摘要：土工合成材料是岩土工程领域中的一种全新型的岩土工程材料，其在道路工程的施工中得到了普遍的应用。本文就针对土工合成材料在路基工程中的应用进行了深入的分析。
关键词：土工合成；材料；路基；工程
1、土工合成材料的种类和特性
1.1土工织物
土工织物的制造一般是先把聚合物加工成丝、短纤维、纱或条带，然后再制成平面结构的织物。它可以分成以下四种类型：（1）有纺土工织物：一般是由相互正交的经丝和纬丝织成或用压粘法织成。由单丝或细丝带织成者一般都很薄，约0.5mm；由多丝织成者较厚，为3～5mm；其它特殊产品可达10mm。（2）针织土工织物：由单丝、多丝、各种细股丝按一定联锁方式编制而成。（3）无纺土工织物：是由细丝或短纤维按定向排列或任意排列，并按热粘法或针刺机械结合法生产的平面结构织物。前者生产的是1mm厚以下的薄型织物，后者一般生产1～5mm或更厚些。（4）复合土工织物：由两种或两种以上的土工织物组合而成。如有纺织物与无纺织物的组合、有纺织或无纺织物与土工薄膜的组合以及塑料板与无纺织物的组合等。
1.2土工薄膜
主要由透水性低的聚合物、沥青以及合成纤维和织物另加一定的填充料以及外加剂制成的材料。它具有很好的防渗和防水性能及很强的抗变形能力和耐久性。工厂制造的土工膜厚度一般为0.25～4mm，工地制造的厚度则常在3～7.5mm之间。
1.3特种土工合成材料
它包括土工格栅、土工网、超轻型土工合成材料、土工膜袋、土工垫、土工格室等。常用的为前三种。（1）土工格栅是在聚合物板材上冲孔，再单向或双向拉伸制成。（2）土工网是合成材料条带、粗股条编织或合成树脂压制的具有较大孔眼的材料。（3）超轻型土工合成材料是以聚苯乙烯聚合物为原料加入发泡添加剂而制成，又称泡沫聚苯乙烯，成板块状。
1.4复合型土工合成材料
它由土工织物、土工薄膜和某些特种土工合成材料中两种或两种以上的材料互相组合而成，可将不同构成材料的性质结合起来，以满足具体工程的需要。
2、土工合成材料在路基中的作用
1）过滤作用。土工织物置于土体表面或相邻土层之间，可以有效阻止土颗粒的通过，防止土颗粒过量流失而造成土体破坏，但同时允许土中水或气体穿过并自由排除，避免因孔隙水压力升高造成土体失稳。例如：路基排水工程中碎石排水沟或排水管的滤层使用该材料，均可起到过滤作用。2）排水作用。利用某些内部具有排水通道间（如盲沟、塑料排水板）土工纤维具有良好的三维透水性，使水能沿土工织物内部的排水通道迅速排出，还可使水经过土工织物的平面迅速沿水平方向排走。软基处理中利用塑料排水板或袋装砂井进行垂直排水，挡土墙墙背利用塑料排水片材排除积水等。土工聚合物还用于建造地下排水盲沟。（3）隔离作用。土工合成材料把不同粒径的土、砂、石料或土、砂、石料与地基或其他构筑物隔离，避免相互混杂而失去各种材料和结构的完整性，或发生土粒流失现象。例如：在软土地基上铺设碎石粒料基层时，在层间铺设土工织物，可有效地防止层间土料相互贯入和控制基层的不均匀沉降。4）加筋作用。土工织物、土工格栅和一些复合土工合成材料具备较高的抗拉强度，铺设在土体中可以扩散土体应力、增加土体模量、传递拉应力、限制土体侧向位移，还能增加土体和其他材料之间的摩阻力，起到良好的加筋作用。例如：在路堤填筑中，开挖陡坡路堤或回填挡土墙时，将土工合成材料应用于路基各部位，既可以增强其承载力，又可以增加整体稳定性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3、在路基工程中的应用
3.1在路基填挖交界处和半填半挖路段中的应用
1）结合忻保高速公路路基桥隧工程某合同段路基工程，在路基填挖交界处和半填半挖路段路基施工过程中，在一定深度下布设土工格栅，可以提高地基承载力，增加路堤的稳定性，减少沉降和控制不均匀沉降。2）土工格栅夹在土层之中，形成复合土体结构，在土体重量和活载的作用下，土工格栅和土体相互连接摩擦，提高了土体强度及稳定性，加筋路堤的施工原则是应能充分发挥土工合成材料的加筋效果。施工时铺设土工格栅的最佳层位使抗拉力尽量接近极限抗拉强度，铺设层位按设计要求进行，土工格栅在路基填挖交界处铺设方向格栅纵向应与路线纵向平行，在路基半填半挖处格栅纵向应与路线纵向垂直。施工时必须注意格栅的搭接和锚固质量，相邻搭接长度不小于20cm，并随时进行检查，铺设土工合成材料的土层表面应平整，表面严禁有碎、块石等坚硬凸出物，应紧贴地面，铺设过程中不允许出现土工格栅鼓包、断裂等现象。路基分层填筑并满足相关规范要求，禁止重车轮胎和其他施工机械在已张紧并定位的格栅上直接碾压。3）第一层填料宜采用轻型压路机压实，当填筑层厚度超过600mm后，才允许采用重型压路机。边坡防护与路堤的填筑应同时进行。
3.2台背路基填土加筋
1）采用土工合成材料对台背路基填土加筋的目的是为了减少路基与构造物之间的不均匀沉降。加筋台背适宜的高度为5．0m～10．0m。加筋材料宜选用土工网或土工格栅，其20℃时抗拉强度（kN/m2）应达到大于6（纵向）和大于5（横向），拉伸模量（kN/m）大于100。台背填料应有良好的水稳定性与压实性能，以碎石土、砾石土和砂砾为宜。土工合成材料与填料之间应有足够的摩阻力。2）土工合成材料与构造物应相互连接，并在相互平行的水平面上分层铺设，在路基顶面以下5．0m的深度内，铺网间距宜不大于1．0m。纵向铺设长度宜上长下短，可采用缓于或等于1∶1的坡度自下而上逐层增大，最下一层的铺网长度应不小于计算的最小纵向铺设长度。3）台背加筋的施工程序：清地表→地基压实→锚固土工合成材料、摊铺、张紧并定位。分层摊铺、压实填料至下一层土工合成材料的铺设标高，进行下一层土工合成材料锚固、摊铺、张紧与定位。相邻两幅加筋材料应相互搭接，宽度宜不小于200mm，并用牢固方式连接，连接强度不低于合成材料强度的60%。台背填料应在最佳含水量时分层压实，每层压实厚度宜不大于300mm，边角处厚度不得大于150mm。压实标准按相关规范执行。施工时应设法避免任何机械、外物对土工合成材料造成推移或损伤，并做好台背排水，避免地表水渗入、滞留。
4、施工质量检验
4.1基本要求
1）土工合成材料质量应符合设计要求或相关标准规定，外观无破损、无老化、无污染。2）在平整的下承层上按设计要求铺设、固定土工合成材料，并应按设计要求张拉、无皱折、紧贴下承层，锚固端施工应符合设计要求。3）接缝连接强度应符合要求，上、下层土工合成材料搭接缝应交替错开。
4.2施工质量资料
1）新型材料的验收、铺筑试验段、施工过程中的质量管理和检查验收。2）由于土工合成材料大多用于隐蔽工程，应加强旁站监理和施工日志记录。通过以上几个方面的叙述，简要介绍了土工合成材料在高速公路路基中的应用过程，由于本人施工经验与水平有限，本文只对路基工程施工过程中运用土工合成材料的几个方面进行了阐述，希望能给工程建设者们提供帮助。
5、结束语
以上是对土工合成材料种类、作用及对其在路基工程应用的初步探讨，对于土工合成材料在路基工程中实际应用还应在实践工作中加以总结，并进行更加深入的研究。
参考文献：
[1]邓卫东，程英华.我国公路工程中的土工合成材料[J].交通科技，2015（6）：45-48.
[2]邓卫东.土工合成材料及其在公路工程中的应用[J].公路，2016（8）：7-11.
论文作者:徐泽东
论文发表刊物:《防护工程》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/25
标签：土工论文; 材料论文; 路基论文; 织物论文; 土工合成论文; 格栅论文; 工程论文; 《防护工程》2018年第32期论文;