对比图
由图可见：
（1）未达到材料的抗弯拉强度前，铺加土工格栅的半刚性基层材料与未加土工格栅的半刚性基层材料的应力～应变曲线近似直线变化，可以认为是线弹性的变化。未加格栅的梁的曲线比加格栅梁的曲线走势陡，应力增长较快。反之，加格栅的梁曲线变化稍慢这是因为土工格栅网格与周围的基层材料通过“咬合”、“嵌挤”相互作用抵消了一部分拉应力，但应变较加格栅的增长为快。
（2）未加格栅的梁随应力不断增长，在梁的纯弯段出现裂缝而达到半刚性材料的极限拉应力，裂缝数量不断增多且沿着其中一条主裂缝扩展，挠度的增长较开裂前快，应力迅速下降随即失去承载能力，梁断裂，属脆性破坏。而加格栅的梁在达到半刚性基层材料的极限拉应力时梁底面出现众多微裂缝，裂缝扩展稍缓，达到极限承载力后，应力下降，但此时格栅开始发挥作用，格栅承受拉力使应力下降缓慢。且随着荷载的增加，土工格栅的应力应变不断增加，呈线形增长，当增加到格栅的抗拉强度后土工格栅的个别肋出现颈缩，梁的挠度急剧增加，裂缝向上扩展，但格栅的应力还在不断的增加，曲线呈现上升的趋势。
（3）加格栅半刚性基层材料在出现裂缝及裂缝的扩展阶段，由于格栅的存在，应力会继续增长，使半刚性基层材料表现出一定的延性。结构的延性是指构件在进入破坏阶段以后，在承载能力没有显著下降的情况下承受变形的能力。具有一定的延性可以使基层在出现裂缝的近期不会很快失去承载能力，更能很好的适应不均匀沉降及温度变化情况。
4 土工格栅加筋梁的疲劳试验
疲劳是在小于材料极限强度的应力反复作用下，材料所产生的累积破坏。所谓疲劳特性是指材料对不同应力水平力的反复作用的反应，它以构成破坏所需的荷载作用次数来表示，通常用应力水平与达到破坏时的荷载反复作用次数所组成的散点图来说明。
为了研究在半刚性基层水泥稳定碎石中加入土工格栅后对路面疲劳特性的改善情况，本文对加格栅和未加格栅的两种水泥稳定碎石基层材料的疲劳特性进行了研究。 4.1 试验方法
为了模拟路面在车轮荷载作用下的受力状态，试验室或公路现场的疲劳试验可用控制应力或控制应变的模式来进行。疲劳试验在MTS810材料试验机上进行，本次试验采用控制应力的加载模式，进行中梁的弯曲疲劳试验，施加应力的模式为正弦波，它基本接近路面上实际作用的波形，加载频率采用10Hz，大致相当于路上汽车行驶速度60km/h～70km/h。
本次试验对14天龄期和90天龄期按0.5、0.55、0.6、0.65等应力控制水平进行平行试验，每种水平下实验3～5根。
4.2 试验结果
国内外的试验证明，在应力强度比S1（作用力 /材料的静弯拉强度Rb）与破坏时力的反复作用次数Nf（对数座标）的散点图上，通常可用一直线来拟合（6），即
S1=a+blgNf （1-5）
这条最优拟合直线的斜率是材料疲劳性能的一种量度。直线的斜率越陡，说明材料对荷载作用次数的增加越敏感。
对多组平行试验的结果及不同应力水平下试件的疲劳寿命及疲劳方程回归结果见表1-5，并画出应力水平～疲劳次数拟合曲线图1-15：
4.3 试验结果分析
1.加格栅与未加格栅疲劳特性对比分析
由疲劳试验结果统计表1-5及拟合曲线图1-15可知：
（1）加格栅梁的疲劳寿命均比未加格栅梁的疲劳寿命长，疲劳次数增加2万～10万次，加格栅梁的疲劳寿命是未加格栅梁的2～5倍，证明由于格栅性质均匀，能有效地扩散应力集中，阻止裂缝的出现与发展，使抗疲劳特性提高，进而提高路面的使用寿命。
（2）随龄期的增长水泥稳定碎石材料的强度逐渐形成而趋于稳定，90d龄期水泥稳定碎石材料的疲劳规律性要比14d龄期材料的疲劳规律性强，离散性小。
（3）由试验结果发现14天龄期的试验结果离散性较大，这主要是因为龄期较短，水泥稳定碎石材料的强度还没有完全形成，水泥浆与路面材料结合强度不足所致。另外，试验时梁的底部是脱空的，格栅与混合料粘结层震动变形空间大，但土工格栅在路面上的实际约束与此不同，不会出现粘结失效的问题。
因此在今后的进一步研究中应该寻求更好的措施，使土工格栅与半刚性基层材料之间有稳定可靠的粘结，减小对试验的误差。
2.加格栅梁裂缝扩展分析
为了研究土工格栅对延缓裂缝扩展所起到的作用，在试验期间，本文分别记录了同一应力水平下加格栅梁，及未加格栅梁从裂缝产生到完全断裂时的间隔及仍能承受荷载反复作用的次数。表1-6为应力水平为0.65时，加格栅与未加格栅梁的裂缝形成及扩展过程作以对比：
（1）在相同的应力反复作用下，加格栅与未加格栅裂缝出现的时间相差不多。
（2）未加格栅的梁从裂缝出现到梁完全断裂只需3分钟左右的时间，能继续承受荷载2000次左右。
（3）加了土工格柵的梁从裂缝出现到裂缝贯穿整个梁能延迟40分钟左右，是未加格栅梁的13倍左右，疲劳裂缝出现后还能承受荷载反复作用次数27000次左右。土工格栅最能够发挥作用的阶段是在基体开裂之后，在基体开裂后有效的抑制裂缝的进一步扩展。