论土工合成材料在施工中的应用

维普资讯 http://www.cqvip.com 第３４卷第２５期　．３４　ＮＯ．２５　２　０　０　８年９月　山　西　建　筑　Ｖｏ１ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｓｅｐ．２００８　・１８７・　文章编号：１００９．６８２５（２００８）２５．０１８７．０２　论土工合成材料在施工中的应用　武春娥　摘要：通过高速公路施工中土工合成材料的应用，进一步阐述了新型材料在公路施工领域的广泛用途，总结了土工合　成材料具有加筋、隔离、防护、防渗、过滤和排水六种功能，并指出在使用时应符合因地制宜、合理取材、有利施工、方便养　护的原则，使其在公路施工中发挥最佳功能。　关键词：土工合成材料，施工，应用　中图分类号：ＴＵ５２１　文献标识码：Ａ　土工合成材料是用于岩土工程和土木工程的聚合物材料或　将产生一个轴向力，起着限制土体侧向变形的作用，相当于在土　聚合物工程材料，是以人工合成的聚化物为原料制成的各种类型　中增加了一个侧向应力，使土的强度提高。　的产品。从２０世纪７０年代起，土工合成材料开始应用于公路、　１．２摩擦加筋原理　铁路、隧道、海港、机场、水利等工程，应用领域越来越广，产品种　筋材与土的摩擦是加筋土的一个重要性质，筋材与土相互摩　类也越来越多。目前，土工合成材料在我国公路工程中，已经广　擦，作用机理较为复杂，它与筋材的类型、变形特性、形状长度和　泛应用于软基处理、道路翻浆防治、边坡稳定、护岸护坡、隧道防　土的性质及上覆压力等密切相关。由于摩擦加筋原理概念明确、　护、支挡结构等方面，解决了大量的工程问题。土工合成材料的　简单，在加筋土挡墙的试验中得到了较好的验证。因此在加筋土　功能综合起来具有加筋、隔离、防护、防渗、过滤和排水六种功能。　的实际工程中，特别是加筋土挡墙工程中得到广泛的应用。在加　在省内各高速公路的施工中，大量采用了土工合成材料这种新型　筋土挡墙中，墙体由于受土体的推力产生破坏时，下滑土棱体的　材料。　自重产生的水平推力对每一层拉筋形成拉力，欲将拉筋从土中拔　１加筋功能　出，而下滑土棱体外的土体与筋带的摩擦阻力阻止拉筋被拔出。　在路基填筑施工上，半填半挖部分以及填挖结合部分采用埋　如果每一层拉筋与土体的摩擦阻力都能抵抗相应的土推力，则墙　置土工格栅的方法，防止路基沉降。土工合成材料置于土体之　体不会出现下滑土棱体的滑动面，加筋土体的内部就会稳定。拉　中，可以扩散土体的应力，传递拉应力，增加土体与筋材之间的摩　筋的工作类似于通过筋带结构锚固在稳定土体中，从而保证挡墙　阻力，限制土体侧向位移，提高土体及有关构造物的稳定性。在　的稳定。　我们现在的许多高速公路施工当中，可将土工织物、土工格栅、土　２隔离功能　工网铺设于软土地基和路堤之间，加筋软土路堤，保证路堤的稳　土工合成材料能够把两种不同粒径的土、砂、石料或把土、　定性，可利用土工格栅构筑加筋陡边坡路堤，增强路堤稳定性和　砂、石料与地基或其他构造物隔离开来，以免相互混杂，失去各种　节省用地；可采用土工格栅和复合加筋带构筑加筋土挡墙，采用　材料和结构的完整性，或发生土粒流失现象。在高速公路施工　土工格栅和土工织物构筑加筋土桥台；可将土工格栅和土工网铺　中，隔离往往和加筋、过滤排水联系在一起。可采用土工织物和　放于桥头，填挖交界处、新老路基结合部位，以防止和处理路基不　土工膜用于路基与软弱地基之间的隔离层；可用于公路基层碎石　均匀沉降；采用土工格栅和土工网与桥台背联，分层铺放对台背　与路基或地基之间，在水中抛填土石方，将土工织物铺设在水下　填土进行加筋，减少或消除桥头跳车，可采用土工织物和玻纤网　泥面之上起隔离层作用等。　铺设于沥青面层底部及反射裂缝的发展，防止路面裂缝。　３　防护功能　在土体中放置了筋材，构成了土一筋材的复合体。由于土的　抗拉抗剪性能差，在土体中加筋，以筋材为抗拉构件，与土产生了　土工合成材料对土体或水面可起到防护作用。可采用土工　相互的摩擦作用，限制其上下土体及土体的侧向变形，等效于给　垫、纤维网布用于土质路堤边坡和路堑边坡的防护；可采用土工　土体施加了一个侧压力增量，从而增强土体内部的强度和整体　膜袋进行路基边坡的冲刷防护；可将土工格栅或土工网同锚杆结　合防护路堑边坡等。　性，提高土体的抗剪强度，根据迄今为止的研究结果，筋土问相互　作用的基本原理大致可归纳为两大类：１）准粘聚力原理；２）摩擦　４防渗功能　加筋原理。　土工合成材料在公路工程中可以防止水分渗漏，保护环境和　１．１准粘聚力原理　构造物的安全。可采用复合土工膜，对湿陷性黄土地区的涵洞和　这一原理是根据以砂土和水平布置一层或多层筋材的加筋　通道的基底进行防渗；在膨胀土和湿陷性黄土地区，可进行路基　砂土三轴试验结果分析而提出的。　边沟和中央分隔带的防渗处理；可用于隧道洞顶的防渗措施，也　加筋土结构可以看成是各向异性的复合材料，一般情况下拉　可以用于土石坝的防渗斜墙和修筑的施工围堰。　筋的弹性模量远远大于土的弹性模量，拉筋与土共同作用，使得　５过滤功能　加筋土的强度明显提高。砂土试样在单轴压力下受到压密，土样　土工合成材料可置于土体表面或相邻土层之间，可以有效地　侧向在侧压力作用下发生侧向应变。如在土中布置了拉筋，由于　阻止颗粒通过，从而防止由于土颗粒过量流失而造成土体的破　拉筋对土体的摩擦阻力，当土体受到垂直应力作用时，在拉筋中　坏。同时允许土中的水或气体自由排出，以免由于孔隙水压力升　收稿日期：２００８．０４．２１　作者简介：武春娥（１９８０．），女，助理工程师，山西路桥集团国际交通建设工程有限公司，山西太原０３０００６　维普资讯 http://www.cqvip.com

第３４卷第２５期　・１８８・　２　０　０　８年９月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｖ０１．３４　Ｎｏ．２５　Ｓｅｐ．　２００８　文章编号：１００９—６８２５｛２００８｝２５—０１８８—０２　谈ＧＴＭ沥青混合料设计方法及在施工中的问题　王胜利　摘要：通过阐述ＧＴＭ设计方法的原理，沥青混凝土配合比设计的选定，就如何控制施工质量进行了探讨，提出了施工　中应注意的问题，指出只有通过认真研究路面生产过程中关键环节的质量控制技术，才能提高路面施工质量。　关键词：沥青混合料，配合比设计，质量控制，施工　中图分类号：ＴＵ５３５　文献标识码：Ａ　美国工程兵旋转压实剪切试验机（Ｇｙｒａｔｏｒｙ　Ｔｅｓｔｉｎｇ　Ｍａｃｈｉｎｅ，　合料的抗剪强度大于其所受的剪应力，同时使混合料的应变控制　简称ＧＴＭ），用于沥青混合料的配合比设计。目前，国内某省进　在适当范围之内。ＧＴＭ试验方法采用应力应变原理进行设计，　行了部分路段和大修罩面的施工，使用效果明显，对解决车辙、水　试验时在一定的压力下对试件揉搓旋转成型，其对试件的作用和　损害等路面早期病害取得了良好的效果。根据在某省高速公路　汽车轮胎与路面的作用力十分相似，并且在旋转成型过程中减少　施工中采用ＧＴＭ设计的沥青混凝土施工经验，现将一些具体要　了骨料的破碎。同时，它与公路实际情况联系更紧密，不仅充分　求和注意事项简述如下。　模拟了公路实际行车荷载的作用，从而确定沥青路面的最终密度　及最佳用油量，使设计出的沥青路面的材料抗剪强度大于荷载作　用下所产生的剪应力，从根本上解决车辙等路面早期病害问题，　１　ＧＴＭ设计方法　１．１设计原理　ＧＴＭ最初是美国工程兵团为解决重型轰炸机跑道容易破损　的问题而专门研究开发的，２０世纪９０年代被应用于重交通沥青　而且在设计沥青混凝土时根据每条公路的情况选择不同的设计　压强，从而使设计的沥青？昆凝土更加合理。　路面材料设计和路面结构中，现已被公认为是解决柔性路面材料　１。２沥青混凝土配合比设计的选定　沥青混凝土采用三阶段设计，即目标配合比设计、生产配合　配合比设计与质量控制问题的有效手段。它把压实试验机、剪切　试验机和车辆模拟机合并成一台试验机，其结果更接近实际情　比设计、生产配合比验证。在目标配合比设计时，应考虑沥青路　面在运营状态下有如下功能要求：高温抗车辙性能、低温抗裂性　况。它模拟现场受力情况对试件进行充分的揉搓旋转压实、，降低　抗滑性能、耐久性能、防渗漏性能。　沥青膜厚度，并根据轮胎与路面的实际接触压强来设定试验时的　能、垂直压强，以确定合乎要求的沥青混凝土的配合比，使生产的混　高而造成土体的失稳等不利后果，对存在地下渗流水的湿软挖方　１）配合比设计原则：　土工合成材料本身具有一定的过滤与排水功能，用于过滤和　路段，可在路面底基层下铺设一层土工膜，并在垫层下再铺设土　排水多为增强和改善过滤结构和排水结构的过滤排水能力，往往　工织物滤层，以排除地下渗流水；可采用土工织物铺设于冻融翻　与其他材料共同形成良好的排水体和过滤体。用于过滤的土工　浆路段治理道路翻浆，可采用土工织物包裹碎石形成排水暗沟、　合成材料宜采用无纺土工织物，其过滤体应满足挡土、保持水流　渗沟的过滤层；可用于土石坝或堤坝内的各种排水体的过滤层和　畅通和防止淤堵三方面的要求。用于排水的土工合成材料可采　挡土墙背后回填土排水系统的过滤层等。　用无纺土工织物、塑料排水板、带用钢圈和滤布以及加强合成纤　６排水功能　土工合成材料可以在土体中形成排水通道，把土中的水分汇　集起来，沿着材料的平面排出体外。可采用塑料排水板处治软土　维组成的加筋软式透水管等。　土工合成材料作为一种新的材料已经在我国的高速公路建　设中被广泛应用，由于其品种多，选用基材复杂，制造方式也千差　我们在使用时应符合因地制宜、合理取材、有利施工、方便　地基，排除地基固结水；将软式透水管平打入路堑边坡中，排除边　万变，使其在公路施工中发挥出最佳功能。　坡内积水，也可用于中央分隔带排水和挡墙墙背排水；可采用土　养护的原则，工织物埋设在路基冬季最大聚冰层位置治理季节性冻融翻浆，土　工合成材料单独使用时的排水能力是有限的，需同其他排水材料　参考文献：　［１］黄广忻，杨建军．土工合成材料在沥青路面施工中的应用　［Ｊ］、山西建筑，２００７，３３（２）：２７１—２７２．　与结构配合形成完整的排水体和排水系统。　Ｏｎ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅａｒｔｈｗｏｒｋ　ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　、＾，ＵＣｈｕｎ－ｅ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅａｒｔｈｗｏｒｋ　ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ａｕｔｈｏｒ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ　ｔｈｅ　ｅｘｔｅｎｓｉｖｅ　ａｐｐｂ—　ａｔｉｃｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｎｅｗ　ｍａｔｅｒｉｌ　ｉａｎ　ｔｈｅ　ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ　ｓｉｘ　ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅａｒｔｈｗｏｒｋ　ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　ｍａｔｅｒｉｌ　ｓｕｃｈ　ａａｓ　ｔｈｅ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅ－　ｍｅｎｔ，ｔｈｅ　ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｄｒａｉｎａｇｅ，ｔｈｅ　ｉｓｏｌａｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ａｎｔｉ—ｓｅｅｐａｇｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，ａｎｄ　ｐｏｉｎｔｓ　ＯＵｔ　ｔｈｅ　ａｐｐｆｉａｔｉｃｏｎ　ｐｒｉｎｏｐｌｓ　ｗｈｉｃｈ　ａｌｅ　ｔｈｅ　ｅａｄａｐｔａｔｉｏｎ　ｔＯ　ｌｏｃａｌ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅ　ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ　ｄｒａｗｉｎｇ　ａｔｅｒｍｉｌｓ，ｔｈａｔａ　ｉｓ　ｂｅｎｅｆｉｃｉｌ　ｔＯ　ｔｈｅ　ａｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｔｈａｔ　ｉｓ　ｅａｓｙ　ｔＯ　ｍａｉｎｔａｉｎ，ｗｈｉｃｈ　ＩＩｌ　ｔｈｅ　ｅａｒｔｈｗｏｒｋ　ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　ｍａｔｅｒｉｌ　ｐｌａａｙ　ｔｈｅ　ｂｅｓｔ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｅａｒｔｈｗｏｒｋ　ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　ｍａｔｅｒｉｌ，ｃｏｎｓｔａｒｕｃｔｉｏｎ，ａｐｐｌｉａｔｉｃｏｎ　收稿日期：２００８—０４—２８　作者简介：王胜利（１９８３一），男，助理工程师，中铁四局天津分公司，天津３０００００