淺議土工格柵在公路施工中的應(yīng)用及施工質(zhì)量控制措施

袁媛 肖穎雪

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，公路工程的新工藝、新設(shè)備、新材料不斷更新?lián)Q代，一些新型材料被不斷的應(yīng)用到公路建設(shè)中，提高了公路整體性能和質(zhì)量。土工格柵是當(dāng)前應(yīng)用較廣泛的材料，其優(yōu)越的性能受到國(guó)內(nèi)外道路建設(shè)工程的青睞。本文依據(jù)筆者的工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)土工格柵在公路工程中的應(yīng)用作一簡(jiǎn)要分析，并對(duì)各應(yīng)用施工中的質(zhì)量控制措施進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：公路工程；土工格柵；應(yīng)用；施工

中圖分類號(hào)：U415 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-864X（2016）03-0126-02

當(dāng)前，我國(guó)正處在經(jīng)濟(jì)增速較快的時(shí)期，道路的交通量日益增長(zhǎng)，對(duì)道路的施工質(zhì)量、行車(chē)舒適性等都提出了更高的要求。如何減少道路病害的發(fā)生，延長(zhǎng)使用壽命，是公路施工設(shè)計(jì)相關(guān)人員研究的一個(gè)重要課題。土工格柵是在公路工程中應(yīng)用較為廣泛的一種平面結(jié)構(gòu)聚合物，在不同的工程應(yīng)用中，發(fā)揮不同的作用，提升了相關(guān)工程的施工質(zhì)量。

一、土工格柵的優(yōu)越性能

土工格柵是一種由聚丙烯、高密度聚乙烯、玻璃纖維、滌綸、合成纖維等原材料合成的呈整體規(guī)則的網(wǎng)格狀的平面結(jié)構(gòu)聚合物。對(duì)不同原材料合成的土工格柵來(lái)說(shuō)，蠕變性和抗老化性是不一樣的。目前公路工程建設(shè)中常采用的土工格柵有塑料土工格柵、玻璃纖維土工格柵、鋼塑土工格柵和滌綸纖維經(jīng)編土工格柵四大類。對(duì)于不同的應(yīng)用目的，根據(jù)不同的土工格柵所具有的特性來(lái)合理選用，如：鋼塑土工格柵、塑料土工格柵因材質(zhì)單一，不需復(fù)合處理，節(jié)點(diǎn)與筋肋形成整體，單根肋筋的強(qiáng)度和節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度匹配較好，整體強(qiáng)度較高，所以較多應(yīng)用于路基強(qiáng)度的加強(qiáng)工程中。而玻璃纖維土工格柵因經(jīng)過(guò)優(yōu)質(zhì)改性瀝青涂覆處理而成，其與瀝青混合料有復(fù)合性能，能較好地相溶，并充分保護(hù)玻纖基材，因此極大提高了基材的耐磨性及抗剪切能力，從而得以應(yīng)用于路面加筋工程中。其具有較高的縱橫向抗拉強(qiáng)度，低延伸率，耐高溫性，可防止道路反射裂縫、龜裂、網(wǎng)裂、車(chē)轍等病害的發(fā)生。

（一）土工格柵嵌鎖和限制作用。

土工格柵是規(guī)則的網(wǎng)格狀，網(wǎng)格表面與填料形成了磨擦作用，阻礙土體的滑動(dòng)；格柵的孔眼對(duì)填料形成“鎖定”作用，阻礙填料的活動(dòng)，增大填料間的摩擦系數(shù)；并且土對(duì)格柵肋條起著被動(dòng)阻抗作用。這些限制使填料能夠得到更好的壓實(shí)，將土工格柵和填料變?yōu)橐粋€(gè)整體結(jié)構(gòu)，獲得更大的承載力，提升整體強(qiáng)度。

（二）土工格柵的高穩(wěn)定性。

因土工格柵的合成材料性質(zhì)穩(wěn)定，一般紫外線、酸堿溶液、酒精、汽油等對(duì)土工格柵的影響都較小，具有耐腐蝕、抗老化性能，完全可滿足永久工程的需要。

（三）抗拉強(qiáng)度高、延伸率低、變形小。

土工格柵是通過(guò)特殊的工藝，使聚合物的長(zhǎng)鏈碳?xì)浞肿友乩旆较蛑匦屡帕谐芍本€，分子鏈間的聯(lián)結(jié)力大大加強(qiáng)，因此，土工格柵的抗拉強(qiáng)度和與拉伸前提高了5-10倍，延伸率卻只有拉伸前的10%-15%。

二、土工格柵在公路中的常見(jiàn)應(yīng)用工程及施工技術(shù)

從眾多的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可以看出，用土工格柵加固處理路基，加筋路面，在寒冬地區(qū)或者寒冬季節(jié)里，路面的裂縫及抗拉強(qiáng)度、抗車(chē)轍能力明顯高于未使用土工格柵的公路，不僅延長(zhǎng)了道路養(yǎng)護(hù)維修的間隔時(shí)長(zhǎng)，也提高了道路質(zhì)量等級(jí)。在道路工程中，土工格柵也常被用于邊坡綠化工程中，與之前采用易被風(fēng)霜雨雪腐蝕的鋼絲網(wǎng)來(lái)做邊坡防護(hù)工作，不僅更易使植被蔓延攀爬，而且也降低了各項(xiàng)工程造價(jià)。

（一）土工格柵在地基加固中的應(yīng)用。

在采用土工格柵加固整體地基強(qiáng)度時(shí)，大多設(shè)計(jì)土工格柵與砂墊層或填土層共同作為一層，這樣的設(shè)計(jì)施工目的是使這一層具有同路基及地基或軟土地基不同的剛度，它既是路堤的柔性筏基，又是地基及軟土的排水通道，使差異沉降降小。土工格柵墊層處理加固整體地基強(qiáng)度的施工要點(diǎn)：

在地基上鋪設(shè)一定厚度的砂礫墊層，人工配合機(jī)械整平后，用25T的振動(dòng)壓路機(jī)靜壓兩遍。然后將土工格柵受力方向沿垂直于路基的中線鋪設(shè)，并且在受力方向不宜設(shè)置接頭縫。土工格柵要拉直拉平，不得出現(xiàn)扭曲、折皺、重疊，相鄰的兩幅土工格柵需搭接0.2m，格柵的縱向搭接重疊寬度不小于3m，并沿路基橫向?qū)Υ罱涌p每隔1米用鐵絲進(jìn)行穿插連接。對(duì)鋪設(shè)好的格柵每隔1.5m用U型釘固定于地面，以保證格柵以下承面密貼，土工格柵兩端回折長(zhǎng)度不小于3米。當(dāng)土工格柵鋪設(shè)位置與路基沉降觀測(cè)樁位置沖突時(shí)，可將土工格柵利用剪刀將剪開(kāi)適當(dāng)長(zhǎng)度，繼續(xù)鋪設(shè)并用塑料扣將沉降觀測(cè)樁外側(cè)剪開(kāi)的部位再度連接。鋪設(shè)多層土工格柵的，在第一層土工格柵鋪好后，開(kāi)始填設(shè)第二層中（粗）砂，填筑按“先兩邊，后中間”的原則對(duì)稱進(jìn)行，嚴(yán)禁先填路堤中部。平整靜壓兩遍后方可進(jìn)行下一層土工格柵的鋪設(shè)。上下層土工格柵的搭接縫要錯(cuò)開(kāi)設(shè)置，錯(cuò)開(kāi)長(zhǎng)度不宜小于3m，并用下層土工格柵回包，與上層格柵形成一整體。在施工中要注意鋪設(shè)的層數(shù)及部位需根據(jù)路堤填土高度進(jìn)行設(shè)計(jì)。一般在填筑高度小于1.5m的路堤上鋪設(shè)3層土工格柵在底部即可；若填土高度在1.5m-10m時(shí)，則可分別鋪設(shè)3層土工格柵在路堤底部和頂部；若大于10m的路堤則需在底部、中部平臺(tái)和頂部各鋪設(shè)3層。對(duì)填土高度大于3米的路基，鋪設(shè)的土工格柵較多選用縱向極限拉力≥60KN/M，橫向極限拉力≥20kN/m，伸長(zhǎng)率≤4%的鋼塑土工格柵。

（二）土工格柵在瀝青路面加筋工程中應(yīng)用。

增強(qiáng)瀝青混凝土路面拉應(yīng)力和防止路面發(fā)生反射裂縫的可在半剛性基層與下封層之間設(shè)置玻璃纖維格柵，也可置于下封層與瀝青面之間。由于土工格柵的模量很大，能抑制應(yīng)力，所以在面層中應(yīng)用玻璃纖維土工格柵是分散上面層受到的壓應(yīng)力與拉應(yīng)力，在兩塊受力區(qū)域之間形成一個(gè)緩沖區(qū)， 減少應(yīng)力突變對(duì)瀝青面層的破壞，同時(shí)減小了路面的彎沉量，提高鋪裝層的抗拉抗剪能力，避免發(fā)生過(guò)度變形而開(kāi)裂。在基層上鋪設(shè)土工格柵施工中可采用錨固法施工，也可采用自粘法施工。經(jīng)工程施工對(duì)比分析在基層上先噴灑粘層油后再攤鋪玻璃纖維格柵比先鋪設(shè)玻璃纖維格柵后灑布粘層油要效果好，玻璃纖維格柵不易起波浪。灑布的粘層油應(yīng)選用AH-70或AH-90重油熱瀝青，路面工程中的格柵應(yīng)選用3.0mm厚度，網(wǎng)格尺寸一般選為骨料粒徑的0.5-1.0倍。待粘層瀝青破乳時(shí)，先將一端用鐵皮和鋼釘固定在已灑布粘層瀝青的下層結(jié)構(gòu)上，用錘擊或射釘將鋼釘射入基層，將材料縱向展開(kāi)拉緊，每隔10 至15m分段釘一個(gè)鋼釘固定?？v向搭接時(shí)將后一端壓在前一端端部之下，長(zhǎng)度為15cm-20cm，橫向搭接長(zhǎng)度需大于10cm，粘層瀝青并不能一次性全部噴灑整幅路面，需在一卷土工格柵鋪設(shè)完畢后再在下一幅鋪設(shè)土工格柵的路面上噴灑粘層瀝青。在鋪好的前一副土工格柵上要補(bǔ)灑20 cm的瀝青帶，以便兩幅土工格柵的緊密結(jié)合。鋪設(shè)完畢后使用輕型膠輪壓路機(jī)作適度碾壓確保土工格柵與底層有良好的粘接。攤鋪時(shí)若遇到彎道，可把彎道內(nèi)側(cè)的土工格柵裁開(kāi)，然后將一側(cè)推平，涂刷瀝青，再將另一側(cè)疊蓋搭接。

（三）土工格柵在舊路改造中的應(yīng)用。

在道路拓寬改造工程中，由于一側(cè)為新建路基，一側(cè)為原有老路基，老路基已經(jīng)經(jīng)過(guò)多年的荷載及自然沉降，已經(jīng)完成工后沉降達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，但是新填筑路基沉降量較大還未達(dá)到最終壓實(shí)狀態(tài)，因此土體強(qiáng)度不一，必然會(huì)產(chǎn)生一定的沉降差異，新舊路基結(jié)合部位就容易成為道路開(kāi)裂的隱患點(diǎn)。所以在新舊路基的結(jié)合部加鋪土工格柵是非常有效的加固措施。

施工時(shí)，應(yīng)先清除腐殖土等軟弱土層，并按施工設(shè)計(jì)要求在老路基上挖設(shè)寬度大于1.0m，有一定內(nèi)傾斜坡的臺(tái)階，壓實(shí)并檢查后在每層臺(tái)階底部鋪設(shè)土工格柵，需由老路基往新路基方向沿線路的橫向鋪設(shè)。也可在新舊路基完全填筑完成后在路基結(jié)合部位的頂部上加鋪土工格柵。在低路堤新老路基結(jié)合部位一般采用至少鋪設(shè)三層土工格柵處理，每層相隔20cm。高路堤的新老路基結(jié)合部位至少需要鋪設(shè)六層。先在老路堤上將土工格柵的一端牢固錨住，然后把土工格柵的拉伸產(chǎn)生2%～4%的伸長(zhǎng)鋪向新路基，施工方法同上文。為了提高改擴(kuò)建公路的等級(jí)，路面一般采用加鋪瀝青路面，加筋瀝青路面的施工上文已經(jīng)詳細(xì)敘述。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，土工格柵是由一種由特殊材料合成的網(wǎng)孔狀結(jié)構(gòu)物，有一定的拉力，由于其自身良好的結(jié)構(gòu)，能將周?chē)馏w鎖嵌在孔內(nèi)，不僅約束土體的變形和位移，也能與土體形成摩擦力，增大土體的強(qiáng)度；另外其模量也較大，能抑制分散受到的拉應(yīng)力。因此，土工格柵不僅被應(yīng)用在舊路改擴(kuò)建工程、路基整體強(qiáng)度的加固工程中，也在防止裂縫、坑槽、車(chē)轍的路面加筋工程中被廣泛應(yīng)用。土工格柵的應(yīng)用范圍很廣，其他的應(yīng)用工程本文將不再敘述。在各項(xiàng)工程中，施工設(shè)計(jì)人員必須依據(jù)施工環(huán)境及需要，分析不同類型的土工格柵的性能特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)，合理選擇相應(yīng)材料的土工格柵，并嚴(yán)格規(guī)范施工工序，科學(xué)施工，使土工格柵的優(yōu)良性能得到發(fā)揮。

參考文獻(xiàn)：

[1]尹鐘歆，王海泉.土工格柵在公路工程中的應(yīng)用 [J].內(nèi)蒙古公路與運(yùn)輸，2001（5）

[2]王建東.玻璃纖維材料在防止路面反射裂縫中的應(yīng)用[D].東北大學(xué)碩士論文，2003

[3]宿文鋒，高海萍.鋼塑土工格柵在軟基處理中的設(shè)計(jì)及應(yīng)用方法[J]. 黑龍江科技信息. 2008（35）