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，對土工格柵在公路工程中的應(yīng)用作一簡要分析，并對各應(yīng)用施工中的質(zhì)量控制措施進行闡述。

關(guān)鍵詞：公路工程；土工格柵；應(yīng)用；施工

中圖分類號：U415 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-864X（2016）03-0126-02

當(dāng)前，我國正處在經(jīng)濟增速較快的時期，道路的交通量日益增長，對道路的施工質(zhì)量、行車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，延長使用壽命，是公路施工設(shè)計相關(guān)人員研究的一個重要課題。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。對不同原材料合成的土工格柵來說，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)點與筋肋形成整體，單根肋筋的強度和節(jié)點強度匹配較好，整體強度較高，所以較多應(yīng)用于路基強度的加強工程中。而玻璃纖維土工格柵因經(jīng)過優(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度，低延伸率，耐高溫性，可防止道路反射裂縫、龜裂、網(wǎng)裂、車轍等病害的發(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；格柵的孔眼對填料形成“鎖定”作用，阻礙填料的活動，增大填料間的摩擦系數(shù)；并且土對格柵肋條起著被動阻抗作用。這些限制使填料能夠得到更好的壓實，將土工格柵和填料變?yōu)橐粋€整體結(jié)構(gòu)，獲得更大的承載力，提升整體強度。

（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）抗拉強度高、延伸率低、變形小。

土工格柵是通過特殊的工藝，使聚合物的長鏈碳氫分子沿拉伸方向重新排列成直線，分子鏈間的聯(lián)結(jié)力大大加強，因此，土工格柵的抗拉強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應(yīng)用工程及施工技術(shù)

從眾多的工程實踐經(jīng)驗可以看出，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度、抗車轍能力明顯高于未使用土工格柵的公路，不僅延長了道路養(yǎng)護維修的間隔時長，也提高了道路質(zhì)量等級。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)來做邊坡防護工作，不僅更易使植被蔓延攀爬，而且也降低了各項工程造價。

（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度時，大多設(shè)計土工格柵與砂墊層或填土層共同作為一層，這樣的設(shè)計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度的施工要點：

在地基上鋪設(shè)一定厚度的砂礫墊層，人工配合機械整平后，用25T的振動壓路機靜壓兩遍。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米用鐵絲進行穿插連接。對鋪設(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度不小于3米。當(dāng)土工格柵鋪設(shè)位置與路基沉降觀測樁位置沖突時，可將土工格柵利用剪刀將剪開適當(dāng)長度，繼續(xù)鋪設(shè)并用塑料扣將沉降觀測樁外側(cè)剪開的部位再度連接。鋪設(shè)多層土工格柵的，在第一層土工格柵鋪好后，開始填設(shè)第二層中（粗）砂，填筑按“先兩邊，后中間”的原則對稱進行，嚴禁先填路堤中部。平整靜壓兩遍后方可進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開設(shè)置，錯開長度不宜小于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)路堤填土高度進行設(shè)計。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，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、中部平臺和頂部各鋪設(shè)3層。對填土高度大于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)域之間形成一個緩沖區(qū)， 減少應(yīng)力突變對瀝青面層的破壞，同時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)生過度變形而開裂。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，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，將材料縱向展開拉緊，每隔10 至15m分段釘一個鋼釘固定。縱向搭接時將后一端壓在前一端端部之下，長度為15cm-20cm，橫向搭接長度需大于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作適度碾壓確保土工格柵與底層有良好的粘接。攤鋪時若遇到彎道，可把彎道內(nèi)側(cè)的土工格柵裁開，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)過多年的荷載及自然沉降，已經(jīng)完成工后沉降達到穩(wěn)定狀態(tài)，但是新填筑路基沉降量較大還未達到最終壓實狀態(tài)，因此土體強度不一，必然會產(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裂的隱患點。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，應(yīng)先清除腐殖土等軟弱土層，并按施工設(shè)計要求在老路基上挖設(shè)寬度大于1.0m，有一定內(nèi)傾斜坡的臺階，壓實并檢查后在每層臺階底部鋪設(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%的伸長鋪向新路基，施工方法同上文。為了提高改擴建公路的等級，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)詳細敘述。

三、結(jié)語

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)，能將周圍土體鎖嵌在孔內(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)用在舊路改擴建工程、路基整體強度的加固工程中，也在防止裂縫、坑槽、車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。在各項工程中，施工設(shè)計人員必須依據(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優(yōu)勢，合理選擇相應(yīng)材料的土工格柵，并嚴格規(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：

[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)計及應(yīng)用方法[J]. 黑龍江科技信息. 2008（35）