加寬土工格柵加筋施工技術在公路路基中的應用

杜綠艷 河南恒通工程監理咨詢有限公司

一、土工格柵材料性能研究

（一）土工格柵材料的選擇

在新老路基施工中，為降低舊路面裂縫對新部路面的影響，應選擇抗拉強度高的土工格柵材料，把握材料的力學特征，包括延伸率、頂破強度等。一般來講，土工格柵如果是正六邊形，具有相對均勻的受力，選擇對稱性好的材料，能夠防止反射裂縫的產生。格柵約束層網孔能夠阻攔一些雜料的進入，顆粒材料的壓實作用大大增強，不同路面材料不會相互摻雜，能夠約束非均勻分布的局部外力，高摩阻力產生的高抗拉強度，能夠提升結構層材料的剪切強度，具有良好的使用效果。在路基施工中，使用土工格柵加筋，應用的較為廣泛，能夠實現良好的加筋效果。

（二）土工格柵半剛性材料性能

半剛性基層瀝青路面的力學性能較好，廣泛應用于公路施工中，在交通量增大的情況下，由于荷載的加大，半剛性基層的脆性明顯，存在的缺陷延伸到面層，形成的反射裂縫會對路面的強度造成較大的負面影響。土工格柵加鋪到路面后，能夠與路面材料相互融合，格柵表面與混合料摩擦，在物化作用下，混合料能夠阻抗格柵肋條，形成一定的抗力。鋪筑碾壓土工格柵時，土工格柵的網孔中會嵌擠路面材料，混合料的側向位移被三種材料充分約束。

路面材料具有一定的疲勞特性，即如果外界應力大于材料極限強度，在反復作用下，由于長時間的累積，自身性能會遭到較嚴重的破壞。加格柵梁的疲勞壽命大于未加格柵梁的疲勞壽命，能夠將集中的應力進行擴散，提高路面的抗疲勞特性。將土工格柵加鋪在半剛性基層底部，基層疲勞裂縫的擴展速度能夠明顯延緩，同時，材料的臨界應變能力也會增加，對于施工周期長的工程，效果更加明顯。加入土工格柵，能夠實現材料脆性向延性的有效過渡，延性有效提升，剛性基層疲勞次數得多延長。

二、加鋪土工格柵路面結構理論

路基加寬施工中，縱向裂縫往往是由不均勻變形產生的，新的結構層存在于瀝青路面中，土工格柵在豎直方向上具有較大的剛度，而基層底面的水平方向會呈現出彎拉現象。將土工格柵加鋪在有裂縫的路面，能夠發揮較大形變能力的特點，減小車輪中心最大彎沉值，降低路面水平方向變形量，分散裂縫處基層底面的應力，避免出現集中現象，減少反射裂縫。同時，土工格柵能夠與路面材料實現良好的嵌鎖，提高抗剪切能力，承載性能也明顯增強，保障斷面的堅固程度。

將土工格柵加鋪在新舊結合處頂面，基底層拉應力會明顯減小，吸收水平方向的位移，降低土體性質不同帶來的差異現象，從而使新舊土體的整體性能得到提升，避免材料出現過早開裂的問題。土工格柵模量變化影響著實際的加筋效果，增加土工格柵模量，會減小基層底面拉應力，基層底面剪應力變化不明顯，同時彎沉也趨向于穩定，因此，施工時，可以盡量選擇較大的土工格柵材料。

三、工程概況

某公路路段平坦，總長度為5km，設計標準為雙向四車道，13m 為原有道路單幅路面的寬度，經決定采取經土工格柵加筋方式進行雙側擴寬，使用材料為塑料土工格柵、上層土工格柵和底層土工格柵，希望能夠實現既定的效果。

四、土工格柵加筋應用技術參數

（一）彈性模量與沉降量

彈性模量直接影響著土工格柵加筋施工質量，因此，需要在反復測量與分析的基礎上，得出最佳的彈性模量，有效控制新老路基沉降量，使誤差處于最小范圍內。本文對5 個彈性模量參考進行了測試：選取0.1GPa、0.5GPa、1GPa、1.5GPa 和2GPa5 個彈性模量進行測試，得出路基的最大沉降量，目的在于得出最合適的彈性模量，表1 為路基加寬沉降量和土工格柵彈性模量變化關系。

結合表中數據，土工格柵彈性模量在0.5～1GPa 之間的時候，新老路基與其變化呈現出正比關系；增加到2GPa 時候，最大沉降量變化不明顯，因此，1GPa 為最佳彈性模量。彈性模量過小或大，都不能滿足路基沉降量的標準，沉降現象得不到有效控制，會增加施工成本，降低施工效果。

（二）彈性模量與橫坡比

橫坡比是施工中的重要參數，與最終的路基質量聯系緊密，在最佳范圍內，路基的強度能夠得到有效控制，表2 為橫坡比與土工格柵彈性模量的關系。

對比之后可以得出如下結論，在0.5GPa～1GPa 的土工格柵彈性模量下，橫坡比呈現出下降趨勢，因此，1GPa 為土工格柵最佳彈性模量。

表2 橫坡比與土工格柵彈性模量關系

五、加寬土工格柵加筋施工技術應用優化

（一）施工準備

施工前的準備工作包含以下內容：第一、測量與放樣工作的科學性。按照設計圖紙的要求，對加寬路段路基橫斷面的遠處地表高程進行復核，保證兩者的一致性，不存在明顯誤差；如果與標準不符，監理工程師應及時復測，使地表高程與實際情況相符合，為后期施工的順利進行奠定基礎。第二、對場地進行平整，壓實地面，保證不出現坑槽、松散等現象，需要注意的是，必須選擇最佳的土工格柵材料，對新老路基的沉降量進行控制，為后續施工奠定基礎，滿足施工的需求。

（二）鋪設加筋土工格柵

結合施工設計方案的細節，找出土工格柵中加筋網孔，對其截面和尺寸等進行確定，按照規定要求鋪設加筋土工格柵。一般采取人工鋪設的方式，根據實際的地形與地質情況，按照從下到上的順序進行，先鋪設坡腳位置，然后向基床表層移動，鋪設間距一般控制在0.6m，如果鋪設地段路基填高在4m 以上，1.2m 為常見的鋪設間距，順序不變。在路基加寬的時候，對于較為平緩的地勢，應全面徹底清理施工地段的地表，根據工程的規模大小，確定加寬的具體方向，最終選擇出最佳的施工方式，循序漸進的鋪設墊層和土工格柵。

（三）鋪設底層土工格柵

在鋪設地層的時候，應確定出具體的鋪設位置，經過合理設計，對需要鋪設的范圍進行標示，之后保持鋪設的土工格柵能夠平整，路基與土工格柵兩側的寬度一致。連接底層土工格柵一般選擇縫接法，使用性能較強的聚丙烯，固定土工格柵一般使用“U”形釘，使土工格柵能夠順直，不出現扭曲現象，20m 為搭接的最小寬度，使搭接質量得到有效保障。滾填土方一般遵循“先兩邊，后中間”的順序，在土工格柵鋪設后進行，土面上為性能達標的卸載填料，碾壓使用型號規格合適的壓路機，實現填料的有效碾壓，與土方壓實要求相符。

（四）鋪設上層土工格柵

完成底層施工后，并且各項指標達到要求后，可以鋪設上層土工格柵，鋪設方式、連接方式、間距控制等與底層施工大致相同，需要注意的是，以填土層頂面的實際寬度，對土工格柵面積進行針對性的調整，保證上層土工格柵的寬度可以和填土層頂寬一致。按照規定標準，對實際土方填筑厚度進行嚴格控制，與路基加寬的要求相符合。

（五）質量檢測與驗收

在檢測路基承載力的時候，一般分為貝克曼梁測試與落錘式彎沉儀檢測兩種方式，后者的精確性更強，能夠有效檢測出土工格柵對路面結構的整體剛性及承載能力。使用落錘式彎沉儀，詳細記錄原路面裂縫位置，對裂縫的反射情況預測，結合彎沉盆曲線與曲率半，大大提升測試的精確性。另外，在加快新舊路時候，使用落錘式彎沉儀也能夠起到良好的效果，分析新舊交替處彎沉盆曲線的過渡情況，判斷出土工格柵在均衡應力方面的效果。完成土工格柵鋪設以及土方填筑施工后，應繼續進行后續的質量檢查和驗收工作（表3 為具體驗收標準）。應重視細節處理，對整個項目流程進行優化，橫向搭接寬與縱向搭接寬度的最小值分別為5cm和16cm，將誤差控制在最小限度內，根據項目的實際情況，調整具體的數值，使項目整體施工質量得到有效保障。

表3 土工格柵施工質量驗收標準

六、結語

綜上所述，公路路基加寬施工過程中，土工格柵加筋技術應用得較多，能夠有效銜接新老路基，使結構能夠有效相容，提高施工的便利性。實際施工中，需要將較強的外界作用力施加到土層中，降低路基的沉降現象，使整個公路路基加寬質量得到有效保障。必須明確土工格柵加筋技術的原理，對整個施工流程進行控制，樹立規范的施工意識，根據制定好的設計方案，對材料、工藝、人員等整合，提升路基加寬施工的科學性與有效性，服務于交通運輸事業的發展。