土工合成材料在公路中的應用

【摘要】介紹了瀝青路面的優點，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用，指出使用土工合成材料能有效遏制路面裂縫的產生，證明了土工合成材料在道路補強工程中的優異性能。

【關鍵詞】公路工程；土工合成材料；應用

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用。在公路工程中，土工合成材料通常會被應用于地基處理、排水、防護以及加筋等工程環節，其工程效果非常顯著。土工合成材料具有實用性強、成本低、質量輕、強度高以及耐腐蝕等優點。

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構的整體性能。在公路工程施工過程中，將土工合成材料設置在土料、砂石料和地基之間，能夠有效地隔離開半徑不同的沙粒，進而防止沙粒之間的相互混雜，減少砂土的流失，保證材料結構的完整性。

1.2 防護的作用

土工合成材料還具有一定的防護作用，它能夠有效地對某種應力進行分散。 在公路工程施工過程中，通常會使用土工合成材料來進行保溫， 避免結構物因為溫度過低而產生收縮或變形，進而對工程產生危害。 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載過大而造成路面開裂的現象。

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，同時路基的穩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用

2.1 路堤加筋及軟弱地基的處理

在軟弱土地基上進行公路高填土路堤施工時，高填土的側向土壓力會使其表面產生一定的水平剪應力，從而導致堤身向兩側位移，堤身失穩。土工合成材料的路堤加筋作用，能夠有效提高路堤的穩定性，從而減少或調節路堤的不均勻沉降。對于此類加筋工程，通常可在堤身底部鋪設一層或多層的高模量土工網、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，其強度與剛度要比冷拉格柵低，所以比較適合應用于要求較低的公路工程中。近年來公路工程也運用一種高強度的纖維土工格柵，這種土工格柵是由強度高、延伸率低的滌綸或玻璃纖維制成。在織成格柵后，可根據要求來浸漬 PVC 材料等，具有較高的強度及模量。

2.2 臺背路基處理

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，對于臺背的路基填土施工如果處理不好，容易因為剛度差異過大，而造成臺背填土的不均勻沉降，進而產生橋頭跳車現象。土工合成材料在施工過程中的合理應用，能夠將構造物與回填材料構成一個整體，從而減少不均勻沉降的發生，提高公路施工質量。目前在臺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，也可提高路基的穩定性，避免橋頭跳車現象的產生。

2.3 路基防護

路基防護是公路工程的重要施工部分，它包括坡面防護和沖刷防護。 在對土質邊坡進行坡面防護時， 可以利用拉伸網草皮、固定草種布以及網格固定撒種等來進行防護；在對巖石邊坡進行防護時，可以采用土工網或土工格柵來防護；沿河路基進行防護時，可以采用土工織物軟體沉排、土工模袋進行沖刷防護。沖刷防護是保證路基穩定性的重要措施，沖刷防護可采用直接防護的形式，就是對坡岸進行直接加固的方法；另一種是間接防護，也就是改變水流方向、速度等。在路基防護時，通常可采用土工網墊、土工格室、土工格柵等。土工網是一種網狀結構的交叉黏結復合土工材料，其強度要比土工格柵低，但其變形較小，對于進行坡面防護具有一定的效果。土工網墊與土工格室都是三維結構，土工網墊通常是由長絲結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格狀或蜂窩狀三維結構。土工網通常應用于沖刷防護的路基工程中，在應用時，將土工格室打開后可以利用土石、混凝土材料等進行填充，從而形成剛度較大，且側限較大的結構體。土工格室也可以用作墊層，或對軟弱地基進行處理，其施工、運輸都較為方便。

2.4 排水

在公路工程中排水施工非常關鍵，它是保證公路結構整體穩定性的重要措施。 土工合成材料在公路防排水施工中的應用，可以有效改善與提高結構的排水能力。 在公路工程中，通常可將土工合成材料當作排水體和過濾體進行應用，主要應用于暗溝、滲溝等結構物中，常見的應用材料有土工復合材料、土工模袋等，是增強公路排水性能、保證公路穩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，應用時可將混凝土或砂灌入模袋之中，使其成型，形成具有一定強度及透水性的結構，通常可應用在地基或護坡中。 土工模袋的應用要比設置泄水孔方便，且具有較強的反濾及排水效果；土工復合排水材料通常采用薄形的土工織物進行包裹，其芯材可以采用不同的材料。這種復合土工材料不僅可以提高土工織物的排水性能，也可有效避免細小顆粒進入排水結構內部，造成排水通道阻塞。復合土工排水材料主要可應用在路基路面的縱橫向排水系統中，也可應用在支擋結構墻后的反濾排水系統中。

結語：

目前，土工合成材料在公路工程中的應用廣泛，具有較好的應用前景。雖然在公路工程中土工合成材料的應用時間相對較短，仍然缺少一定的經驗，但應該認識到土工合成材料的工程優點，通過不斷地分析試驗來提高土工合成材料的應用效果， 從而提高土工合成材料應用的科學性。

參考文獻：

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[2]葛勇.淺談土工合成材料在路基中的應用[J].交通科技，2011（S1）.