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【摘要】介绍了沥青路面的优点,简述了土工合成材料的主要品种和特性,并从土工合成材料的选择、施工工序和基本要求等方面,阐述了土工合成材料在沥青路面施工中的应用,指出使用土工合成材料能有效遏制路面裂缝的产生,证明了土工合成材料在道路补强工程中的优异性能。
【关键词】公路工程;土工合成材料;应用
土工合成材料是一种以高分子聚合物和玻璃等为主要原料制成的相对新型的施工材料, 在公路、铁路、 建筑工程中都得到了广泛的应用。在公路工程中,土工合成材料通常会被应用于地基处理、排水、防护以及加筋等工程环节,其工程效果非常显著。土工合成材料具有实用性强、成本低、质量轻、强度高以及耐腐蚀等优点。
1、土工合成材料的作用
1.1 隔离的作用
土工合成材料具有较好的隔离作用,能够较好地维持各种施工材料及结构的整体性能。在公路工程施工过程中,将土工合成材料设置在土料、砂石料和地基之间,能够有效地隔离开半径不同的沙粒,进而防止沙粒之间的相互混杂,减少砂土的流失,保证材料结构的完整性。
1.2 防护的作用
土工合成材料还具有一定的防护作用,它能够有效地对某种应力进行分散。 在公路工程施工过程中,通常会使用土工合成材料来进行保温, 避免结构物因为温度过低而产生收缩或变形,进而对工程产生危害。 也可利用土工合成材料来分散车辆对路基的荷载, 从而有效减少了因负载过大而造成路面开裂的现象。
1.3 滤层的作用
滤层的作用也是土工合成材料的功能之一。在公路工程施工过程中,可以将土工织物设置在相邻两土层之间,这样可以有效防止砂土流失,也可提高沙粒的透水性能,起到了良好的滤层作用。这时候的土工合成材料能够较好地替代原来的砂石、砾石等滤层,不仅过滤效果非常明显,同时路基的稳定性也能得到显著提高。
2、土工合成材料在公路工程中的应用
2.1 路堤加筋及软弱地基的处理
在软弱土地基上进行公路高填土路堤施工时,高填土的侧向土压力会使其表面产生一定的水平剪应力,从而导致堤身向两侧位移,堤身失稳。土工合成材料的路堤加筋作用,能够有效提高路堤的稳定性,从而减少或调节路堤的不均匀沉降。对于此类加筋工程,通常可在堤身底部铺设一层或多层的高模量土工网、土工格栅以及土工垫等。土工格栅是在挤压成型的聚合物板上打孔,然后进行单向或双向的冷拉,将打孔拉成长孔或方孔,这种较大的孔眼能够嵌入到土体中与土体紧密贴合, 不仅可提高本身的强度,也可因其与土体的咬合而增加摩擦力,是一种非常理想的加筋材料。还有一种土工格栅是采用热熔挤压方法制作而成的,其强度与刚度要比冷拉格栅低,所以比较适合应用于要求较低的公路工程中。近年来公路工程也运用一种高强度的纤维土工格栅,这种土工格栅是由强度高、延伸率低的涤纶或玻璃纤维制成。在织成格栅后,可根据要求来浸渍 PVC 材料等,具有较高的强度及模量。
2.2 台背路基处理
在公路工程施工过程中,修建桥涵、隧道等建造物是非常常见的。但在修建这类建造物时,对于台背的路基填土施工如果处理不好,容易因为刚度差异过大,而造成台背填土的不均匀沉降,进而产生桥头跳车现象。土工合成材料在施工过程中的合理应用,能够将构造物与回填材料构成一个整体,从而减少不均匀沉降的发生,提高公路施工质量。目前在台背路基施工处理过程中,比较具有代表性的土工合成材料是土工泡沫聚苯乙烯块,它可以作为台背路基的填筑或换填材料,不仅可有效减少路基的自重,也可提高路基的稳定性,避免桥头跳车现象的产生。
2.3 路基防护
路基防护是公路工程的重要施工部分,它包括坡面防护和冲刷防护。 在对土质边坡进行坡面防护时, 可以利用拉伸网草皮、固定草种布以及网格固定撒种等来进行防护;在对岩石边坡进行防护时,可以采用土工网或土工格栅来防护;沿河路基进行防护时,可以采用土工织物软体沉排、土工模袋進行冲刷防护。冲刷防护是保证路基稳定性的重要措施,冲刷防护可采用直接防护的形式,就是对坡岸进行直接加固的方法;另一种是间接防护,也就是改变水流方向、速度等。在路基防护时,通常可采用土工网垫、土工格室、土工格栅等。土工网是一种网状结构的交叉黏结复合土工材料,其强度要比土工格栅低,但其变形较小,对于进行坡面防护具有一定的效果。土工网垫与土工格室都是三维结构,土工网垫通常是由长丝结合而成的三维聚合物,而土工格室则是由土工织物、土工格栅或土工膜等做成的网格状或蜂窝状三维结构。土工网通常应用于冲刷防护的路基工程中,在应用时,将土工格室打开后可以利用土石、混凝土材料等进行填充,从而形成刚度较大,且侧限较大的结构体。土工格室也可以用作垫层,或对软弱地基进行处理,其施工、运输都较为方便。
2.4 排水
在公路工程中排水施工非常关键,它是保证公路结构整体稳定性的重要措施。 土工合成材料在公路防排水施工中的应用,可以有效改善与提高结构的排水能力。 在公路工程中,通常可将土工合成材料当作排水体和过滤体进行应用,主要应用于暗沟、渗沟等结构物中,常见的应用材料有土工复合材料、土工模袋等,是增强公路排水性能、保证公路稳定性的重要工程材料之一。
土工模袋是一种袋状的双层聚合化纤织物,应用时可将混凝土或砂灌入模袋之中,使其成型,形成具有一定强度及透水性的结构,通常可应用在地基或护坡中。 土工模袋的应用要比设置泄水孔方便,且具有较强的反滤及排水效果;土工复合排水材料通常采用薄形的土工织物进行包裹,其芯材可以采用不同的材料。这种复合土工材料不仅可以提高土工织物的排水性能,也可有效避免细小颗粒进入排水结构内部,造成排水通道阻塞。复合土工排水材料主要可应用在路基路面的纵横向排水系统中,也可应用在支挡结构墙后的反滤排水系统中。
结语:
目前,土工合成材料在公路工程中的应用广泛,具有较好的应用前景。虽然在公路工程中土工合成材料的应用时间相对较短,仍然缺少一定的经验,但应该认识到土工合成材料的工程优点,通过不断地分析试验来提高土工合成材料的应用效果, 从而提高土工合成材料应用的科学性。
参考文献:
[1]张海波.土工合成材料在路基边坡防护中的应用[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2011(02).
[2]葛勇.浅谈土工合成材料在路基中的应用[J].交通科技,2011(S1).
【关键词】公路工程;土工合成材料;应用
土工合成材料是一种以高分子聚合物和玻璃等为主要原料制成的相对新型的施工材料, 在公路、铁路、 建筑工程中都得到了广泛的应用。在公路工程中,土工合成材料通常会被应用于地基处理、排水、防护以及加筋等工程环节,其工程效果非常显著。土工合成材料具有实用性强、成本低、质量轻、强度高以及耐腐蚀等优点。
1、土工合成材料的作用
1.1 隔离的作用
土工合成材料具有较好的隔离作用,能够较好地维持各种施工材料及结构的整体性能。在公路工程施工过程中,将土工合成材料设置在土料、砂石料和地基之间,能够有效地隔离开半径不同的沙粒,进而防止沙粒之间的相互混杂,减少砂土的流失,保证材料结构的完整性。
1.2 防护的作用
土工合成材料还具有一定的防护作用,它能够有效地对某种应力进行分散。 在公路工程施工过程中,通常会使用土工合成材料来进行保温, 避免结构物因为温度过低而产生收缩或变形,进而对工程产生危害。 也可利用土工合成材料来分散车辆对路基的荷载, 从而有效减少了因负载过大而造成路面开裂的现象。
1.3 滤层的作用
滤层的作用也是土工合成材料的功能之一。在公路工程施工过程中,可以将土工织物设置在相邻两土层之间,这样可以有效防止砂土流失,也可提高沙粒的透水性能,起到了良好的滤层作用。这时候的土工合成材料能够较好地替代原来的砂石、砾石等滤层,不仅过滤效果非常明显,同时路基的稳定性也能得到显著提高。
2、土工合成材料在公路工程中的应用
2.1 路堤加筋及软弱地基的处理
在软弱土地基上进行公路高填土路堤施工时,高填土的侧向土压力会使其表面产生一定的水平剪应力,从而导致堤身向两侧位移,堤身失稳。土工合成材料的路堤加筋作用,能够有效提高路堤的稳定性,从而减少或调节路堤的不均匀沉降。对于此类加筋工程,通常可在堤身底部铺设一层或多层的高模量土工网、土工格栅以及土工垫等。土工格栅是在挤压成型的聚合物板上打孔,然后进行单向或双向的冷拉,将打孔拉成长孔或方孔,这种较大的孔眼能够嵌入到土体中与土体紧密贴合, 不仅可提高本身的强度,也可因其与土体的咬合而增加摩擦力,是一种非常理想的加筋材料。还有一种土工格栅是采用热熔挤压方法制作而成的,其强度与刚度要比冷拉格栅低,所以比较适合应用于要求较低的公路工程中。近年来公路工程也运用一种高强度的纤维土工格栅,这种土工格栅是由强度高、延伸率低的涤纶或玻璃纤维制成。在织成格栅后,可根据要求来浸渍 PVC 材料等,具有较高的强度及模量。
2.2 台背路基处理
在公路工程施工过程中,修建桥涵、隧道等建造物是非常常见的。但在修建这类建造物时,对于台背的路基填土施工如果处理不好,容易因为刚度差异过大,而造成台背填土的不均匀沉降,进而产生桥头跳车现象。土工合成材料在施工过程中的合理应用,能够将构造物与回填材料构成一个整体,从而减少不均匀沉降的发生,提高公路施工质量。目前在台背路基施工处理过程中,比较具有代表性的土工合成材料是土工泡沫聚苯乙烯块,它可以作为台背路基的填筑或换填材料,不仅可有效减少路基的自重,也可提高路基的稳定性,避免桥头跳车现象的产生。
2.3 路基防护
路基防护是公路工程的重要施工部分,它包括坡面防护和冲刷防护。 在对土质边坡进行坡面防护时, 可以利用拉伸网草皮、固定草种布以及网格固定撒种等来进行防护;在对岩石边坡进行防护时,可以采用土工网或土工格栅来防护;沿河路基进行防护时,可以采用土工织物软体沉排、土工模袋進行冲刷防护。冲刷防护是保证路基稳定性的重要措施,冲刷防护可采用直接防护的形式,就是对坡岸进行直接加固的方法;另一种是间接防护,也就是改变水流方向、速度等。在路基防护时,通常可采用土工网垫、土工格室、土工格栅等。土工网是一种网状结构的交叉黏结复合土工材料,其强度要比土工格栅低,但其变形较小,对于进行坡面防护具有一定的效果。土工网垫与土工格室都是三维结构,土工网垫通常是由长丝结合而成的三维聚合物,而土工格室则是由土工织物、土工格栅或土工膜等做成的网格状或蜂窝状三维结构。土工网通常应用于冲刷防护的路基工程中,在应用时,将土工格室打开后可以利用土石、混凝土材料等进行填充,从而形成刚度较大,且侧限较大的结构体。土工格室也可以用作垫层,或对软弱地基进行处理,其施工、运输都较为方便。
2.4 排水
在公路工程中排水施工非常关键,它是保证公路结构整体稳定性的重要措施。 土工合成材料在公路防排水施工中的应用,可以有效改善与提高结构的排水能力。 在公路工程中,通常可将土工合成材料当作排水体和过滤体进行应用,主要应用于暗沟、渗沟等结构物中,常见的应用材料有土工复合材料、土工模袋等,是增强公路排水性能、保证公路稳定性的重要工程材料之一。
土工模袋是一种袋状的双层聚合化纤织物,应用时可将混凝土或砂灌入模袋之中,使其成型,形成具有一定强度及透水性的结构,通常可应用在地基或护坡中。 土工模袋的应用要比设置泄水孔方便,且具有较强的反滤及排水效果;土工复合排水材料通常采用薄形的土工织物进行包裹,其芯材可以采用不同的材料。这种复合土工材料不仅可以提高土工织物的排水性能,也可有效避免细小颗粒进入排水结构内部,造成排水通道阻塞。复合土工排水材料主要可应用在路基路面的纵横向排水系统中,也可应用在支挡结构墙后的反滤排水系统中。
结语:
目前,土工合成材料在公路工程中的应用广泛,具有较好的应用前景。虽然在公路工程中土工合成材料的应用时间相对较短,仍然缺少一定的经验,但应该认识到土工合成材料的工程优点,通过不断地分析试验来提高土工合成材料的应用效果, 从而提高土工合成材料应用的科学性。
参考文献:
[1]张海波.土工合成材料在路基边坡防护中的应用[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2011(02).
[2]葛勇.浅谈土工合成材料在路基中的应用[J].交通科技,2011(S1).