公路土工合成材料施工技術的研究與應用

王婧

摘要：當前公路路面主要結構形式之一就是半剛性基層，這種結構有著諸多優點，比如高強度、良好的水穩性、較大的剛度、不容易變形等，但是同時也容易出現裂縫等問題。土工合成材料在改善路面裂縫等質量問題上能夠發揮良好的效果，當前已經得到了廣泛的應用。土工合成材料類型分為多種，在實際施工中需要根據具體情況合理選用土工合成材料。

關鍵詞：公路工程;土工合成材料;施工技術

1?土工合成材料介紹

土工膜袋、土工網、土工網墊、土工格柵等都屬于土工合成材料。在制造土工合成材料時，首先需要加工聚合物原料，使其形成絲、短纖維、紗或條帶，然后將其連結制作形成平面結構。有紡土工織物和無紡土工織物是按照制作方法分成的兩大類土工織物材料，兩者排列形式存在一定不同之處。有紡土工織物交織的方式為正交或斜交的經線和緯線，而無紡土工織物是定向隨意排列然后加工形成的。土工織物的連結方式主要包括三類，分別為化學聯接、熱力聯接和機械聯接。

重量輕、連續性好、施工方便、抗拉強度高、耐腐蝕、抗微生物等都是土工織物突出的特點。由于土工合成材料的抗拉力學性能較好，尤其是土工布和土工格柵，可以在工廠批量生產，質量便于控制，當前在土木工程各個領域中已經得到了較為廣泛的應用。

土工布在公路工程中主要用以路面罩面的形式應用，可以將路面發射裂縫發生的概率降低，有助于反射裂縫發生和發展的控制。在公路工程軟土路基中，利用土工格柵還能夠達到快速固結地基、地基承載力優化的效果。

2?土工合成材料的基本功能

隔離、加強、排水、過濾是土工合成材料的最為基本的四個功能。在公路工程中，土工材料廣泛地應用于路基排水、防護、裂縫防治等工作中。不同的材料的性能存在一定差別，但是其基本功能相差不大。

2.1?隔離功能

在不同材料的交界面鋪設土工合成材料能夠達到隔離的作用，避免這些材料相互摻雜。通過設置土工合成材料，能夠實現擴散應力的作用，從而均勻控制地基土沉降量，為地基排水固結創造有利條件。

2.2?加強功能

在地下鋪設土工合成材料能夠實現材料和土層摩擦力的增強，進而將拉伸強度提高。通過鋪設土工合成材料，能夠約束材料變形，增加土工合成材料復合體在外表上層的強度，達到下沉效果抑制的作用。

2.3?排水功能

多孔隙透水是土工材料的特點之一，在土體內部埋設土工合成材料能夠借助材料的平面滲透性將土體中的水分排出，讓內部水沿著垂直于平面的方向流動。

2.4?過濾功能

相比于過去天然骨料過濾層，土工合成材料的過濾排水作用、功能形態都有著很大的改善。土工合成材料可以利用被過濾土層中形成的濾餅層打到過濾的效果而不是利用自身的透水性進行過濾。換言之，土工合成材料并不需要自身具備較強的透水性，通常只要是相鄰土透水系數的十倍就可以滿足工程過濾功能的要求。

3?土工合成材料在公路工程中的應用

3.1?路堤加筋及軟弱地基的處理

如果公路所在地區為軟土地基，那么在高填土路堤施工中會導致表面受到側向土壓力的影響出現水平剪應力，進而可能發生路堤位移、失穩等不良現象。通過在路堤中使用土工合成材料可以利用加筋作用將路堤的穩定性有效提高，從而將路堤不均勻沉降問題大大減小。通常可以在堤身底部鋪設土工合成材料完成加筋工程施工。其中土工格柵嵌入到土體中能夠緊密貼合土體，利用自身較高的強度以及材料和土體的膜材料實現路堤或者軟弱地基強度優化的效果。熱熔擠壓方法也是制作土工格柵的一種常用方法，和冷拉格柵相比，熱熔擠壓方法制作的格柵各項性能有所降低，所以在質量要求較低的公路工程中可以應用熱熔擠壓土工格柵。近些年土工格柵材料也在不斷改進創新，當前有一種纖維土工格柵主要是由滌綸或者玻璃纖維制作而成，有著較強的強度和較低的延伸率，在公路工程中可以發揮良好的效果。

3.2?臺背路基處理

橋涵、隧道等是公路工程建設中常見的構造物，在此類建筑物修建時如果沒有合理處理臺背路基填土很容易導致剛度出現較大的差異，進而導致臺背出現不均勻沉降的問題，久而久之，路橋結構穩定向降低，橋頭跳車問題嚴重。在臺背路基處理中合理地應用土工合成材料能夠將回填材料和構造物形成一個整體，將不均勻沉降問題發生的概率大大降低，從而將公路工程的施工質量提升。當前土工泡沫聚苯乙烯塊是公路工程臺背路基施工處理中常用的材料，它能夠填筑或者換填臺背路基材料，可以將路基的自重大大減小，有助于路基穩定性的改善，降低發生橋頭跳車的現象。

3.3?路基防護

公路工程中路基是非常重要的一部分內容，路基防護主要包括兩方面內容，一是沖刷防護，二是坡面防護。對于土質坡面的防護措施常用的包括拉伸網草皮、固定草種布以及網格固定撒種等;在防護巖石邊坡時常常采用的防護方式包括土工網或土工格柵;在防護沿河路基時常常采用的防護方式為土工織物軟體沉排、土工模袋。通過沖刷防護能夠將路基穩定性提升，通常可以采用直接加固的方式急性坡岸的沖刷防護。另一種間接防護主要是將水流的方向、速度等進行干預。當前土工網墊、土工格室、土工格柵等都是常見的路基防護措施。土工網比土工格柵強度低，但是有著更小變形量，所以此類交叉粘結的復合土工材料在坡面防護中得到廣泛地應用。在路基沖刷防護工程中應用土工網需要配合填充土石、混凝土材料等，將其剛度和側限提升，保證結構整體的穩定性。

3.4?排水

排水是公路工程中非常關鍵的一項工作，其直接影響著公路結構整體穩定性。在公路防排水施工中，土工合成材料能夠將結構的排水能力改善和提升。將土工合成材料應用于公路工程中能夠充當排水體和過濾體，當前土工復合材料、土工模袋等常常在暗溝、滲溝中應用，是公路穩定性提升、路基排水性能優化的常用方法。