公路工程中土工合成材料的應(yīng)用技術(shù)

張其剛，虞 海，張其平

(貴州省公路工程集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽 550001)

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公路工程中土工合成材料的應(yīng)用技術(shù)

張其剛，虞 海，張其平

(貴州省公路工程集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽 550001)

近些年來我國公路工程取得了突出的進(jìn)步，對各種土工合成材料的應(yīng)用有了更高的要求，在后續(xù)發(fā)展過程中需要對技術(shù)形式進(jìn)行分析，掌握材料類型和作用，根據(jù)技術(shù)屬性，將其合理應(yīng)用到實踐中。本次研究是以公路工程中土工合成材料的類別和作用為基礎(chǔ)，結(jié)合具體情況，對技術(shù)的具體應(yīng)用進(jìn)行分析。

公路工程；土工合成材料；應(yīng)用技術(shù)

1 土工合成材料的分類

1.1 土工膜

土工膜是一種復(fù)合材料，組成比較復(fù)雜，包括瀝青、聚合物等物質(zhì)，具有不透水特性。由于土工膜比較薄，將其分為加筋和無筋兩種。土工膜是土工合成材料的重要構(gòu)成，具有強(qiáng)度大、穩(wěn)定性高的特點，能提升路面承載力和使用質(zhì)量。

1.2 土工織物

土工織物分為無紡型和有紡型兩種形式，考慮到各項指標(biāo)的具體要求，需要對應(yīng)用類型進(jìn)行分析。土工織物本身具有抗拉強(qiáng)度高和抗腐蝕性強(qiáng)的特點，在具體施工階段優(yōu)勢顯著，能提高項目施工的強(qiáng)度和質(zhì)量。

1.3 特殊土工合成材料

土工網(wǎng)結(jié)構(gòu)對合成材料的構(gòu)成有一定的要求，考慮到不同組織形式的具體變化，在應(yīng)用階段需要對排水通道系統(tǒng)進(jìn)行分析，在應(yīng)用過程中，土工網(wǎng)本身容易出現(xiàn)嚴(yán)重的變形的現(xiàn)象，其隸屬于加筋材料的類型，抗拉強(qiáng)度比較低，延伸性高，在應(yīng)用過程中需要根據(jù)材料的特性對其進(jìn)行合理化選擇，使其符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)施工案例的要求。在土工格柵材料應(yīng)用過程中，要做好聚合板的打孔工作，提升打孔質(zhì)量。如果孔眼比較大，為了保證施工效果，可以適當(dāng)嵌入土塊，提高其整體強(qiáng)度，為了增加和周圍土的摩擦力，需要合理應(yīng)用加筋材料。土工合成膜袋是由雙層聚合化纖維組成的，是一種袋裝的材料，在施工過程中能代替模板進(jìn)行施工。

2 土工合成材料在公路工程中的作用

2.1 過濾作用

土工合成材料本身具有明顯的過濾作用，在應(yīng)用階段需要對具備的條件因素進(jìn)行分析和判斷。如果水流量通過過濾層，水的流量不斷減少，因此必須采用合理的材料，發(fā)揮過濾作用。土工合成材料在具體應(yīng)用過程中能避免顆粒大的物質(zhì)流失，避免出現(xiàn)土體破壞的情況。由于過濾作用比較明顯，因此可以廣泛應(yīng)用到水利施工、公路施工中，凸顯出整體優(yōu)越性。

2.2 排水作用

土工合成材料本身具有比較好的透水性，無論是材料法還是水平方向，都具有明顯的排水能力，在應(yīng)用過程中可以將材料合理應(yīng)用到施工組織中，發(fā)揮排水固結(jié)的作用。

2.3 隔離作用

將土工材料放在不同材料之間，保證不同粒徑以及土體表面承載力逐漸提升。材料本身受力擠壓明顯，如果在中間隔開，能起到保持材料整體功能和作用的目的。

2.4 防護(hù)作用

土工合成材料防護(hù)作用機(jī)制比較明顯，在應(yīng)用階段，能起到分散現(xiàn)有應(yīng)力體系的作用，將一種物體傳遞到另一物體中，使原有的應(yīng)力分散。為了避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)受損的現(xiàn)象，可以將其應(yīng)用到河道整治、防護(hù)中。

3 土工合成材料在公路工程中的具體應(yīng)用

3.1 加筋擋土墻和路堤中的應(yīng)用

在擋土墻設(shè)計過程中，考慮到不同形式的特殊要求，在控制階段，需要合理應(yīng)用加筋材料，發(fā)揮其平衡作用。如果在土體中加鋪土工格柵，能提升土體抗壓強(qiáng)度，避免出現(xiàn)嚴(yán)重的破壞的現(xiàn)象。此外設(shè)置擋土墻的形式，能最大限度的節(jié)約空間，使其供各種工程建設(shè)使用。

此類設(shè)計形式的穩(wěn)定性比較強(qiáng)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，通常采用的是極限平衡設(shè)計形式，破壞面分為曲線形狀和折線形狀，因此在規(guī)劃設(shè)計過程中需要對加筋層進(jìn)行比較，按照加筋長度和土樣自身性質(zhì)對其合理化應(yīng)用。當(dāng)前在公路工程施工階段采用大量的加筋土擋土墻設(shè)計形式，其應(yīng)用范圍和應(yīng)用形式比較突出。由于膨脹路面的現(xiàn)象時有發(fā)生，直接影響路堤的強(qiáng)度和高度，可以采用土工合成材料將其合理應(yīng)用到實踐中。

3.2 軟弱地基加固中的應(yīng)用

軟弱地基采用土工合成材料能避免出現(xiàn)填土下滲的情況，同時土工合成材料的抗拉力比較強(qiáng)，能根據(jù)荷載形式的具體要求，不斷提升承載力。此外土工合成材料的排水作用突出，能促進(jìn)土壤固結(jié)，達(dá)到穩(wěn)定設(shè)計的要求。充分利用土工合成材料對地基進(jìn)行處理，能限制地基土出現(xiàn)位移的現(xiàn)象。此類加筋處理形式，能提升堤壩的穩(wěn)定性，增加堤壩的填筑高度。

3.3 橋頭跳車處理中的應(yīng)用

橋頭跳車是公路部門需要解決的重要問題，同時也是比較重要的技術(shù)難題。近些年來在具體施工過程中多是采用加筋技術(shù)對其進(jìn)行處理。主要方式有兩種，其一是平鋪筋材加固橋臺臺背填料，該施工方式充分利用土工格柵等材料對土體受力狀態(tài)進(jìn)行分析，能減少對路基的損害，避免出現(xiàn)嚴(yán)重的沉降的現(xiàn)象。其次是加筋土柔性橋臺施工處理方式，將剛性橋臺作為加筋土橋臺，按照施工比例要求對其進(jìn)行處理。在過渡段施工階段，能根據(jù)承受力度的具體要求，對相差高度進(jìn)行處理，橋臺和臺背填料的支撐性能是一致的，在外部荷載力以及自重作用力的影響，能起到協(xié)調(diào)處理的作用，避免出現(xiàn)錯臺的情況。

3.4 路面加固處理中的應(yīng)用

在公路工程后續(xù)施工中，土工合成材料可以應(yīng)用到加固工程施工中，包括：基層、加筋瀝青面層以及罩面層等。將土工布、土工格柵等材料應(yīng)用到路面施工中，能避免基層受損，此外加筋材料本身有比較強(qiáng)的擴(kuò)散的作用，將材料應(yīng)用到內(nèi)部或者結(jié)構(gòu)層施工中，能減少預(yù)應(yīng)力比例，相應(yīng)的提高路面結(jié)構(gòu)層整體強(qiáng)度和剛度,延緩路面的使用壽命。這相當(dāng)于起到了增厚結(jié)構(gòu)層的作用。

3.5 加減罩面處理中的應(yīng)用

在面層和基層之間，面層施工形式占據(jù)重要的地位，在鋪設(shè)過程中，可以充分利用鋼筋的張拉作用，對結(jié)構(gòu)層以及筋材屬性進(jìn)行分析和應(yīng)用。針對結(jié)構(gòu)層屬性的具體變化，可以適當(dāng)減弱裂縫尖端的集中程度，對擴(kuò)展方向進(jìn)行比對，為了避免出現(xiàn)反射裂縫的情況，應(yīng)用到面層施工的土工合成材料需要以玻璃纖維和土工織物為主，上述材料屬性必須符合公路施工材料的應(yīng)用規(guī)范要求，實際采用的玻纖網(wǎng)網(wǎng)孔尺寸宜為上鋪筑的瀝青面層材料最大粒徑的0.5～1.0倍。采用的土工織物應(yīng)能耐170 ℃以上的高溫。

4 結(jié)束語

近年來我國高速公路建設(shè)取得了突出的成就，在發(fā)展過程中需要考慮到交通量的具體要求，對施工屬性進(jìn)行分析。土工合成材料在公路工程施工中有重要的作用，其應(yīng)用前景比較特殊，在后續(xù)應(yīng)用階段必須對材料的屬性進(jìn)行了解，按照公路工程施工基準(zhǔn)點的要求，將土工合成材料合理應(yīng)用到施工過程中，滿足施工體系的整體要求，進(jìn)而達(dá)到理想的應(yīng)用效果。

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[3] 李鵬.水利工程中土工合成材料的應(yīng)用和施工方法研究[J].江西建材,2015,22(12):143+147.

2016-07-29

張其剛(1986-)，男，貴州貴陽人，工程師，研究方向：交通土建。

U214

C

1008-3383(2016)11-0034-02