土工合成材料在公路工程中的应用 Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｇｅｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃｓ ｉｎ Ｈｉｇｈｗａｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ 赵春红 （河北省滦平县交通运输局，河北滦平０６８２５０） ＺＨＡＯ Ｃｈｕｎ－ｈｏｎｇ （Ｈｅｂｅｉ ＰｒｏｖｉｎｃｅＬｕａｎｐｉｎｇＣｏｕｎｔｙＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｂｕｒｅａｕ，Ｌｕａｎｐｉｎｇ ０６８２５０，Ｃｈｉｎａ） 【摘要】土工合成材料是工程建设施工中常用的材料，其属于一种新型的材料，而且具有操作简单、经济节省等优点，近年来，土工 合成材料在公路工程中应用越来越多，并收到了良好的效果，提高了公路工程的施工质量以及美观性，而且还延长了公路的使用年 限。土工合成材料是由高分子聚合物构成的，其具有较高的防水性，应用在公路工程中，可以增加公路的防渗效果，还可以降低路面 出现裂缝的概率。论文对土工合成材料在公路工程中的应用情况进行简单的分析与介绍，希望对施工单位提供一定可借鉴经验。 【Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｈｅｇｅｏｔｅｘｔｉｌｅｍａｔｅｒｉａｌｉｓｃｏｍｍｏｎｌｙｕｓｅｄｍａｔｅｉｒａｌｓｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｃｏｎｓｔｒｕｃｉｔｏｎ，ｗｈｉｃｈｂｅｌｏｎｇｓｔｏａｎｅｗｔｙｐｅｏｆａｍｔｅｒｉａｌ，ｂｕｔａｌｓｏｈａｓ ｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｓｉｍｐｌｅｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｅｃｏｎｏｍｉｃａｌａｄｖａｎｔａｇｅｓ，ｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ，ｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｇｅｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃｓｉｎｈｉｇｈｗａｙｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， ｎａｄｒｅｃｅｉｖｅｄｇｏｏｄｅｆｆｅｃｔ，ｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｃｏｎｓｌｒｕｃｔｉｏｎｑｕａｌｉｔｙｏｆｈｉｇｈｗａｙｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄａｅｓｔｈｅｔｉｃｓ，ｂｕｔａｌｓｏｐｒｏｌｏｎｇｓｔｈｅ￣／ｉｃｅｌｉｆｅｏｆｈｉｇｈｗａｙ． ｈＴｅｇｅｏｔｅｘｔｉｌｅｍａｔｅｒｉａｌｉｓｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｐｏｌｙｍｅｒ，ｔｈｅｗａｔｅｒｐｒｏｏｆｐｌｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｓｈｉｇｈ，ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｈｉｇｈｗａｙｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｃａｎｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅ ｎａｔｉ—ｓｅｅｐａｇｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｏａｃＬｂｕｔａｌｓｏｃａｎｒｅｄｕｃｅｔｈｅｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｏｆｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅｏｆｃｒａｃｋｓｉｎｔｈｅｐａｖｅｍｅｎｔ．Ａｎａｌｙｚｅａｎｄｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｉｍｐｌｙｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｈｔｅａｕｔｈｏｒｏｆｇｅｏｓｙｎｔｈｅｔｉｅｓｉｎｈｉｈｇｗａｙｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ｈｏｐｅｔｏｐｒｏｖｉｄｅｓｏｍｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｕｎｉｔ． 【关键词］￣－ｆｆ成材料；公路工程；应用 【Ｋｅｙｗｏｒｄ］ｇｅｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃｓ；ｈｉｇｈｗａｙｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ 【中图分类号１Ｕ４１４．９ 【文献标志码】Ｂ 【文章编号１１００７．９４６７（２０１５）０３．００５５．０３ 葡 １薹【ＤｏＩ 】１０．１３６１６０．ｅｎｉｄ．ｇｅｊｓｙｓｊ．２０１５．０３．０１０ 一 土工合成材料是一种复合材料，其是由土工膜、土工织 土工膜是一种复合材料，由沥青、聚合物等物质构成，具 物以及特种土工合成材料等物质构成的，这些材料的配比不 有不透水特性。土工膜比较薄，可将其分为加筋与无筋两种形 同，…其土工合成材料的性能也有着较大差异。将土工合或材料 式。土工膜是土工合成材料的重要构成，其具有强度大、稳定 应用在公路工程中，可以提高公路的防渗性，还可以起到过滤 性高等优点，以及较高的耐热性以及抗老化性，可以提高路面 与加筋的作用，本文对土工合成材料的分类进行了介绍，还对 的承载力以及使用的质量。 土工合成材料在公路工程中的应用情况进行了分析，通过实 １．２土工织物 践发现，应用土工合成材料，可以降低施工的成本，有效地提 土工织物可分为无纺型与有纺型两种形式，其是由透水 高公路工程的经济效益，缓解我国公路病害日益严重的问题。 性材料构成的，土工织物最大的优点是抗拉强度高、耐腐蚀性 １土工合成材料的分类 强等，这种材料可以提高施工的效果，而且可以提高施工项目 的强度以及质量。 １．１土工膜 １．３特种土工合成材料 【作者简介】赵春红（１９７６ ）。女（满族）。河北承德人，工程师，从事 １－３．１土工网 公路工程施工与管理研究，（电子信箱）ｌｐｓｈｓｚｈａｏ＠ｌ ６３．ＣＯｒｎ。 土工网结构是由不同的合成材料构成的，其是由两组股 ５５ Ｉ工程建设与设计 ｌ＆瓦 丽一 条上下搭接形成的，一般应用在排水通道中，在应用的过程 中，土工网容易出现变形现象，所以也属于加筋材料的类型， 其抗拉强度比较低，而且延伸性比较高，在应用过程中，一定 要根据材料的特性灵活选用，还要符合国家相关标准进行施 工，否则会影响土工网的使用效果。 １．３．２土工格栅 应用土工格栅材料有利于在聚合板中打孔，可以提高打 孔的质量，还可以根据工程需要将圆孔制成长孔或者方孔，当 孔眼较大时，为了保证施工的效果，可以在孔眼中嵌入石粒或 土块，这样，可以提高聚合版的强度，增加与周围土的摩擦力， 是公路工程中一种重要的加筋材料。对非冷拉形式的材料进 行加工，在热融挤压后，可以制成格栅，这种非冷拉格栅与冷 拉格栅相比，强度与刚度稍低，所以在公路工程中很少应用。 高强纤维是一种新型的土工格栅，其具有强度高、模量大的特 点，是对传统土工格栅材料的优化，在公路工程中有着良好的 应用前景【”。 １．３．３土工模袋 土工合成模袋是由双层聚合化纤织物构成的，是一种袋 装的材料，可以在建筑工程中代替模板进行施工，在土工模袋 中灌入混凝土或者砂浆，可以形成板状结构的土工材料，其在 地基工程中应用比较多。土工模袋有机制模袋、简易模袋两种 形式，其中机制模袋在公路工程中应用比较多，土工模袋又可 分为反滤排水点模袋、铰链块模袋、框格模袋等多种类型。在 选用这种材料时，一定耍结合工程的实际情况，要以保证工程 进度为前提。 １．４轻质土工合成材料 轻质土工合成材料具有质量小的特点，比如泡沫聚苯乙 烯就是道路工程中一种重要的轻质土工合成材料。这种材料 在路基填筑中应用比较多，可以有效降低路基的自重，还可以 提高路基的稳定性，减少路基沉降的发生。在应用这种材料 时，要规范技术操作，其具有施工简单的特性，可以有效加快 公路工程的进度日。 ２土工合成材料在公路工程中的应用 从上可以看出，土工合成材料是由多种物质构成的，而且 有着较多的特性，将其应用在公路工程中，可以提高公路的防 渗性，还可以提供路面的强度，经过检测与对比，使用土工合 ６ 成材料的公路寿命更长，而且出现质量问题的概率较低。土工 合成材料可用于公路工程的加筋、隔离以及排水等项目。通过 调查发现，在１９９７￣２０１４年，我国公路工程应用土工合成材 料的数量在不断增加，土工合成材料公司的销售额也在不断 上涨。２０００年，土工合成材料应用在公路工程中的比例为 ５％，而到了２０１４年，土工合成材料在公路行业的应用比例达 到了４３％翻。 随着我国现代化建设的加快，公路工程的数量越来越 多，高速公路的发展也越来越快，而且到目前为止，我国已经 成为世界上高速公路工程数量增加最快的国家之一。具统计， 我国在２０１３年，建成的高速公路长３．５２ｘ １０４ｋｍ，公路总里程 突破了１ ８５ｘ １ ０４ｋｒｎ。高速公路的快速发展，也促进了土工合成 材料的应用与推广。下面笔者对公路工程中应用土工材料的 优点进行简单的介绍。 ２．１提高路堤的刚度，具有加筋的作用 土工布是土工合成材料的重要构成，应用土工布具有加 筋的作用。在对高填土进行分层填筑的过程中，可以利用土工 布增加路堤的刚度，还可以利用土工布对软土基进行隔垫，这 可以使路基承受的荷载更加均匀，而且可以避免路基受到破 坏，提高了软弱路基路段的强度，具有较高的应用价值。 ２．２利于施工维修，可以实现车辆尽早通行 土工合成材料在施工便道中发挥着较大的作用，对于比 较急的公路工程，应用土工合成材料，可以提高施工的进度， 利用土工布与压实材料，可以尽早的实现车辆通行，而且土工 布还具有携带方便的特点，可以在工程中体现出运输方便的 优点。在土工织物中加铺碎砾石料，可以压缩道路的厚度，当 公路投入使用后，经过长时间的车辆碾压，如果发现路面出现 了较多的车辙，可利用土工合成材料及时填平，所以，应用土 工合成材料具有维修方便快捷的特点。 ２．３具有护坡的作用，而且有利于排水 在松软土基工程中，应用土工合成材料，还可以提高路堤 的施工质量，具有护坡的作用。采用土工布对路基的底层进行 加铺，将土工布折叠后覆盖在路基中，可以提高基地的刚度， 这种分层加铺的方式还可以防止材料相互混合而受到污染， 可以有效的维护边坡的施工质量，而且有利于工程排水，可以 对地基应力进行再分配，从而提高地基的稳定性。比如某公路 工程，结合施工场地的土质以及土工布材料的特性，采用了某 土工合成材料公司生产的５００ｇ／ｍ２、８００ｇ／ｍ２￣１００ｇ／ｍ２的维丙、 维涤土工布，经过实验与测试，非织造土工布的渗透系数达到 了２×１０－２￣１ｘｌＯ－ ，渗透性较高；而粉细砂的渗水性为１ｘｌＯ。， 渗水性较差，在土工织物上铺盖１０ｃｍ厚的竹排，然后用机器 在上面来回碾压１０００多次，土工布没有受到一点损坏。在实 际应用土工布这一土工合成材料时，不但提高了工程的质量， 而且还节省了材料费８０％左右，减轻了施工人员的工作量，值 得在公路工程中大力推广［４】。 ２．４提高路面的承载能力，减少路面疲劳裂纹 在公路工程中应用土工布材料，可以提高路面的承载能 力，可以改善路面在使用的过程中，结构遭到破坏的问题。由 于土工布具有减震的作用，而且具有较高的弹性以及抗变形 能力，所以，可以使路面承受的荷载以及应力更加均匀。在工 程中使用土工布，还可以提高路面的刚性，有利于减少路面裂 缝。土工布可以增加路堤本身的承载能力，由于填土层利用土 工布，路基刚度提高，可减少沥青混凝土路面的疲劳裂纹的出 现，在刚性基层上加土工布也能对防止反射裂缝有利。 ３市场预测 从高速公路建设的现实需要看，中国虽然有３×１０４ｋｍ以 上的高速公路，但相对于中国广阔的国土、众多的人口和快速 增长的交通需求，一耐ｗ 中国高速公路总量不足。随着新时期经济的 快速发展，随着生活方式的转变和生活质量的提高，很有必要 建设国家级的高速公路网。正因如此，国家高速公路网规划采 用放射线和纵横网络相结合的布局方案，形成由中心城市向 外放射以及横连东西、纵贯南北的大通道，由７条首都放射 线、９条南北纵向线和ｌ８条东西向线组成，简称“７９１８”网，总 规模约８．５ｘｌ（Ｐｋｍ。同时各省也相应制订了高速公路发展计 划，提出了“五纵七横”发展规划。据有关部门预测，近ｌＯａ内 土工材料的应用量将会以１０％的年均速度增加，近几年的消 耗量达５～ｌＯｘ ｌＯ。ｍ２，约ｌ５～３０ｘ ｌ０４ｔ，土工合成材料的市场 应用前景将更加广阔阁。 随着我国对基础设施建设力度的增加，无疑给土工合成 材料的推广及应用带来了机遇。高速公路的大规模修建，常遇 到软土、膨胀土等特殊土施工难、质量控制不宜把握等问题， 而土工合成材料的应用，在一定程度上解决了土木工程建设 问题。所谓土工合成材料，是各种合成纤维织物的统称，包括 土工格栅、土工网、土工薄膜及土工席垫等。其中，土工格栅具 有抗拉强度高，变形模量大，耐腐蚀、抗老化，与土颗粒之间的 摩擦系数大、连锁作用强、加筋效果好等特点，将土工格栅埋 至土体内，作为地基的加固补强材料，可增强地基的承载力， 所以，土工格栅等土木合成材料在公路建设中有着独特的应 用前景。 ４结语 本文对土工合成材料的分类进行了介绍，还对这些材料 的性能、特点以及作用进行了分析，经过实践发现，应用土工 合成材料，可以有效的提高工程的质量，而且可以延长公路的 使用寿命。土工合成材料在地形较为复杂的公路工程中应用 比较多，由于传统的施工材料无法满足设计要求，为了提高公 路施工的质量，必须对土工合成材料的性能进行研究，还要结 合工程实际与合成材料的特性，优化施工技术，保证施工人员 操作的规范性，在铺设土工布等材料时，要严格按照施工流程 进行操作，这样才能降低施工的难度，才能为公路工程创造有 利的条件，达到保证施工质量，降低施工成本的效果。 【参考文献】 【１】尚福涛．土工合成材料在公路软基中的应用技术探讨［Ｊ】．交通标准 化，２０１３（６）：４０－４２． 【２】胡汝国，土工合成材料在高速公路中的运用探讨［Ｊ】．现代物业（上 旬刊），２０１２（１０）：１１８－１１２． 【３】王银河，江志超．公路施工中土工合成材料应用的探讨［Ｊ］．中国新 技术新产品，２０１０（３）：５４．５６． 【４】杨殿海．土工合成材料在防治沈大高速公路改扩建工程纵向裂缝 中的应用【Ｊ】．科技信息（学术研究），２００７（３４）：８２—８３． 【５】王继东，刘德海，梁树才．土工合成材料在公路工程中的应用［Ｊ］．黑 龙江交通科技，２００４（５）：８６－８７． 【收稿日期］２０１４．１２－２２ ５７