混凝土路基中加筋土工格栅的应用技术

SC{FNCF&TFCHNOLOGY}N厂ORMAT!ON工程技术土工格栅处理公路软基的加固机理与施工许云(青海交通职业技术学院滴要:本文从理论上上分析了土工格橱处理公路软基的加固机理关键词:土工格橱会路软基施工中图分类号:TE834文献标识码:A文章编号青海西宁810003)影响因素和土工格橱种类的选择以及施工的要点。1673一3791(2007)12(c)一0076一02随着我国高速公路建设的蓬勃发展，作为加固软土地基的土工隔栅获得了越来越广泛的应用。土工隔栅作为一种新型的岩土工程材料，质地柔软、重量轻，其整体连续性好、抗拉强度高、耐腐蚀并且抗微生物侵蚀。使用土工隔栅来加固软土地区路基，施工方便、造价低。土工格栅能。与土很好的结合，将其至于土体内部、表面或各层土体之间，依靠织物筋材的抗拉特性，通过它与周围土体间的摩擦和嵌固作用，改变了加筋土体内部应力场及位移场的分布，从而提高地基承载能力、减小路基的不均匀沉降并使路堤的稳定性得到提高。角，一般取。一100;R一一假想圆的半径(m)，一般等于3m;v一一土的容重;Df一一填土下沉及侧向隆起量(m)。

1土工格栅应用的加固机理利用土工格栅强度高、韧性好的力学性能，分散荷载，增大土体的刚度模量而改善土体。当软基可能产生冲切(楔入)破坏时，铺设的土工格栅将阻止破坏面的出现，提高软基承载力。当软基可能产生很大变形时，铺设的土工格棚由干其承受拉力和与土摩擦作用而增大侧向限制，阻止侧向挤出，减小侧向变形，增大地基稳定性。由图1及式(1)可见，土工格栅承受拉力而产生的支承和减小侧向挤出的效果。2土工格栅影响加筋效果的因素影响加筋效果的因素主要有如土层厚度、加筋摸量、加筋土界面强度、地基强度和施工速度。对薄层软土地基来说，加筋效果是很明显的，加筋不仅有效的限制了软土的侧位移，而且对减少软土的最终沉降有一定的效果。对于厚软土层地基来说，加筋是否最终对沉降量几乎没有影响，加筋的效果体现在施工期间抑制和降低沉降的发展，提高路基的稳定。土工格栅的抗拉模量越大，加筋效果越明显，对侧位移和沉降的抑制和消减作用越大。所以工程中应选择模量高、延伸率适宜的加筋材料。提高加筋土的界面强度可以提高加筋效果，在工程中，宜选择与加筋结合好的材料作为加筋层的填料，可以增加两者之间的摩擦咬合力，提高界面抗剪强度，从而提高加筋效果。垂直于路堤轴线方向。b土工格栅在受力方向连接处的强度不得低于设计抗拉强度。c铺设土工格栅时不允许有皱褶，应预拉锚固。d土工格栅铺设前，应将场地平整好，严禁有碎块石等坚硬突出物。e铺设好的土工格栅两天内应覆盖f在土工格合成材料上第一层填料摊铺压实时，宜采用轻型推土机或前置式装载机。当已填筑压实厚度大于60厚，采用重型压路机械压实，一切车辆、施工机械只容许沿路堤轴线方向行驶。9应采用后卸式卡车沿加筋材料两侧边缘清卸填料，形成施工便道。在有两侧向中心平行于路堤中心对称填筑。填料必须卸在一摊铺完毕的土上，卸土高度不大于lm为宜。5结语土工格栅的铺设使土工格栅与填料组成了一个复合体，土工格栅的作用主要体现在水平加筋上。使土体能承受较大拉力，增加了地基土的抗剪强度，提高了路堤的稳定性，同时复合体具有一定的刚度，减少了沉降，设计施工中应合理选择材料，并严格按施工规范施工。

第３３卷第１１期　・２９２・　２　０　０　７年４月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｖ０１．３３　Ｎｏ．１１　Ａｐｒ．２００７　

文章编号：１００９　６８２５（２００７）１１－０２９２．０２　

浅谈土工格栅在公路工程中的应用　

乔百合董刚　

摘要：介绍了土工格栅的含义、功能及其加固土机理，对土工格栅的性能指标进行了归类，并按原材料及成型过程对土　

工格栅进行了分类，分析了土工格栅的性能指标并突出了格栅材料的泊松比，最后对土工格栅的一般施Ｘ－＿Ｔ＿艺流程及其　

应用作了进一步的阐述。　

关键词：公路，土工格栅，延伸率，泊松比　

中图分类号：Ｕ４１２．２　文献标识码：Ａ　

半刚性基层沥青路面具有良好的力学均衡性和行车舒适性，　

因而得到广泛应用，成为现代高等级公路路面的主要类型。　

由于交通量的日异增大，重载车辆的不断增多，在荷载重复　作用下半刚性基层显示出脆性大、抗变性能差的缺点。特别是早　

期修建的公路，多为二级公路，随着服役时间的增长，汽车荷载和　

环境因素的综合作用尤其超载、超重车辆增多，导致许多路况出　

现严重的路面病害。例如有些路面的裂缝、坑槽等病害经补强、　

翻修后很快又对原路面产生影响，原因主要是对老路面的病害处　

理不够彻底。为了解决这些问题，国内外已经有许多工程采用加　

筋技术来提高路面的性能，其中，采用国产土工格栅加筋路面结　

构层，基本能够起到减少或延缓路面病害的发生和发展的作用。　

１土工格栅　

“土工格栅（ｇ∞妤ｄ）”，是聚合物材料经过定向拉伸形成的具　

有开孔网格，较高强度的平面网状材料。它以聚丙烯、高密度聚　

乙烯或者其他高分子聚合物为原料，加入一定量的抗紫外线辅助　

剂，经热熔，挤出拉伸等新工艺生产而成。土工格栅在制造过程　

中经过定向拉伸，使聚合物分子沿拉伸方向排列，加强了分子间　

的连接力。它与其他土工合成材料相比，具有重量轻、变形小、抗　

拉强度高、延伸率低的优点，同时它具有较好的耐酸、耐碱、耐腐　

土工格栅主要作用

1、减缓反射裂缝

反射裂缝是由于旧混凝土面层在接缝或裂缝附近的较大位移引起其上方沥青加铺层内出现应力集中所造成的，它包括因温度和湿度变化而产生的水平位移，以及因交通荷载作用而产生的竖向剪切位移。前者导致接缝或裂缝上方的沥青加铺层内出现较集中的拉应力；后者则使接缝上方的沥青加铺层经受较大的弯拉应力和剪切应力。

由于土工格栅的模量很大，达到67Gpa，作为刚度大的硬夹层应用在沥青罩面层中，其作用是抑制应力，释放应变，同时作为沥青混凝土加筋材料，提高加铺层结构的抗拉和抗剪能力，从而达到减少裂缝的目的。实践表明，一条改变了方向的水平裂缝的对应裂缝能量可从其起点移动0.6米，1.5米以上宽度的加筋材料有助于确保能量在裂缝两侧完全消散。

2、抗疲劳开裂

在旧水泥混凝土路面上的沥青加铺层，其主要作用是提高路面的使用功能，对承载作用则贡献不大，加铺层下的刚性混凝土路面仍起关键的承载作用。而在旧沥青混凝土路面上进行沥青罩面则不同，沥青加铺层将与旧沥青混凝土路面一起承载。因此，在沥青混凝土路面上进行沥青罩面，除了会出现反射裂缝，同时还会因为荷载的长期作用而出现疲劳开裂。我们对旧沥青混凝土路面上的沥青加铺层受荷情况做受力分析：由于沥青罩面层下为与沥青罩面层同一性质的柔性面层，当受到荷载作用时，路表将发生弯沉。在直接与车轮接触的沥青罩面层受到压力，在轮载边缘以外的区域，面层受到拉力作用，由于两处受力区域所受力性质不同，而又彼此紧靠，因此在两块受力区域的交界处即力的突变处容易发生破坏。在长期荷载的作用下，发生疲劳开裂。

玻纤土工格栅在沥青罩面层中，能够将上述的压应力与拉应力分散，在两块受力区域之间形成缓冲带，在这里应力逐步变化而不是突变，减少了应力突变对沥青罩面层的破坏。同时玻纤土工格栅的低延伸率减小了路面的弯沉量，保证了路面不会发生过渡变形。

3、耐高温车辙

沥青混凝土在高温时具有流变性，具体表现在：夏季沥青道路面层发软、发粘；在车辆荷载作用下，受力区域产生凹陷，车辆荷载撤除后沥青面层无法完全恢复至受荷前的状况，即产生了塑性变形；在车辆的反复碾压的作用下塑性变形不断积累，形成车辙。我们对沥青面层结构进行分析后，可以知道由于高温下沥青混凝土具有流变性，而在受到荷载时，面层中没有任何可以约束沥青混凝土中集料运动的机制，造成沥青面层的推移，这就是形成车辙的主要原因。

土工格栅施工工艺

1、为了减少填挖交界处的差异沉降，对纵横向填挖交界处的地基进行处理。对填挖 交界处挖方路床（80cm）进行超挖回填碾压，并在上路堤顶面和底面设置土工格栅， 填方部分路堤除严格按照《路基填料设计图》中的技术要求处理外，其基底上下路堤压 实度相应提高1%，即清表处理后地基为91%，下路堤为94%，上路堤为95%,交界面开挖 不小于2米宽台阶，并设置向内2%横坡。纵向填挖交界处填方一端进行强夯处理，处 理范围为2倍填土高度，对挖方一端10米范围进行超挖回填夯实，并在超挖回填的顶 部和底部设置土工格栅，界面两侧不小于5米，对填方部分基底采用换填80厘米8% 灰土垫层进行处治。 2、填挖交界处理施工方法及要点

⑴清除表土：将填方、挖方路段表层不小于30 cm种植土、草皮土、树根和含有腐圬

物质的土清出，集中堆放于弃土场。

⑵测量放样：按批复的导线点、水准点恢复线路中线，钉出中、边桩，并将边桩外 引至用地红线桩处加以固定，用水准仪测量并计算放出纵、横向下路堤顶、上路堤顶填 挖交界线（下层，上层土工格栅中心线），钉桩撒线标记，边线外设桩固定。

⑶挖台阶：填前碾压前半填半挖沿路线纵向，填方段与挖方段交界沿横向用推土机 或挖掘机开挖宽度不小于2m的台阶，台阶设2%-4%向内倾斜的横坡。

⑷填前碾压：用三18T的振动压路机进行碾压，碾压时对交界面（包括台阶）多压两

遍，压实度检测不低于91%。 ⑸ 80厘米厚8%灰土垫层施工：施工要点同高路堤8%灰土垫层相同。只是压实度检

测不得低于94%。

⑹填方路基施工：填方路基施工填料与施工方法与3%掺灰路基施工相同。只是压实

度检测不得低于95%。⑺土工格栅铺设

① 底层土工格栅铺设：路基填筑至下路堤顶后，开挖填挖交界挖方段台阶时，开挖

宽度不小于7m,台阶面碾压压实度不小于91%，交界面碾压成型后，人工对土工格栅铺

设面进行清理干净，土工格栅以钉桩标记的交界线为轴线，纵、横向全断面铺设，铺设