土工合成材料在公路中的應(yīng)用

【摘要】介紹了瀝青路面的優(yōu)點(diǎn)，簡述了土工合成材料的主要品種和特性，并從土工合成材料的選擇、施工工序和基本要求等方面，闡述了土工合成材料在瀝青路面施工中的應(yīng)用，指出使用土工合成材料能有效遏制路面裂縫的產(chǎn)生，證明了土工合成材料在道路補(bǔ)強(qiáng)工程中的優(yōu)異性能。

【關(guān)鍵詞】公路工程；土工合成材料；應(yīng)用

土工合成材料是一種以高分子聚合物和玻璃等為主要原料制成的相對新型的施工材料， 在公路、鐵路、 建筑工程中都得到了廣泛的應(yīng)用。在公路工程中，土工合成材料通常會(huì)被應(yīng)用于地基處理、排水、防護(hù)以及加筋等工程環(huán)節(jié)，其工程效果非常顯著。土工合成材料具有實(shí)用性強(qiáng)、成本低、質(zhì)量輕、強(qiáng)度高以及耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。

1、土工合成材料的作用

1.1 隔離的作用

土工合成材料具有較好的隔離作用，能夠較好地維持各種施工材料及結(jié)構(gòu)的整體性能。在公路工程施工過程中，將土工合成材料設(shè)置在土料、砂石料和地基之間，能夠有效地隔離開半徑不同的沙粒，進(jìn)而防止沙粒之間的相互混雜，減少砂土的流失，保證材料結(jié)構(gòu)的完整性。

1.2 防護(hù)的作用

土工合成材料還具有一定的防護(hù)作用，它能夠有效地對某種應(yīng)力進(jìn)行分散。 在公路工程施工過程中，通常會(huì)使用土工合成材料來進(jìn)行保溫， 避免結(jié)構(gòu)物因?yàn)闇囟冗^低而產(chǎn)生收縮或變形，進(jìn)而對工程產(chǎn)生危害。 也可利用土工合成材料來分散車輛對路基的荷載， 從而有效減少了因負(fù)載過大而造成路面開裂的現(xiàn)象。

1.3 濾層的作用

濾層的作用也是土工合成材料的功能之一。在公路工程施工過程中，可以將土工織物設(shè)置在相鄰兩土層之間，這樣可以有效防止砂土流失，也可提高沙粒的透水性能，起到了良好的濾層作用。這時(shí)候的土工合成材料能夠較好地替代原來的砂石、礫石等濾層，不僅過濾效果非常明顯，同時(shí)路基的穩(wěn)定性也能得到顯著提高。

2、土工合成材料在公路工程中的應(yīng)用

2.1 路堤加筋及軟弱地基的處理

在軟弱土地基上進(jìn)行公路高填土路堤施工時(shí)，高填土的側(cè)向土壓力會(huì)使其表面產(chǎn)生一定的水平剪應(yīng)力，從而導(dǎo)致堤身向兩側(cè)位移，堤身失穩(wěn)。土工合成材料的路堤加筋作用，能夠有效提高路堤的穩(wěn)定性，從而減少或調(diào)節(jié)路堤的不均勻沉降。對于此類加筋工程，通?？稍诘躺淼撞夸佋O(shè)一層或多層的高模量土工網(wǎng)、土工格柵以及土工墊等。土工格柵是在擠壓成型的聚合物板上打孔，然后進(jìn)行單向或雙向的冷拉，將打孔拉成長孔或方孔，這種較大的孔眼能夠嵌入到土體中與土體緊密貼合， 不僅可提高本身的強(qiáng)度，也可因其與土體的咬合而增加摩擦力，是一種非常理想的加筋材料。還有一種土工格柵是采用熱熔擠壓方法制作而成的，其強(qiáng)度與剛度要比冷拉格柵低，所以比較適合應(yīng)用于要求較低的公路工程中。近年來公路工程也運(yùn)用一種高強(qiáng)度的纖維土工格柵，這種土工格柵是由強(qiáng)度高、延伸率低的滌綸或玻璃纖維制成。在織成格柵后，可根據(jù)要求來浸漬 PVC 材料等，具有較高的強(qiáng)度及模量。

2.2 臺(tái)背路基處理

在公路工程施工過程中，修建橋涵、隧道等建造物是非常常見的。但在修建這類建造物時(shí)，對于臺(tái)背的路基填土施工如果處理不好，容易因?yàn)閯偠炔町愡^大，而造成臺(tái)背填土的不均勻沉降，進(jìn)而產(chǎn)生橋頭跳車現(xiàn)象。土工合成材料在施工過程中的合理應(yīng)用，能夠?qū)?gòu)造物與回填材料構(gòu)成一個(gè)整體，從而減少不均勻沉降的發(fā)生，提高公路施工質(zhì)量。目前在臺(tái)背路基施工處理過程中，比較具有代表性的土工合成材料是土工泡沫聚苯乙烯塊，它可以作為臺(tái)背路基的填筑或換填材料，不僅可有效減少路基的自重，也可提高路基的穩(wěn)定性，避免橋頭跳車現(xiàn)象的產(chǎn)生。

2.3 路基防護(hù)

路基防護(hù)是公路工程的重要施工部分，它包括坡面防護(hù)和沖刷防護(hù)。 在對土質(zhì)邊坡進(jìn)行坡面防護(hù)時(shí)， 可以利用拉伸網(wǎng)草皮、固定草種布以及網(wǎng)格固定撒種等來進(jìn)行防護(hù)；在對巖石邊坡進(jìn)行防護(hù)時(shí)，可以采用土工網(wǎng)或土工格柵來防護(hù)；沿河路基進(jìn)行防護(hù)時(shí)，可以采用土工織物軟體沉排、土工模袋進(jìn)行沖刷防護(hù)。沖刷防護(hù)是保證路基穩(wěn)定性的重要措施，沖刷防護(hù)可采用直接防護(hù)的形式，就是對坡岸進(jìn)行直接加固的方法；另一種是間接防護(hù)，也就是改變水流方向、速度等。在路基防護(hù)時(shí)，通常可采用土工網(wǎng)墊、土工格室、土工格柵等。土工網(wǎng)是一種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的交叉黏結(jié)復(fù)合土工材料，其強(qiáng)度要比土工格柵低，但其變形較小，對于進(jìn)行坡面防護(hù)具有一定的效果。土工網(wǎng)墊與土工格室都是三維結(jié)構(gòu)，土工網(wǎng)墊通常是由長絲結(jié)合而成的三維聚合物，而土工格室則是由土工織物、土工格柵或土工膜等做成的網(wǎng)格狀或蜂窩狀三維結(jié)構(gòu)。土工網(wǎng)通常應(yīng)用于沖刷防護(hù)的路基工程中，在應(yīng)用時(shí)，將土工格室打開后可以利用土石、混凝土材料等進(jìn)行填充，從而形成剛度較大，且側(cè)限較大的結(jié)構(gòu)體。土工格室也可以用作墊層，或?qū)浫醯鼗M(jìn)行處理，其施工、運(yùn)輸都較為方便。

2.4 排水

在公路工程中排水施工非常關(guān)鍵，它是保證公路結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性的重要措施。 土工合成材料在公路防排水施工中的應(yīng)用，可以有效改善與提高結(jié)構(gòu)的排水能力。 在公路工程中，通常可將土工合成材料當(dāng)作排水體和過濾體進(jìn)行應(yīng)用，主要應(yīng)用于暗溝、滲溝等結(jié)構(gòu)物中，常見的應(yīng)用材料有土工復(fù)合材料、土工模袋等，是增強(qiáng)公路排水性能、保證公路穩(wěn)定性的重要工程材料之一。

土工模袋是一種袋狀的雙層聚合化纖織物，應(yīng)用時(shí)可將混凝土或砂灌入模袋之中，使其成型，形成具有一定強(qiáng)度及透水性的結(jié)構(gòu)，通常可應(yīng)用在地基或護(hù)坡中。 土工模袋的應(yīng)用要比設(shè)置泄水孔方便，且具有較強(qiáng)的反濾及排水效果；土工復(fù)合排水材料通常采用薄形的土工織物進(jìn)行包裹，其芯材可以采用不同的材料。這種復(fù)合土工材料不僅可以提高土工織物的排水性能，也可有效避免細(xì)小顆粒進(jìn)入排水結(jié)構(gòu)內(nèi)部，造成排水通道阻塞。復(fù)合土工排水材料主要可應(yīng)用在路基路面的縱橫向排水系統(tǒng)中，也可應(yīng)用在支擋結(jié)構(gòu)墻后的反濾排水系統(tǒng)中。

結(jié)語：

目前，土工合成材料在公路工程中的應(yīng)用廣泛，具有較好的應(yīng)用前景。雖然在公路工程中土工合成材料的應(yīng)用時(shí)間相對較短，仍然缺少一定的經(jīng)驗(yàn)，但應(yīng)該認(rèn)識(shí)到土工合成材料的工程優(yōu)點(diǎn)，通過不斷地分析試驗(yàn)來提高土工合成材料的應(yīng)用效果， 從而提高土工合成材料應(yīng)用的科學(xué)性。

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