土工格柵在高速公路中的應用
摘 要:文章在論述了三種土工格柵的基礎上,提出了它們在高速公路工程中的應用范圍,并具體針對土工格柵在公路軟基處理、防治反射裂縫、高路堤填筑中的應用進行探討。
關鍵詞:土工格柵 公路 應用
近年來,我國高速公路在蓬勃發展的同時也暴露了許多問題,路面破壞、路基沉降等不但影響到行車安全和舒適,也影響到行駛車輛本身的使用壽命。土工格柵是一種新型的土工合成材料,具有抗拉弧度高、體積小、施工簡便等特點,近幾年在高速公路的建設中得到了廣泛的應用,尤其是在高速公路的軟基處理、路基加筋、臺背回填、新老路相拼接、過濾排水、路基防護等方面應用普遍,它結合本身的材料特點,通過加筋、防護、過濾、排水、隔離等基本功能,有效的起到了加固路基,保證路基的穩定性的作用。
1 土工格柵分類
1.1塑料土工格柵
塑料土工格柵是經過拉伸形成的具有方形或矩形的聚合物網材,按其制造時拉伸方向的不同可為單向拉伸和雙向拉伸兩種。它是在經擠壓制出的聚合物板材(原料多為聚丙烯或高密度聚乙烯)上沖孔,然后在加熱條件下施行定向拉伸。單向拉伸格柵只沿板材長度方向拉伸制成,而雙向拉伸格柵是繼續將單向拉伸的格柵再在與其長度垂直的方向拉伸制成。
1.2玻璃纖維土工格柵
玻璃纖維土工格柵是以玻璃纖維為材質,采用一定的編織工藝制成的網狀結構材料,為保護玻璃纖維、提高整體使用性能,經過特殊的涂復處理工藝而成的土工復合材料。因表面涂有特殊的改性瀝青使其具有兩重的復合性能,極大地提高了土工格柵的耐磨性及剪切能力。
1.3經編土工格柵
經編格柵是近十年才發展起來的,是以高強度纖維或滌綸為原料,經緯雙軸向經編機織成雙軸向經編網格,再經PVC浸漬涂層加工制成的一種土工格柵。雙軸向經編網格是經編土工格柵的骨架。經編土工格柵有著優良的工程性能:抗拉強度很高(大于60KN/M);延伸率較?。?0%左右);抗撕裂強度大;縱、橫向強度差異小,變形均勻。
2 三種土工格柵在高速公路工程中的應用范圍
2.1塑料土工格柵的應用范圍
塑料格柵分為單向塑料土工格柵和雙向塑料土工格柵。兩種兩種塑料土工格柵的應用范圍分別如下:單向土工格柵適用于公路路基、路堤、邊坡加筋,各類擋墻加筋,并廣泛應用于各類加筋擋土墻;雙向格柵適用于公路路基、路堤加筋,淺層基礎加筋,防治瀝青混凝土路面反射裂縫等。
2.2玻纖土工格柵的應用范圍
玻纖格柵適用于瀝青和混凝土路面加筋、路面反射裂縫防治及新舊路面的銜接等變形量不是很大的場合。玻纖格柵用于瀝青道路時發揮的作用有:抗疲勞開裂、抗低溫收縮、耐高溫車轍和延緩路面反射裂縫。
2.3經編土工格柵的應用范圍
經編土工格柵的應用范圍為:軟土上的地基、堤壩加筋,用以提高基底穩定,調整沉降,減少不均勻沉降和提高承載力;路基邊坡加筋,用以提高斜坡穩定性;加筋橋臺,用以提高橋臺的整體性和強度,防止橋頭跳車;防治瀝青混凝土路面反射裂縫,用以增強路面基層的強度。
3 土工格柵在高速公路中的具體應用探討
3.1在軟土地基中的應用
軟土地基易使基礎層出現沉降、位移、開裂等現象,因此,基礎層增強十分重要。采用經特殊處理的玻纖土工格柵,能使基礎層的整體強力大大提高。土與玻纖土工格柵相互作用的加筋機理,在室內進行的大量試驗表明:在土體中合理布置玻纖土工格柵,可使土體的垂直應力、水平應力明顯降低,土體剪應力(土顆粒之間的摩擦作用)明顯提高,土體的抗剪強度得到充分發揮,可以大大提高土體的承載能力,抗變形能力和抗裂能力。玻纖土工格柵在加筋土體中的內聚力效應、隔離效應、波紋效應、拱效應、嵌鎖效應等各種加筋效應,有些是先后依次出現的,有些是重疊交叉作用,這些重疊的復合效應,終將改變或阻止塑性區的形成和發展:1)玻纖土工格柵的拉應力作用使界面以下土體的豎向應力減小,從而使土體豎向壓縮變形減小。2)由于預拉和差異沉降導致玻纖土工格柵的變形,這一拉應力由界面剪應力平衡。界面剪應力使基礎沉降區域產生一定大小的隆起變形,這一隆起變形部分抵消了基礎或路基的沉降。3)通過玻纖土工格柵將其上部填料的垂直變形向水平方向擴散,以致其上部填料的抗剪切變形能力得以充分發揮,使得軟土地基表面的承載區大大增強,表面的壓強大大減小,增強地基的強度,提高地基的承載力。
3.2在防治反射裂縫中的應用
瀝青混凝土加筋能提高路面結構層對裂縫的抑制能力、對橫向剪切破壞的抵抗能力等,達到延長路面結構的疲勞壽命、節省材料、降低費用的目的。格柵加筋具有兩種功能:1)能使應力均勻分布在較大的面積范圍內,大大減輕瀝青結構層的徐變作用,終達到防止瀝青路面開裂的目的。2)加筋格柵具有減薄瀝青層厚度、防治反射裂縫、減少車轍作用等特點,能夠加強瀝青路面的結構性能,提高道路的使用壽命。玻纖格柵的使用效果與鋪設路面的處理情況密切相關,在鋪設前必須將路面上可能影響格柵與底層結合強度的物質如油脂、油漆、封層料、水漬、污物等徹底清除干凈,使鋪設表面清潔干燥。玻纖格柵上感壓式背膠屬水溶性物質,如路面有水跡時,應待路面干燥后再進行鋪設。鋪設格柵之前需灑粘層油,粘層油如使用乳化瀝青,需在完全破乳干燥后鋪設格柵。
3.3在高路堤填筑中的應用
傳統的路堤尤其是高路堤的填筑往往需要超填且路肩邊緣不易壓實,從而導致后期邊坡雨水侵襲,坍塌失穩的現象時有發生,同時需用較緩的邊坡,占地面積大,擋土墻壁也有同樣的問題,采用土工格柵對路堤邊坡或擋土墻進行加固可減少1/2占地面積,延長使用壽命,降低造價20%~50%。










































