三種土工格柵的性能及在土木工程中的應用

　　隨著加筋技術的發展和土工合成材料加筋理論的不斷完善，新型的土工加筋材料不斷涌現。目前，有塑料土工格柵、經編土工格柵及玻纖土工格柵。因為土工產品多樣化和選擇材料的余地廣闊，我們對材料的選擇應該慎重，一旦選擇不當，將會給工程帶來嚴重損失。
　　
　　一、三種格柵的性能比較
　　
　　（一）塑料土工格柵性能分析
　　塑料土工格柵分為單、雙向格柵。在經擠壓制出的聚合物板材上沖孔，然后縱向（沿板材方向）拉伸便制成單向格柵；在此基礎上，再在其長度垂直方向拉伸便制成雙向格柵。塑料土工格柵的規格品種較豐富，其基本性質如下：
　　1、力學性能：制造過程中，經過定向拉伸，使聚合物分子沿拉伸方向定向排列，加強了分子鏈間的聯結力，大大提高了其抗拉強度。
　　2、抗溫度性能：由于拉伸作用，使其抗高溫性能也提高。
　　3、耐久性能：由于土工格柵中加入炭黑等老化材料，使它具備較好的耐酸、耐堿、耐腐蝕、抗老化等耐久性。
　　4、施工性能：土工格柵重量輕，與土或碎石咬合力強；抗酸堿、耐腐蝕、耐老化，性柔、質輕易施工。
　　塑料土工格柵是有一定柔性的塑料平面網材，易于現場裁剪和連接（可用聚乙烯繩或連接棒連接），也可重疊搭接，便于現場組裝成所需形狀，折曲影響小，施工簡單，不需要特殊的施工機械和專業技術人員。
　　（二）經編土工格柵性能分析
　　經編格柵是近十幾年才發展起來的，它是以高強度纖維或滌綸為原料，經襯緯雙軸向經編機織成雙軸向經編網格，再經PVC浸漬涂層加工制成的一種土工格柵。經編土工格柵有著優良的工程性能：抗拉強度很高（大于6OKN/m）延伸率較小（10%左右）、抗撕裂強度大、縱橫向強度差異小，變形均勻。
　　（三）玻璃纖維土工格柵性能分析
　　玻璃纖維土工格柵是以玻璃纖維為原料，采用一定的編織工藝制成的網狀結構材料，該產品采用纖維長絲雙面涂覆而成。嚴格來說，玻纖格柵是經編格柵的一種，但由于所采用纖維性質的獨特性，而把它單獨歸為一類。其優良工程性能如下。
　　1、抗拉強度極高，延伸率很低：抗拉強度能達到100KN/m，斷裂延伸率為3%左右。
　　2、沒有長期蠕變性：玻纖格柵不發生蠕變。
　　3、高溫穩定性：玻纖格柵的熔點在1000℃以上，在160℃熱鋪瀝青混凝土上不受任何影響。
　　4、與路面混合料具有很好的相容性：玻璃纖維土工格柵經表面有機涂層處理以后與混凝土混合料有機物具有很好的相容，從而改善了玻纖土工格柵不耐磨、不耐折的缺點。
　　5、化學穩定性：經過特殊處理后，玻纖格柵能防止各類化學侵蝕，抵抗生物侵蝕和氣候變化。
　　6、嵌鎖和限制作用：瀝青混凝土混合料穿過玻璃纖維土工格刪結構，形成了復合嵌鎖結構。限制阻止瀝青混凝土混合料運動，可得到更好的壓實，獲取更大的承載力，提高傳遞荷載能力，減少變形。
　　（四）三種格柵性能比較
　　上面分析了三種格柵的性能，下面再對它們的一些重要的工程性質進行比較（見表1）。
　　
　　從表1可以得出以下結論：
　　1、土工格柵的極限抗拉強度從高到低排列依次是：玻纖格柵、經編格柵、塑料格柵。而極限延伸率從高到低排列依次是：經編格柵、塑料格柵（經編格柵的延伸率視原材料有較大變化范圍，有的可能比塑料格柵的小）、玻纖格柵。且玻纖格柵沒有蠕變性。
　　2、玻纖格柵耐溫性明顯較其它格柵好，經編格柵由于經過涂層浸漬，耐溫性有所提高。
　　3、塑料格柵的縱、橫向接點是直接成型做成，故強度和縱、橫向肋條的強度相當，而經編、玻纖格柵接點為編織而成，故強度較本身材料強度低很多。
　　
　　二、三種格柵在工程中的不同應用
　　
　　（一）塑料格柵的應用
　　塑料格柵視單、雙向應用場合分別如下。單向格柵：單向土工格柵適用于公路及鐵路路基、路堤、邊坡加筋、擋墻加筋、橋臺加筋、較淺層基礎的加筋。廣泛應用于各類加筋擋土墻。雙向格柵：雙向格柵適用于公路及鐵路路基、路堤加筋、淺層基礎加筋，大型廣場、車碼頭貨場等永久性承載的地基增強，河道路基加筋，防治瀝青混凝土路面反射裂縫等。
　　（二）經編格柵的應用
　　經編土工格柵應用范圍為：軟土上的地基、堤壩加筋，均化應力，提高基底穩定性，調整沉降，減少不均勻沉降，提高承載力：路堤邊坡加筋，提高斜坡穩定性；加筋橋臺，提高橋臺的整體性和強度，防止橋頭跳車；防治瀝青混凝土路面反射裂縫，增強路面基層的強度。
　　（三）玻纖格柵的應用
　　玻纖格柵適用于瀝青和混凝土路面加筋、路面反射裂縫防治及新舊路面的銜接等變形量不是很大的場合。玻纖格柵用于瀝青道路時發揮的作用有：抗疲勞開裂、抗低溫收縮、耐高溫車轍和延緩反射裂縫。
　　
　　三、結論
　　
　　根據不同的加筋情況選擇不同的加筋材料是工程應用成功的關鍵。在選擇材料時，應多參考同類型工程的應用情況，同時多注重工程對筋材強度和延伸率的要求，切勿僅從某一角度考慮（比如說價格），這樣才會更有利于土工合成材料加筋技術的快速合理發展。
　　（作者單位：大慶市經緯路橋工程有限公司）