土工布的应用

土工布的应用（共11篇）

土工布的应用 篇1

1加筋挡土墙结构与特点简介

加筋挡土墙主要由面板、填料、加筋材料等构成。一是面板,实际工程中一般为钢筋的混凝土板材,它可以作为装饰墙体,将墙体的拉力传送给拉筋;二是基础,主要分为条形基础与加筋体下的基础,条形主要起到定位与支托的作用,且墙体下的基础必须满足承载力要求;三是填料,一般应选择具备较大摩擦力且可以满足化学标准的填料;四是加筋材料,主要由钢带、钢筋混凝土等;五是帽石,主要利用现浇混凝土、混凝土预制块等作为帽石,但挡墙高度较高时,还可以在墙体的中部设置相应的错台与向外排水结构。同时,为了进一步确保做到加筋土挡墙的排水效果,工程人员还应在面板后面铺设透水性较强的排水层结构,设置相应宽度作为排水缝隙,并粘贴好相应的无纺土工布。总体说来,加筋挡土墙主要具备四方面的特点,首先是其结构比较创新新颖且造型美观大方。面板材料可以根据工程的具体需求创设出各种图案结构,从而可以确保与建筑物周围的景观、环境保持协调一致,改善了挡土墙单一的形象。其次是技术操作比较简单可行,且施工周期较短,施工速度快,可以确保施工单位在工期内顺利竣工。再次是其要求较低,且节省材料,加筋土挡墙对材料等方面的要求并不高,同时,加筋土材料来源也比较广泛,对地基承载力的要求也不高,因此比较容易达到标准要求。除此之外,与其他结构相比,加筋挡土墙的基础较小,且使用材料也较少,因而可以为工程建筑节省大量的材料,降低了工程成本。最后是可以节省用地,相较其他形式的挡墙,加筋挡土墙的面板可以垂直施工,从而节省了很多用地。

2加筋土挡墙的原理

由实际工程看来,加筋挡土墙可以保持一定高度而不会出现倒塌,这表明墙体的力学与稳定性都得到了进一步加强。目前为止,加筋挡土墙的作用原理可以被分为两类,一是摩擦加筋原理,另一种则是准粘聚力原理。

2.1摩擦加筋

这种理论认为加筋土挡墙的结构中,填土自身的重力与外力会产生土压力,进而作用于墙体的面板,而后拉筋构件再将此压力传送至拉筋,由此填土与拉筋之间的摩擦力将会阻碍拉筋的拔出。为此只要确保拉筋材料具备足够强度且具备较大的摩擦力时,加筋的墙体便可以保持稳定。这种原理在理论层面上比较明确,但实际中却忽视了外力作用下筋带将会产生变形的状况。在受力中,墙体在被破坏时会产生主动区域稳定区,而后其自身重力也会产生水平方向上的推力,且与加筋相互作用,形成一定拉力,试图拔出钢筋材料中的土体,但此时稳定区便发挥了自身作用,它与加筋之间产生的摩擦力将会进一步组织加筋的拔出,由此可以看出,只要平衡主动区域推力与被稳定区域的摩擦力,就可以充分确保加筋墙体内部的稳定性。由此可以看出,为了保持墙体结构的稳定性,拉筋不但应具备相应的抗拉强度,锚固也应具备相应的长度。

2.2准粘聚力

这种理论认为加筋图挡墙的结构可以被看作是各种异性材料的复合体,且一般工程中各种材料的拉筋弹性要远远大于填土。此种情况下,拉筋与填土共同的作用力将会明显增强加筋土的强度。同时,实践研究发现,通过三轴对比加筋砂与未加筋砂的土样发现,未加筋砂可以在作用力下达到极限的平衡,但加筋砂却未体现出如此效果,而是始终处于弹性平衡的状态,由此可以看出,加筋后的砂土试样强度得到了明显的提升。

2.3加筋原理

一般工程认为,土工布的结构模型是最为理想的弹塑性模型结构,且处理方法与平面的四边形比较相似。但应该考虑的是土工布只可以承受拉力作用,但却无法承受柔性材料的压力,因而并不具备相应的抗弯能力。

3土工布加筋土挡墙应用中应注意的问题

与传统的土挡墙施工技术相比,加筋土挡墙施工简单可行,填料易得,且成本较低,但因其应用相对较少,施工单位经验缺乏,且未受到应有的重视,仅将其看作是一般的填方施工项目,因而施工质量无法得到保证,经后期观测(或检测)有一部分达不到设计要求,严重的还会出现一系列的工程质量事故问题。

3.1基础处理方面

加筋土挡墙工程一般只作用于土基之上,因而其面板基础也进行了一定处理,由此面板与筋床的基础会出现相异之处,因而会发生不均匀的沉降现象,比如利用碎石垫层以及灰土加固处理等,这些方法材料易得且成本较低,还可以取得较好的工程效果,因而得到了更为广泛的使用。

3.2内摩擦角方面

实际使用过程中,施工单位往往会对其填料的内摩擦角进行实际检测,判断其与设计值是否相符,如果数值与设计值出现不一致状况,施工单位应立即通知设计单位进行修改,并进行相应的填料改良,以使其达到标准。作为工程项目中最为关键的设计参数,内摩擦角将直接影响着拉筋带的长度与数量,且也会决定挡墙内外部的验算结果。设计过程中,技术人员往往难以实地测量填料数值,一般只采用设计的标准数值,但如果实际数值与设计要求相去甚远时,会极易出现工程安全事故,因而应做好填料的质量检验工作。

3.3压实厚度及密度方面

实际施工中,应严格按照施工要求对加筋墙体进行分层压实工作,并在现场予以表明,违法规定者还要施以严重的处罚。同时,还应逐层检测墙体的实际密度,对于并未符合要求的工程应及时勒令其返工。尤其是配级较低的砂石,由于检测工作比较困难,因而应增加其被碾压的次数。具体工程中,工程分层厚度大、密度不符合要求的项目比较常见,虽然这并不意味着墙体一定会出现坍塌事故,但过程中产生的沉淀量也会破坏加筋土的外在结构,进而容易发生工程安全问题。

3.4填料横坡方面

当前,几乎所有的施工单位都忽视了一个明显问题,即在填料工程中出现了横坡现象,虽然几率较低,但其会解决施工中的积水问题,也可以降低面板与填料发生的附加压力。

3.5施工排水方面

加筋土挡墙施工过程中主要采用的是土方回填,由此施工的排水工作显得尤为重要。一方面,应采取常规的避雨措施,及时排走积水;另一方面则为地下水系统安装相应的滤水管与管道,以便排完工程积水。如果做不好施工中的排水工作,那么就会使土料中含有大量的水分,无法达到预期的密度标准,进而引起面板的大幅度变形。

3.6筋带、面板连接方面

当前,我国加筋土挡墙施工中连接筋带与面板的主要是以下的两种方式。一是在面板内预埋拉环,利用拉环完成连接工作,但由于钢筋的直径较小,预埋拉环会使得筋带受力集中,极易产生断裂现象,此时则应为拉环装置强度较大的塑料套管。另一种是在面板内预留砼孔,而后利用预留孔完成连接,但预留孔的不光洁会严重损伤筋带,此时则应在筋带与预留孔的接触部分分垫砂浆,而后再进行连接。

4结束语

加筋土挡墙是在实践中不断总结发展起来的一种新型的挡土墙技术,它通过利用填土工程的抗压能力与性质,提高了挡土墙的稳定特性,也一定程度上减小了挡土墙的变形。虽然土工布加筋土挡墙在实际工程中已经得到了应用,但人们仍未深入了解其发展原理及动力学特性。由此,需要工程人员做到理论与实践充分结合,并在加强室内模型试验的基础上,根据实际工程试验来分析模型试验,以便达到理论与实际的充分结合。

参考文献

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[4]胡幼常,童金田,刘胜军,等.柔性加筋土复合体力学性能试验[J].武汉大学学报(工学版),2012(10).

土工布的应用 篇2

摘要：文章在论述了三种土工格栅的基础上，提出了它们在高速公路工程中的应用范围，并具体针对土工格栅在公路软基处理、防治反射裂缝、高路堤填筑中的应用进行探讨。关键词：土工格栅；公路；应用

近年来，我国高速公路在蓬勃发展的同时也暴露了许多问题，路面破坏、路基沉降等不但影响到行车安全和舒适，也影响到行驶车辆本身的使用寿命。土工格栅是一种新型的土工合成材料，具有抗拉弧度高、体积小、施工简便等特点，近几年在高速公路的建设中得到了广泛的应用，尤其是在高速公路的软基处理、路基加筋、台背回填、新老路相拼接、过滤排水、路基防护等方面应用普遍，它结合本身的材料特点，通过加筋、防护、过滤、排水、隔离等基本功能，有效的起到了加固路基，保证路基的稳定性的作用。

1、土工格栅分类

1.1塑料土工格栅

塑料土工格栅是经过拉伸形成的具有方形或矩形的聚合物网材，按其制造时拉伸方向的不同可为单向拉伸和双向拉伸两种。它是在经挤压制出的聚合物板材(原料多为聚丙烯或高密度聚乙烯)上冲孔，然后在加热条件下施行定向拉伸。单向拉伸格栅只沿板材长度方向拉伸制成，而双向拉伸格栅是继续将单向拉伸的格栅再在与其长度垂直的方向拉伸制成。

1.2玻璃纤维土工格栅

玻璃纤维土工格栅是以玻璃纤维为材质，采用一定的编织工艺制成的网状结构材料，为保护玻璃纤维、提高整体使用性能，经过特殊的涂复处理工艺而成的土工复合材料。因表面涂有特殊的改性沥青使其具有两重的复合性能，极大地提高了土工格栅的耐磨性及剪切能力。

玻纤格栅是选用优质增强型无碱玻纤纱，利用国外先进经编机织成基材，采用经编定向结构，充分利用织物中纱线的强力，改善其力学性能，使其具有良好的抗拉强度，抗撕裂强度和耐蠕变的性能，并经过优质改性沥青涂覆处理而成的平面网络状材料。其因循相似相容原理，重点突出其与沥青混合料的复合性能，并充分保护玻纤基材，极大提高了基材的耐磨性及抗剪切能力，从而得以使用于路面增强，抵抗裂缝车辙等公路工程领域，结束了沥青路面难以增强的难题。

产品有强度高、伸长率低、耐高温、模量高、重量轻、韧性好、耐腐蚀、寿命长等特点、可广泛应用于旧的水泥路面、机场跑道的维修、堤坝、河岸、边坡防护、道桥路面增强处理等工程领域，可给路面增强、补强，防止路面车辙疲劳裂纹，热冷伸缩裂纹和下面的反射裂纹，并能将路面承载应力分散，延长路面适用寿命，高抗拉强度低延伸率，无长期蠕变，物理化学稳定性好，抗疲劳开裂，耐高温车辙，抗低温缩裂，延缓减少反射裂缝。

1.3经编土工格栅 经编格栅是近十年才发展起来的，是以高强度纤维或涤纶为原料，经纬双轴向经编机织成双轴向经编网格，再经PVC浸渍涂层加工制成的一种土工格栅。双轴向经编网格是经编土工格栅的骨架。经编土工格栅有着优良的工程性能：抗拉强度很高(大于60KN/M)；延伸率较小(10%左右)；抗撕裂强度大；纵、横向强度差异小，变形均匀。

涤纶土工格栅（又称：聚酯纤维经编土工格栅）选取用高强聚酯纤维为原料。采用经编定向结构，织物中的经纬向纱线相互间无弯曲状态，交叉点用高强纤维长丝捆绑结合起来，形成牢固的结合点，充分发挥其力学性能，高强聚酯纤维经编土工格栅具有抗拉强度高，延伸力小，抗撕力强度大，纵横强度差异小，耐紫外线老化、耐磨损、耐腐蚀、质轻、与土或碎石嵌锁力强，对增强土体抗剪及补强提高土体的整体性与荷载力，具有显著作用。

2三种土工格栅在公路工程中的应用范围

2.1塑料土工格栅的应用范围

塑料格栅分为单向塑料土工格栅和双向塑料土工格栅。两种两种塑料土工格栅的应用范围分别如下：单向土工格栅适用于公路路基、路堤、边坡加筋，各类挡墙加筋，并广泛应用于各类加筋挡土墙；双向格栅适用于公路路基、路堤加筋，浅层基础加筋，防治沥青混凝土路面反射裂缝等。

2.2玻纤土工格栅的应用范围

玻纤格栅适用于沥青和混凝土路面加筋、路面反射裂缝防治及新旧路面的衔接等变形量不是很大的场合。玻纤格栅用于沥青道路时发挥的作用有：抗疲劳开裂、抗低温收缩、耐高温车辙和延缓路面反射裂缝。产品用途：

1.旧沥青砼路面，加筋增强沥青面层，防止病害；

2.水泥砼路面改建复合式路面，抑制板块收缩等引起反射裂； 3.道路拓改工程，防止新老结合部级不均匀沉降而造成裂纹；

4.软土基加筋处理，利用软土析水固结，有效抑制沉降，均匀应力分布，增强路基整体强度；

5.新建道路半钢性基层产生收缩裂缝，加筋增强防止基础裂纹反射而引起的路面裂缝。

2.3经编土工格栅的应用范围

经编土工格栅的应用范围为：软土上的地基、堤坝加筋，用以提高基底稳定，调整沉降，减少不均匀沉降和提高承载力；路基边坡加筋，用以提高斜坡稳定性；加筋桥台，用以提高桥台的整体性和强度，防止桥头跳车；防治沥青混凝土路面反射裂缝，用以增强路面基层的强度。

3土工格栅在公路中的具体应用探讨 3.1在软土地基中的应用

软土地基易使基础层出现沉降、位移、开裂等现象，因此，基础层增强十分重要。采用经特殊处理的玻纤土工格栅，能使基础层的整体强力大大提高。土与玻纤土工格栅相互作用的加筋机理，在室内进行的大量试验表明：在土体中合理布置玻纤土工格栅，可使土体的垂直应力、水平应力明显降低，土体剪应力(土颗粒之间的摩擦作用)明显提高，土体的抗剪强度得到充分发挥，可以大大提高土体的承载能力，抗变形能力和抗裂能力。玻纤土工格栅在加筋土体中的内聚力效应、隔离效应、波纹效应、拱效应、嵌锁效应等各种加筋效应，有些是先后依次出现的，有些是重叠交叉作用，这些重叠的复合效应，最终将改变或阻止塑性区的形成和发展：1)玻纤土工格栅的拉应力作用使界面以下土体的竖向应力减小，从而使土体竖向压缩变形减小。2)由于预拉和差异沉降导致玻纤土工格栅的变形，这一拉应力由界面剪应力平衡。界面剪应力使基础沉降区域产生一定大小的隆起变形，这一隆起变形部分抵消了基础或路基的沉降。3)通过玻纤土工格栅将其上部填料的垂直变形向水平方向扩散，以致其上部填料的抗剪切变形能力得以充分发挥，使得软土地基表面的承载区大大增强，表面的压强大大减小，增强地基的强度，提高地基的承载力。

3.2在防治反射裂缝中的应用

沥青混凝土加筋能提高路面结构层对裂缝的抑制能力、对横向剪切破坏的抵抗能力等，达到延长路面结构的疲劳寿命、节省材料、降低费用的目的。格栅加筋具有两种功能：1)能使应力均匀分布在较大的面积范围内，大大减轻沥青结构层的徐变作用，最终达到防止沥青路面开裂的目的。2)加筋格栅具有减薄沥青层厚度、防治反射裂缝、减少车辙作用等特点，能够加强沥青路面的结构性能，提高道路的使用寿命。玻纤格栅的使用效果与铺设路面的处理情况密切相关，在铺设前必须将路面上可能影响格栅与底层结合强度的物质如油脂、油漆、封层料、水渍、污物等彻底清除干净，使铺设表面清洁干燥。玻纤格栅上感压式背胶属水溶性物质，如路面有水迹时，应待路面干燥后再进行铺设。铺设格栅之前需洒粘层油，粘层油如使用乳化沥青，需在完全破乳干燥后铺设格栅。

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。

3.3在高路堤填筑中的应用

传统的路堤尤其是高路堤的填筑往往需要超填且路肩边缘不易压实，从而导致后期边坡雨水侵袭，坍塌失稳的现象时有发生，同时需用较缓的边坡，占地面积大，挡土墙壁也有同样的问题，采用土工格栅对路堤边坡或挡土墙进行加固可减少1/2占地面积，延长使用寿命，降低造价20%～50%。3.4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。

经编涤纶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。

3.5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。

在沥青罩面层中使用玻纤土工格栅，其在沥青面层中起到骨架作用。沥青混凝土中集料贯穿于格栅间，形成复合力学嵌锁体系，限制集料运动，增加了沥青罩面层中的横向约束力，沥青面层中各部分彼此牵制，防止了沥青面层的推移，从而起到抵抗车辙的作用。

3.6抗低温收缩开裂

严寒地区的沥青道路，冬季面层温度接近于气温，在这样的温度条件下，沥青混凝土遇冷收缩，产生拉应力。当拉应力超过沥青混凝土拉伸强度时，产生裂纹，在裂纹集中的地方产生裂缝，形成病害。从裂纹的成因看，如何使沥青混凝土强度抵抗住拉应力是解决问题的关键。

土工格栅在沿海护岸工程中的应用 篇3

关键词：土工格栅 软基 工程 质量控制

中图分类号：U44 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）12（c）-0-01

1 工程海域地质类型及特征

山东省长岛县西海岸护岸工程位于长岛县南长山镇荻沟村西侧海域，全长约2000 m，该工程结构为护岸兼围堰。前期建设围堰将原有海域围护起来，为后期建设对所围护海域进行吹填造地打下基础，护岸建成后将发挥景观、休闲、旅游及垂钓功能。本工程位于渤海海域，地貌类型为滨海地貌，海岸类型为岩土海岸。地形总体趋势为东浅西深，海底地势平缓。本工程的护岸结构形式为混合式，上部结构为直立式，下部结构为斜坡式，为堤心抛填开山石。根据工程地质勘测结果显示，本工程海域海底地基淤泥层较厚，最大厚度达到15～20 m。其海底地基承载力小，地基稳定性差，堤心抛填开山石后变形时间较长，因此，需对淤泥质粉质黏土层厚度大于5 m的区域进行软基处理。

2 软基处理的方式及特点

本工程对海底淤泥质粉质粘土层厚度大于5 m的区域进行软基处理。采用基床铺设砂垫层、水下施打塑料排水板、水下铺设单向塑料土工格栅三种方式联合进行处理。基床铺设砂垫层，可增加淤泥层表面的透水性，并增加纵向抗剪力。水下施打塑料排水板为淤泥层增加纵向排水通道，能够加速淤泥层排水固结，提高软基层的承载力。水下铺设单向塑料土工格栅可以有效分配扩散荷载，提高软基的稳定性和承载力，在长期持续荷载作用下蠕变较小，有利于护岸结构的整体性和稳定性。

3 土工格栅在工程软基处理中的应用

3.1 相关技术指标

本护岸（兼围堰）工程坝底宽度为30～32 m，使用的土工格栅的型号为聚丙烯TGDG120型单向塑料土工格栅，土工格栅原材料为2.5 m×100 m（横向卷宽2.5 m，纵向卷长100 m，纵向为主受力方向），土工格栅的铺设方向为其主受力方向垂直于护岸轴线方向，因此，需对土工格栅原材料进行重新剪切、拼接，在拼接的过程中采用塑料锁扣进行固定，并满足2个网孔的搭接宽度，将土工格栅原材料拼接后的单幅尺寸为33 m×10 m。在水下铺设土工格栅施工中，应满足水下横向搭接宽度为1 m。

3.2 施工进度及质量控制要求及难点

为保证本工程软基处理施工的整体性和连贯性，需在基床铺设砂垫层及水下施打塑料排水板之后立即进行水下铺设塑料土工格栅的施工，且施工质量应满足设计及规范要求。施工控制难点有：（1）本工程护岸轴线布置呈流线型，大部分为圆弧段，故在圆弧段铺设土工格栅的过程中需满足最小搭接长度为1 m，对施工精度要求较高，施工控制难度较大。（2）塑料土工格栅需稳定的压在海底，并与软基层完全融合，不得发生漂移。由于塑料土工格栅的质地较轻，受海水浮力的影响，其在铺设的过程及铺设完成后易发生漂移，影响施工质量。

3.3 施工控制方案

（1）传统铺设方式：传统铺设方式采用改装平板驳作为定位与施工船舶进行水下铺设TGDG120型单向塑料土工格栅。（2）改进铺设方式：针对本工程施工进度及质量控制要求及施工控制难点，采用一种改装插板船进行水下铺设TGDG120型单向塑料土工格栅的施工方案。

①插板船改装方法。插板船原进行水下施打塑料排水板施工，有导轨两根及可移动的桩机及套管四套，对称分布于船体两侧，现将一侧原有设备改装，将套管从桩机上移出，只留可在导轨上移动的桩机两台，将两台桩机沿导轨移动至船体中部，并确保其间距为12 m，在两台桩机下安装长度为12 m的钢管材质的横梁，以便固定幅宽为10 m的单向塑料土工格栅。经过改装的船舶即可进行水下铺设单向塑料土工格栅的施工。改装施工船舶示意图，如图1所示。

②船舶定位方法。本工程水下铺设单向塑料土工格栅施工定位采用双GPS进行定位，船体前后各置一台GPS移动站，并连接到计算机上，在施工过程中运用相应的施工定位软件实时的监控船体的位置，施工人员根据船体的位置进行铰锚移船施工作业，确保铺设土工格栅的准确度。

③水下铺设土工格栅施工。塑料土工格栅在陆地上拼接好，经监理工程师检验合格后用交通船运至改装船舶处，将单幅土工格栅固定在钢质横梁上，控制横梁的两个桩机同时匀速向上移动，同时在土工格栅网孔处绑扎沙袋。沙袋绑扎固定后施工人员根据定位软件显示的船体的位置进行铰锚移船，同时控制两台桩机匀速下降，桩机下降的高度与船体横向移动的距离要协调一致，确保土工格栅在铺设的过程中不出现重叠和撕裂的现象。当单幅土工格栅铺设完成后，将船体移至下一船位，继续按照以上流程铺设下一幅土工格栅，并确保每幅土工格栅之间的最小搭接宽度为1 m。

3.4 施工效果评价及分析

首先，本工法只需将前一道工序中使用的施工船舶稍加改装即可投入使用，不需要额外调遣施工船舶，节约了成本；其次，采用本施工方法进行水下铺设塑料土工格栅施工可单日完成6000～8000 m2，施工效率较高，进度较好。最后，水下铺设塑料土工格栅施工完成后，对施工区进行水下探摸的结果显示，土工格栅铺设准确度高，搭接宽度满足要求，未出现漂移现象。经监理工程师检验，该工程质量满足《水运工程质量检验标准》JTS 257-2008的技术要求，该分项工程整体合格率为100%。

4 结语

浅谈土工布在基坑支护中的应用 篇4

土工布, 即是土木工程建设所用之布, 是20世纪60~70年代在工程中所兴起的一种新材料、新技术。早期 (60年代) 欧美国家应用于道路建设, 并取得有效成效。70年代后期, 土工布被陆续应用于铁路建设以及河堤、海岸的防护等工程。根据统计显示, 世界著名的荷兰海事工程, 就是用土工布围筑沿海堤坝, 使整个荷兰犹如建立在土工布之上, 有效的抵御了各种海啸的冲击。进入80年代, 世界大部分发达国家, 特别是欧美地区, 修筑高速公路无不使用土工布。

土工布在国内的兴起相对较晚, 80年代初才开始推广和应用, 特别是我国的水利水电建设方面。三峡工程围堰防渗、福建水口水电工程大坝围堰、上海陈行水库围堤筑堤及边坡防滤、黄河治理等工程都使用土工布。

土工布在水利水电工程、基坑工程中, 主要用于软弱地基基础加固、代替砂石料作防滤层、防渗等方面。在防渗作用中, 由无纺土工布与土工膜复合而成的复合土工布 (又叫复合土工膜) , 主要应用于大坝围堰渗墙、土石坝防渗墙、渠道防渗等领域。但是土工布在淤泥土层基坑支护上起到防渗作用的实例还是比较空缺, 也尚未普及。1998年特大洪水使中国大部分地区受到史无前例的灾害, 也引起了党中央、国务院对水利设施建设、对土工布推广应用的高度重视。起始至今, 全国各个地区, 特别是沿海地区也陆续召开对土工布应用的研讨会, 为土工布的应用拉开帷幕。且我国正处于建设阶段, 基础设施建设, 以及水下工程也越来越多, 如公路、铁路、地铁等, 并需要解决路基稳定问题, 这些工程也将大量使用土工布。

随着我国对环保的日益重视, 垃圾填埋场、污水、废水处理场合废料等工程大量兴起, 土工布也将有更广阔的市场前景。

1 工程概况

1.1 项目简介

工程位于平潭县北厝镇先建村, 场地北侧靠近305省道, 交通较为便利, 场地内多为盐田, 部分盐田已用山地土回填, 未回填盐田内多积水。工程共有4# (32F) 、5# (25F) 和6# (30F) 共3栋塔楼, 其中4#楼、6#楼塔楼部分设有两层地下室, 其余部分均为一层地下室;结构形式为框筒结构, 基础部份塔楼采用冲孔灌注桩, 地下室及裙楼采用预制方桩。

工程场地主要是处于沿海地区, 其以淤泥、淤泥土层和冲淤积为主, 在施工前期为盐田, 和北面的小山坡存在部分回填土, 也有部分花岗岩的地理习性。北侧为省道, 其为施工带来了必要的便利, 但施工场地极为狭窄。

1.2 水文地质情况

根据地勘报告显示, 工程中淤泥质土抗剪强度较低, 渗透能力强, 力学性能较差, 稳定性较差, 易失稳破坏, 经研究认定基坑安全等级为二级。场地地下水受到沿海地带海水的渗透作用, 其类型主要为场地上部的上层滞水, 基底在不同年代受到不同风化, 主要是孔隙-裂隙水为主。

2 防渗结构设计

2.1 防渗方案

根据地勘报告, 工程基坑开挖深度内地层主要为素填土、填块石、填中砂、淤泥质土, 地下室底板位于淤泥质土上, 其中淤泥质土的开挖厚度基本在1.50~3.00m之间, 淤泥质土抗剪强度较低, 力学性能较差, 稳定性较差, 易失稳破坏。考虑到场地现状为盐田, 平坦开阔, 基坑周边均为空地, 工程主要为上层滞水, 赋存于填土层中, 水量较小, 受大气降水及地表水渗流影响。勘察期测得地下水埋深1.1~4.5m, 水位标高变化于-1.81~-0.34m之间。经调查, 近3~5年变化幅度约在2.0m, 对开挖有较大的影响。为确保地下室施工顺利进行, 应采取防渗及排降水措施。

经过设计、技术对比论证, 在工程的北侧与南侧的外侧采用土工布防渗墙做为止水帷幕, 铺设复合土工布的结构形式进行防渗处理, 其做法如图1。对工程的北侧与东侧的红线开挖, 平均深度3.5m, 水平位置开挖6.9m, 之后采用填土、填石层进行1:0.8放坡。工程中采取复合防渗膜 (二布一膜, 两边为无纺土工布—基布、中间为防渗膜—膜材, 工厂一体成型) 进行满铺, 在坡底用土工布底部压粘土袋, 底部翻转1.5m, 形成固定土工布的效果。施工前沿基坑外围临时开槽, 并且有效夯实。土工布搭接位置以500mm进行搭接, 以防渗漏。满铺后回填粘性土, 并充分压实。土工布在离地面设计标高以下500mm位置进行顶部翻转1.5m, 防止上部渗漏, 再有效回填。土工布只在V型坑槽内的外侧进行满铺, 形成防渗墙。施工回填中应避免复合土工膜顶 (底) 面与块石或带尖角的碎石直接接触。

防渗帷幕的深度取S=3.5m, 据莱茵公式进行校核[2]:

J=H (L水平/3+L垂直)

式中:

J—平均水力坡降;

H—设计水头, m;

L水平—水平渗径, m;

L垂直—垂直渗径, m, L垂直=2S (S为基础防渗深度, m)

2.2 材料性能

土工布的原料来自石油的下游产品:聚乙烯、聚丙烯、棉纶等纤维在通过工厂机织等方法造成。在工程中一般采用了复合型土工布, 其性能体现在过滤 (又称为反滤) 、排水、隔离、加强 (有称加筋) 、防护等功能。其在软土地基加固、海岸防护, 和实例工程中淤泥土层及地下水位比较高的软土层使用, 起到了有效防护。另外, 复合土工布在环保工程上也开始了有效推广, 应用于垃圾堆放防渗方面, 以防止有害液体渗入地下水层造成污染。

土工布的性能指标详见表1。

工程中采用的土工布的规格:基布大于200g/m, 膜材厚度大于0.25mm;强度参数:断裂拉伸强度大于等于7.5k N/m, 断裂伸长率大于30%, 抗撕裂强度大于250N, 顶破强力CBR大于1.5k N, 渗透系数小于1*10cm/s, 其均满足施工工艺与技术要求。

3 土工布防渗施工及质量控制

3.1 施工工艺流程

平潭综合实验区金井湾商务营运中心土工布防渗施工流程为:周边红线开挖及清理→平整坡面→周边V沟开挖→铺设复合土工膜、土工布连接→V沟回填夯实→工序验收→回填土夯实→完工验收。

土工布在分布时, 自上而下沿坡面展开至设计端点, 四周边缘同时展开, 铺设时不宜拉的太紧。铺设时需及时检查接头是否符合要求, 避免土工布 (底) 面与块石或带尖角的碎石直接接触, 并检查是否穿破、刺漏等。发现问题应及时补救措施, 至合格后才能进行下一工序。

3.2 工程质量控制

复合土工布主要是在原材料的质量控制和施工过程控制两个方面进行质量把控。质量控制主要是土工布必须有厂家提供的合格证、性能和特殊指标及说明书。工程中设计用两布一膜形成复合土工膜的技术参数是:断裂拉伸强度大于等于7.5k N/m, 断裂伸长率大于30%, 抗撕裂强度大于250N, 顶破强力CBR大于1.5k N, 渗透系数小于1*10cm/s, 再由监测中心对指标进行检验并检验合格。施工控制中必须严格按技术工程师批准的铺设措施进行施工, 做到随铺、随接、随压。并做好接缝监测, 检查接缝是否烫损, 有无褶皱, 是否均匀铺设等, 发现问题及时补救。同时在土方回填时, 随时进行外观检查, 主要检查土工布的平整度、顶破、漏缝、接缝脱裂等情况。

4 质量检测

土工布施工完后质量检测主要是抽样检测, 工程中, 每500m2取一试件做拉伸强度试验, 主要要求强度不低母材的80%, 并且所取的试件断裂不得在接缝处。其次, 现场检查其平整度:采用充气法对全部焊接缝进行检测, 焊缝为双条, 其间留100mm的空腔, 并在两端缝闭后插入气针, 进行大概0.1MPa左右的充气, 并保证气压无下降, 才算为检测合格。工程中土工布的拉伸强度试验和充气法试验, 检验器合格率为100%, 全部合格。

5 工程成效

工程中采用二布一膜, 两边为无纺土工布—基布、中间为防渗膜—膜材形成的复合土工布防渗技术在基坑支护边坡防渗上取得了较好的工程效果。施工应用工艺简单、设备少、施工速度快、防渗性能好, 且在工程东侧的盐田, 以及地下淤泥土层的应用, 具有防渗漏、防基坑的变形、耐腐蚀、不怕白蚁破坏等优点。同时利用粘性土回填而作为防渗结构的支撑层和保护层, 大大降低了此段的工程造价:虽工程中以土工布围防渗墙, 在造价上略提高1.5%~2%, 但土工布大大提高了工程质量, 延长使用寿命, 同时减少了大量的维护费用, 使工程综合造价降低了20%~30%。经现场检查和抽样检测, 工程中的土工布防渗施工各项指标均能满足设计要求, 质量合格。并在后期的基坑支护与土方开挖都达到了防渗和支护土体的作用, 取得了较好的工程效果。

6 结束语

基坑工程是建筑工程的一个重要组成部分, 而整个基坑支护与开挖是为基坑工程下一阶段打下基础, 其保证地下水的不渗漏是工程进行的关键。复合土工布的防渗技术在基坑支护上的应用, 使基坑周边在支护、防渗、加固方面得到了良好的工程效果。其土工布做为新型工程材料, 对工程的经济效益、社会效益显著, 具有很高的推广应用价值。

参考文献

[1]黄兆琼.土工布及其推广应用前景[J].广西化纤通讯, 2001 (1) :25~28.

[2]王成军, 张勤.高喷灌浆在土工布工程中的应用[J].西部探矿工程, 2005 (4) :8~9.

土工布的应用 篇5

【关键词】渠道防渗；土工膜技术；应用

在渠道防渗工程实施中，以往传统方式采用的浆砌石护坡，混凝土预制板等防渗形式均存在冻胀破坏难以解决、防渗效果差、使用年限短的问题，近年来，聚乙烯土工膜在水利工程中得到了广泛应用。土工膜防渗与其他防渗形式相比，不仅防渗效果显著，耐久性好，而且施工工艺简单，成本低廉，具有无毒、表面光滑平整耐腐蚀、拉伸强度高、抗冻能力强、定形性好、质量轻等特点。

1.施工工艺流程

防渗渠道施工严格按照设计和<聚乙烯(PE)土工膜防渗工程技术规范)SL／T231—98要求进行。主要过程如下：放线<中线与边线)、土方开挖、夯实(夯实后，干容重达到1.6t／m3)、基底操平、铺土工膜、土工膜接头焊接、土工膜上铺水泥砂浆、砌石，挡土墙后抹黄泥，将土工膜拉起张贴于挡土墙后，砌体凝固到一定强度时人工分层回填土夯实。

2.土工膜施工要点

2.1土工膜铺设基面

土工膜铺设前，应将膜下基面铲平，渠槽土基要夯实、整平、顺直，防止尖锐物体刺破土工膜。斜墙土工膜铺设，要求按设计断面进行削坡处理，清除坡面石塊等尖凸物；水平土工膜铺盖，要求清除表层杂土和树、草根，乱石堆及其他杂物，并回填井、空洞，对地面高差起伏较大的部位必须进行平整，使基层平滑过渡。基面达到平整度要求，保证土工膜与平整基面吻合。

2.2土工膜联接

纵断面土工膜有3块，2条接缝，横断面上每一施工小段(25m)设缝一条。土工膜联接采用焊接方法，接缝处土工膜搭接0．1m左右焊接，设两道焊缝，焊接方法是150W的电烙铁铺高温纸现场焊接。焊接前必须清除膜面的脏物保证膜面清洁，膜与膜接合平整后方可施焊。在焊接过程中，操作人员要仔细观察焊接双缝质量，随时根据环境温度的变化调整焊接温度及行走速度。一般温度控制在160180℃，行走速度约30cm／min。焊接时要反复仔细检查焊接的密封性，主要看两条焊缝是否清晰、透明，有无气泡、漏焊、熔点或焊缝跑边等，不合格的要进行补焊。

2.3土工膜铺设

基槽检验合格后，在基槽表面洒水湿润，以保证膜料能紧密地贴在基床上。纵向铺设时，将按设计尺寸加工的大幅膜料叠成“琴箱”式，先横向放在下游槽内，再将一端与先铺好的膜料或原建筑物在现场焊接，再向上游拉展铺开。横向铺设时，由渠道一岸经渠底向另一岸铺设。铺膜的速度应和铺水泥砂浆、砌石的速度相配合，以免膜料裸露时间过长。铺设时注意土工膜张驰适度，要求土工膜与地基接触面吻合平整，防止土工膜折皱形成渗水通道的现象。土工膜铺设后，随即回填保护层，以免应力集中和人为造成土工膜的损伤。

3.施工工艺改革

3.1设置量料箱

施工前，根据重量配合比，测算、设计、制造出配料箱，有效地提高了配料精确度，不仅减少了不必要的浪费，而且提高了工程质量。

3.2严格块石规格，统一砌筑层数，以提高整体强度，增加外观美感

根据当地料场石料的规格尺寸，每层厚度视石块尺寸大小而定，一般lm高的砌体分4层砌筑，2m高的砌体按7～8层砌筑，砌体层高误差为lcm。砌石时把大块石料放在底部，因为大块石料强度高，石缝少，沉陷也较小，同时墙层由墙脚逐渐往上部收缩，也比较美观。

3.3制定固定线架，提高放线精度

改变渠道浆砌石防渗施工中沿用的临时放线法，采用固定线架放线，线架的安放间距，直线段10～20m，弯道地段适当加密，在安放固定线架时，严格控制内坡角点的高程和位置，认真检验架身的垂直度。采用固定线架放线简单易行，减少了放线工作量，保证了精确度，使防渗渠道的纵向水平偏差低于2cm，标高偏差为2cm／km，全部防渗渠道达到外观平整光洁，渠线／顷直，规格尺寸符合设计要求。

3.4改革勾缝抹面工艺

过去砌体勾缝，一般都是勾自由凸缝，其缝大小不一，砂浆填充量有多有少，空鼓现象较严重，耐久性差。在浆砌右土工膜防渗工程中，勾缝的程序是在砌体完成时先沿砌缝预留2．5cm左右深度的缝槽，待砌体完成2d后方可勾缝。勾缝前，将缝槽冲洗干净，自上而下进行，缝隙内刷素水泥浆，将砂浆填充到石缝内基本子整、分次压实抹光，勾缝用的砂浆要稠，避免凝固时收缩与砌体脱离。勾缝用的砂浆标号为MIO，勾缝的形式为平缝。勾缝前要求砌体表面平整度在lcm之内，勾缝灰缝宽2．5～3cm，缝面高出墙面 3mm，层次一条线，“工”字缝。这样勾缝，砌体内部坚固，表面光滑，减少了糙率。砌体的隐蔽部分。可不专门作勾缝处理，但为了加强防渗，在砌筑过程中，用原浆将砌缝压实抹平。

对砌体顶部需抹面的部位，将砌石面浮渣清洗干净，然后刷一道素水泥浆，再用1：2水泥砂浆加小石渣压入，抹M10水泥砂浆3～5mm厚，平整度3mm以内，压实抹光最少3次，这样增强了砂浆与砌体的粘结力，减少了砂浆干缩量，同时也防止了抹面的裂缝空鼓。

4.结论

土工布在旧砼路面改造中的应用 篇6

水泥混凝土路面在长期使用过程中,由于诸多原因,不可避免地出现表面光滑、破损、断裂等各种病害。对于此类病害加固补强的方法有:水泥混凝土加铺层和沥青加铺层。由于高等级公路上交通量大,修复过程中不允许全幅中断交通,而沥青加铺层具有修复周期短、行车舒适等优点,因此,在旧水泥混凝土路面上加铺沥青加铺层已成为一种切实可行、简单有效的修复措施。

该修复措施常规做法是直接在旧路面上直接加铺面层,但由于原水混混凝土板温缩及荷载作用下变形,造成沥青类面层在原接缝处反射开裂,较大的反射裂缝会导致雨水渗人,从而引起沥青罩面层新的病害。如何减缓反射开裂,多年来一直是许多道路工程师和科学家们研究的热门课题,国内外的研究人员对反射裂缝进行了长期广泛地研究。随着相关材料科学的发展,经大量的研究分析和实验比较,使用专用土工布是目前减缓沥青罩面层反射开裂有效的、价格适宜的成功方法。本文结合广西地区目前旧路补强土工布使用情况的研究分析,对土工布在旧水泥混凝土路面改造中的应用进行论述。

2 沥青罩面层开裂分析及计算方法

2.1 COE法

美国工程师部队(COE)按照补足厚度缺额的概念,提出了旧水泥混凝土面层上加铺沥青层的经验厚度计算公式:h=A(fhd-cbho)(1)

式中:hd为按现有地基承载力和未来交通要求,由新建混凝土路面设计方法确定的单层混凝土面层所需厚度(cm);h0为旧混凝土板的厚度(cm);cb为旧面层板的状况系数,含有细微的初始裂缝时,cb=l;含有多条裂缝或角隅断裂时,cb=0.75;f为控制旧面层板在加铺后裂缝进一步发展程度的系数,随交通和路基强度变动于0.6~1.0;A为混凝土层厚与沥青层厚的当量转换系数,A=2.5;hd不但与交通量和地基承载能力有关,还与板长、温差等因素有关,精确的计算比较困难。对于沥青加铺层设计,h0可参照表1取值。cb值变动的范围较大,具体选用时难以正确把握,建议根据旧混凝土路面状况指数的评级结果,按表2取值。

COE法和AASHTO法都是根据旧混凝土板裂缝类的损坏状况,按补足厚度缺额的概念计算加铺层的,而AASHT0法不但考虑了裂缝损坏的严重程度和裂缝的性质,还考虑了加铺沥青层前,是否对有损坏的接缝和裂缝进行修复以及未修复接缝和裂缝的数量。可以认为按AASHT0法计算的结果比COE法计算的结果较为可信。

2.2 建议的加铺层厚度

经过处理后的旧水泥混凝土板作沥青加铺层的基层,其刚度一般较大,基层上的弯沉较小。沥青面层合理厚度的确定,主要是考虑防止反射裂缝。沥青加铺层太薄,容易产生反射裂缝;加铺太厚,造价又太高。根据国内外的经验,建议沥青加铺层的厚度取10~18cm。

当计算得到的沥青加铺层厚度超过18cm时,应当考虑在旧路面上增设一定厚度的半刚性基层。半刚性基层厚度通过计算确定,但不应小于15cm。

3 土工布在防治反射裂缝中的作用分析

当沥青罩面层由于旧水泥混凝土板位移产生的拉应力超过沥青罩面层的抗拉强度时,沥青罩面层自然会开裂,由于沥青罩面层开裂,在自然环境因素作用下(雨水、湿气、粉尘等),导致罩面层发展成更为严重的病害破坏。在沥青罩面层与旧水泥混凝土路面之间加设优良的夹层材料(专用道路土工布)是防治反射裂缝的一种有效措施。其主要作用机理如下。

(1)由于旧有水泥混凝土路面温缩位移是连续的,土工布减小了面层与基层间的结合力,经计算,加设土工布后,原来二层界面处的结合力明显减少,由此使罩面层最大拉应变减小。

(2)由于土工布具有较大的延伸性,旧水泥混凝土裂缝位移可通过土工布使应力扩展至更宽的范围,从而缓解了裂缝处的应力集中。

(3)由于土工布浸透沥青可以有效防止地表水入渗进入基层,避免基层进一步恶化。

(4)由于土工布浸透沥青可有效防止地下水渗人界面,减小沥青罩面层在反射开裂处的剥离破坏。

(5)土工布夹层材料可减缓水泥混凝土板温降,减小水泥混凝土板位移量。

4 土工布技术要求分析

采用土工布作为旧混凝土路面加设沥青罩面层的夹层材料是防治反射裂缝的一种有效措施。但夹层材料的性能将直接影响防反射裂缝的效果。本文结合广西地区使用情况,经对已使用的防反射开裂土工布的路面特性,土工布材料特性、施工方法进行的长期跟踪观测分析得出防反射开裂土工布应满足以下技术要求。

(1)良好的耐温性。沥青混合料热铺时的温度达150℃左右,故要求土工布材料在该温度下不仅不能熔化或软化,且能保持正常工作。经验表明:聚酯土工织物性能最佳。

(2)良好的沥青胶油吸附性。正常的施工步骤是先在开裂路面上均匀喷洒沥青胶油,再铺织物间层,然后在其上热铺面层。热铺面层应能吸收织物下的胶油使其达到饱和,故要求织物有良好吸附能力。

(3)柔性。柔性包含韧性与表面硬度两重含义。韧性反映织物吸收冲击能量的能力,它可近似地以材料的抗拉强度与延伸率之积量度。建议以CBR试验顶破强度R来表示其表面硬度,并认为R≥2k N。

(4)良好的均匀性。织物为各向异性材料。为保证强度均匀。建议经纬两向的强度比,对编织物不大于1.5,对无纺织物不大于1.2。

(5)强度要求。织物抗拉强度应大于400N/5cm,并具有抗刺破和抗胀破等方面的要求,强度大于800N/5cm。

(6)耐酸碱性。

(7)抗老化性较强。土工布在路面使用年限内应保持正常的工作状态。

(8)厚度要求。为了防止加设土工布后造成沥青罩面层的不良负效应(罩面层剥离破坏),应对土工布的厚度进行严格限制,根据实验分析,旧水泥混凝土加设沥青罩面层,土工布厚度以小于2.0mm较为适宜。

5 施工工艺要求

5.1 基本施工工艺流程

清理旧有路面→修补裂缝及接缝→喷洒沥青粘层→铺设土工织物(满铺或铺缝)→铺设沥青混凝土面层→碾压。

5.2 根据以上施工工艺过程,各工序施工要求如下。

(1)清理旧有路面。(1)首先将路面清扫干净;(2)将路面上尖锐的部分予以铲除;(3)对于路面严重裂缝、破碎处,应铲除其破碎部分,并且采用C30水泥混凝土;(4)较严重凹处,应采用沥青混凝土填平。

(2)接缝处理。(1)用高压空气清除接缝内杂物(水、脏物、土、杂草、油脂、废物等);(2)接缝采用沥青混合料(沥青及石粉混合料)填。

(3)喷洒沥青粘层。(1)采用国产70号石油沥青,加热至150~170℃之间进行均匀喷洒,喷洒量1.15kg/m2;(2)喷洒沥青的横向范围要比土工织布物宽5~10cm。

(4)铺设土工织物。要求平整无折、皱,并及时铺设(在喷洒沥青高温状态下),铺设可采用人工及机械铺设,接口处应相互搭接15cm。

(5)铺设沥青混凝土面层。采用热拌、热铺沥青混凝土,沥青混凝土罩面层厚度以不小于5cm为适宜。

(6)碾压。(1)碾压时压路机从路边起压向路中,三轮式压路机每次重叠宜为后轮宽1/2,双轮式压路机每次重叠为30cm。不得在新铺沥青混凝土上转向调头及左右移动或突然刹车。(2)碾压速度初压l.5~2km/h;复压2.5~3.5km/h;终压2.5~3.5km/h。

6 结论

旧路面的损坏状况很复杂,变异性大,使得加铺层设计需考虑的影响变量多,设计参数也难以正确确定。但是,沥青加铺层设计中应考虑的主要因素应该是旧路面结构的强度和反射裂缝的防止。对于同一路段,用不同的计算方法所得厚度不尽相同。设计时应采用不同的方法计算,对各种结果进行分析比较,并结合实践经验确定加铺层的最终厚度。

土工布膜在渠道防渗工程中的应用 篇7

土工布是一种新型建筑材料, 原料是涤纶、晴纶、锦纶、聚乙烯等高分子聚合物的合成材料。按照制造方法分为:光膜和无纺布土工膜两种类型。

光膜———即聚乙烯土工膜。其厚度较薄, 一般厚度为0.2mm、0.4m m、0.6m m。其抗拉能力较强, 约250kg/cm2, 渗透系数较大, 约6.1×10-4cm/s, 且质地稳定, 耐久性好。

无纺布土工膜———即在光膜一侧或两侧粘贴无纺布。根据工程需要可生产一布一膜或两布一膜, 常用是针刺型无纺土工布。这类土工布具有压缩性较强, 孔隙度较大, 导水性能较好, 优于有纺土工布。

土工膜具有防渗、反滤、排水、隔离、加固、防护、密封等多种功能, 它与常规的砌石及砼材料防渗效果相比, 具有投资低, 施工工艺简单, 工期短, 防渗效果好, 渠道有效利用系数高等优点, 如在堤防工程施工中, 有针对性地对两段河堤, 分别采用土工布与传统方法施工。经过两种施工方案进行比较, 使用土工布修筑的1000m河堤, 共投资41万元, 投劳3.1万个工日。而用传统方案修筑同样长度河堤, 则需投资55万元, 投劳3.7万个工日, 两方案相比较, 运用土工布新材料后, 投资、投劳可分别降低25%和15%。新疆调水工程中成功使用了这种新型材料, 不仅取得了明显的防渗效果, 而且降低投资, 缩短了工期, 可谓一举多得。

2 土工布膜施工方法

渠道砌护的主要作用就是防渗, 减小输水损失, 提高水的有效利用率。土工布的施工方法有砼模袋和土工防渗膜两种形式。

2.1 砼模袋施工

用透水不透浆的无纺土工布缝制模袋 (大小根据情况而定) , 把拌好的砼装在模袋中, 铺砌在渠底和渠坡, 或先将模袋铺在渠底和渠坡上, 再灌入砼。这样砼中多余水分可从模袋中挤压出来, 使水灰比迅速降低, 从而形成高强度的砼衬护。用这种方法衬护, 其厚度一般为15~50cm, 砼坍落度宜采用20cm左右。模袋柔性好, 整体性强, 能适应基面变形。同时砼模袋还可以用于水下衬护的修补。

2.2 土工防渗膜施工

土工防渗膜施工是在薄膜的一侧或两侧贴上土工布, 形成复合土工防渗膜。其形式有一布一膜、二布一膜等。

一布一膜是将树脂、增塑剂、抗老化剂等各种辅助剂, 经压延、热熔涂覆至无纺布上, 再经调理而成。二布一膜是将一布一膜即无纺土工布与PE膜经复合层处理而成。复合土工膜应按土工布在下、土工膜在上铺设。土工布作为土工膜的保护层, 使保护防渗层不受损坏。为减少紫外线照射, 增加抗老化性能, 最好采用埋入法铺设。

施工中, 首先要用料径较小的砂土、粘土或砂浆找平基面, 然后再铺设土工膜。土工膜不要绷得太紧, 两端埋入土体部分呈波纹状, 最后在所铺的土工膜上用细砂或粘土铺一层10cm左右过度层。砌上20-30cm块石 (或砼预制块) 作防冲保护层。施工时, 应尽量避免石块、预制板直接砸在土工膜上, 最好是边铺膜边进行保护层的施工。复合土工膜与周边结构物连接应采用膨胀螺栓和钢板压条锚固, 连接部位要涂刷乳化沥青 (厚2mm) 粘接, 以防该处发生渗漏。

土工膜的接缝处理是一个关键工序, 直接影响防渗效果。一般接缝方式有:1) 搭接:搭接宽度宜大于15cm;2) 缝纫后加防水涂料处理;3) 热焊:宜于稍厚的无纺布基材, 焊缝搭接宽度不小于10cm;4) 粘接:用与土工膜配套供应的粘合剂在连接面上加压即可。接缝时应做到无尘土、油脂和水份, 接缝长度要大于10cm。

3 结语

土工布的应用 篇8

随着我国公路建设事业的飞速发展,公路里程逐年增多,路面质量也不断提高,国省干线的养护任务日益繁重,在要求公路养护维修能及时、快速、环保、安全和保畅等高标准的同时,养护经费短缺的矛盾显得更加突出,公路养护工作面临越来越严峻的挑战。为此交通部提出的促进交通产业升级公路建养方面的总体设想是:以一系列新材料、新工艺、新设备的开发应用为手段,逐步实现工程建设养护管理的机械化,提高基础设施的质量和使用性能,以环保技术、安全技术开发为重点,逐步建立快速、畅通、便捷、高效的新型交通运输网络体系,提高我国交通运输的可持续发展能力和国际竞争力。

各地公路部门也更加重视养护新技术的推广应用,以科技创新、新技术、新工艺的发展来带动公路养护局面的根本好转。裂缝是沥青路面目前常见的一种病害,沥青路面出现网裂及裂缝必须及时进行养护,否则裂缝渗水会使路面发生更多的病害,加速缩短路面的使用寿命。为了解决沥青路面养护中的这个难题,我们探索研究用土工布对路面裂缝进行处治的新的沥青路中修技术。现对目前我国公路路面养护新技术中土工布防治裂缝在罩面工程中的应用技术作一简单介绍。

1 土工布的发展史

自土工布诞生起就被各国工程建设领域所重视,在20世纪30年代末开始批量用于工程。50年代初,美国生产出了机织土工布,并用于佛罗里达州海岸混凝土护岸的翻修工程中,用以替代常规的砂石反滤层。1958年,土工布开始向其他工程推广,加拿大在修理水库水坝时,第一次用土工布作为水泥的成型袋取得成功。60年代欧洲开始把非织造布用于铁路建设。1966年秋美国在宾夕法尼亚州利用水下土工布技术解决桥墩下基底被洪水淘刷而形成的空洞。进入70年代,应用又有所增加,到1976年已有49个国家和地区约3 500个大型土木工程项目大规模采用了土工布。迄今为止,土工布以其抗拉强度高,耐热性优良,蠕变性能优良,抗腐蚀能力强,抗气候,耐低温,耐久性能优良等特点已在全球建筑领域得到广泛应用。自20世纪70年代土工布引入我国以后,在水利、土建、交通和港口等领域得到了普遍的应用。

2 土工布作用机理及施工要求

土工布在沥青路面养护罩面工程中的作用机理为:1)由于土工布具有较大的延伸能量,使应力扩展更宽的范围,从而缓解裂缝处的应力集中,亦即弹性间层起到了吸收部分拉伸能量的作用,并承担部分水平应力,增加了地基的承载力。2)土工布导热系数低,当环境温度高于路基基层时,外部热量传递受阻于土工布,起到隔热保温作用,减缓基层与环境的温差,减小温差应力,抑制温度型裂缝产生。3)土工布浸在沥青粘层油后原渗透系数要降低约2个数量级,所形成的沥青布要比沥青混凝土具有更好的抗渗性,当它与沥青混合料面层粘结时,会使面层的拉伸强度和模量有所提高,裂缝大为减少。4)旧路面已有了裂缝,在向上新铺面层反射时会由于它的韧性及一定的蠕变性而被吸收并松弛,从而发挥它的应力阻隔作用,达到防止反射裂缝的目的。5)土工布浸透沥青后,还可形成密封防水层,能够阻止地表水渗入基层,使路面基层材料不致由于受到水的侵蚀而早期损坏。

在工程施工中应注意以下几个方面:1)土工布应具有以下技术性能:良好的耐温性;良好的沥青吸附性;良好的柔性;良好的均匀性(编织土工布经纬两向的强度比应不大于1.5;无纺土工布应大于1.2);较高的抗拉强度;具有抗刺破和抗胀破等能力;土工布的厚度以小于2.0 mm较为适宜,单位面积质量应不大于200 g/m2(测试温度20 ℃±2 ℃);土工布应耐酸、碱,具有很强的抗老化性能。2)铺设土工布应尽可能将其固定,牢固地吸附在原路面上,使之不得推移。3)施工应在雨季来临前完成。

传统的处治沥青路面表面裂缝的方法是在裂缝处灌沥青或在面层材料中掺入改性沥青,这种处治方法一方面解决不了根本问题,另一方面费用较高。土工布在罩面工程中应用,施工工艺简便,工期短,投资较少,效果明显,为了延长沥青路面使用寿命,在养护资金短缺和不能及时大修路段采用土工布碎石罩面是一种解决沥青路面老化和处治裂缝、网裂病害较为有效的措施之一。

3 土工布在沥青路面养护罩面工程中的应用实例分析

我公司2007年5月承建了S107省道K141+000～K165+800(间断)户县段同步碎石封层工程,该路段在长期使用过程中由于车辆荷载的反复作用和自然因素的不断影响,不同程度的产生裂缝(如横缝、纵缝和网裂),路面病害严重。

为保证工程质量,我们在K159+000～K160+000段选浸透沥青性能良好的聚酯长丝无纺土工布作为路面间层。该土工布单位面积质量200 g/m2,抗拉强度达到8 kN/m以上,具有良好的延伸性和抗刺破、胀破能力,可将应力扩展至更广范围,缓解裂缝处的应力集中,起到了吸收部分拉伸能量的作用。

1)沥青温度控制:改性沥青加热温度应控制在180 ℃～200 ℃之间为宜;普通沥青加热温度应控制在160 ℃～170 ℃之间为宜。

2)根据老路面状况,按照国外推荐的无纺织物沥青有效用量,使用沥青洒布车按照1.0 kg/m2～1.3 kg/m2的沥青用量喷洒。

3)土工布规格的选择:土工织物能吸收沥青形成具有防水能力的应力缓冲层。常用的土工织物为针刺无纺织物,单位面积为120 g/m2～200 g/m2。现场调查表明,单位面积质量大的土工织物,吸收裂缝尖端应力的效果较好。美国州公路与运输管理协会(AASHTO)要求最小单位面积质量为140 g/m2。如果该值过大(>200 g/m2),则土工织物与罩面沥青的粘合力会因剪应力而减小。根据美国的沥青协会罩面用土工布标准确定:相当好的路况,轻微纵向裂缝和粗糙,选用140 g/m2;一般的路况,中等纵向裂缝和粗糙,选用170 g/m2;差的路况,裂缝严重表面粗糙,选用200 g/m2。

4)土工布铺设工艺:土工布可以用人工或机器铺设,应随粘层油的喷洒而同时展开。土工布铺设时,应将烧毛粗糙的一面向上铺放。土工布起始端要用铁钉固定,对铺设不平整处,应用推杆推平,折皱大于2 cm时,应切开折皱并铺平,如遇弯道,应将弯道内侧的土工布用剪刀裁开,然后将一侧摊平,涂刷沥青,再将另外一侧叠盖搭接。纵向及横向搭接宽度为10 cm～15 cm,搭接部分应按照0.4 kg/m2的用量刷上沥青。土工布铺设时,应用20 t～26 t胶轮压路机进行碾压2遍～3遍。

5)施工后跟踪调查:加铺土工布试验段的病害对比未加铺土工布同步碎石封层路段严重;由裂缝发展情况图可知,在同步碎石封层施工前两段路裂缝发展较快。施工后,加铺土工布试验段经过半年多的时间反射裂缝只有1条,长度1.2 m;未加铺土工布段则由1条发展为2条,裂缝长度由2.3 m发展为3.7 m。显然加铺土工布试验段反射裂缝的发展要缓慢得多,而未加铺土工布段虽然在竣工初期效果较好,但裂缝很快便反射到表面。因此,就竣工半年时间的使用效果来看,土工布一定程度上减少和延缓了反射裂缝,延长了罩面使用寿命。

6)经济可行性分析:土工布试验段相对于未加铺土工布段每平方成本增加15.5元(土工布6.5元/m2+增加沥青用量1.3 kg×4.5元/kg+机械及人工费2.2元+3%间接费0.44元+3.41%税金0.51元);同步碎石封层单价13.8元/m2,合计费用成本为29.3元/m2。从试验效果来看,同步碎石封层工程中应用土工布后,至少延长养护周期三年以上,未采用土工布路段按照三年维修费25元计算,两者相比不难看出采用土工布后虽单位面积维修成本有所增加,但随着维修周期的延长,年维修成本降幅较大。

4 结语

面对公路路面养护的严峻形势,尤其对于我省公路养护工作来讲,由于地处内地省份、科技相对落后、经济发展较慢、建设资金紧缺,所以必须加大科技创新力度,开拓创新,坚持科学发展观,大力促进养护新技术、新材料、新工艺的应用,提高养护质量,降低养护成本,全面提高我省公路路面养护技术水平,达到又好又快的发展。

摘要：介绍了土工布的发展过程,研究了土工布在沥青路面养护罩面工程中的作用机理及施工注意要点,通过土工布在沥青路面养护罩面工程中的应用实例分析,证实了土工布防治裂缝技术在路面养护工程中的可行性与实用性。

关键词：路面养护,裂缝,土工布,应用

参考文献

土工布的应用 篇9

沥青混凝土路面在长期使用过程中, 经常会出现纵向的或横向的裂缝、网裂沉陷等各种病害。对于此类病害加固补强的方法是在旧路面上加铺沥青混凝土加铺层。

该修复措施常规做法是在旧路面上直接加铺面层, 然而路面有大量的纵向和横向的裂缝、网裂沉陷, 在温缩及荷载作用, 造成沥青类面层在原裂缝处反射开裂, 较大的反射裂缝会导致雨水渗入, 从而引起沥青罩面层新的病害。如何减缓道路反射开裂一直是许多道路工程师和科学家们研究的热门课题, 随着新材料、新技术的应用, 使用土工织物——土工布是目前防止沥青罩面层反射开裂行之有效的、经济合理、安全可靠、简单易行的成功方法。现结合自己的施工实践, 对土工织物——土工布在旧路改造中的应用进行论述。

2 沥青罩面层开裂原因分析

沥青罩面层开裂, 主要是由于旧路面水平及竖向位移产生的反射裂缝。

反射裂缝的机理是由于旧面层在接缝或裂缝附近的位移, 引起接缝或裂缝上方沥青混凝土加铺层内出现应力集中所造成的, 并且允许有垂直位移和水平位移。在旧路面与加铺层之间设置土工织物——土工布粘结层可以使沥青混凝土加铺层底面的应力或应变因离开应力集中的接缝或裂缝端部而降低。因为土工布具有整体的强度和一定的变形量, 那么旧路面产生应力变化发生裂缝时, 到了土工布加沥青这一层, 这种释放的应力即会迅速为土工布所吸收, 向上不会再有多少传递, 而附着在土工布上的沥青是有一定粘弹性不能随沥青混凝土而开裂, 并进一步防止了路面雨水的下渗, 同时也可以改变加铺层结构的抗拉和抗剪切能力, 从而可以有效减少由荷载、温度、地基脱空等产生的不利影响和提高沥青混凝土加铺层的抗反射裂缝能力;且根据研究, 在加铺层底部加设专用土工布粘结间断层, 延缓反射裂缝的效果非常明显。

3 土工布在防治反射裂缝中的作用分析

当沥青罩面层由于旧路面位移产生的拉应力超过沥青罩面层的抗拉强度时, 沥青罩面层自然会开裂, 由于沥青罩面层开裂, 在自然环境因素作用下 (雨水、湿气、粉尘等) , 导致罩面层发展成更为严重的病害破坏。土工布具有整体的强度和一定的变形量, 那么旧路面产生应力变化发生裂缝时, 到了土工布加沥青这一层, 这种释放的应力即会迅速为土工布所吸收, 向上不会再有多少传递, 而附着在土工布上的沥青是有一定粘弹性不能随沥青混凝土而开裂, 并进一步防止了路面雨水的下渗。其主要作用机理如下。

3.1 由于旧路面温缩位移是连续的, 土工布减小了面层与基层间的结合力, 经计算, 加设土工布后, 原来二层界面处的结合力明显减少, 由此使罩面层最大拉应变减小。

3.2 由于土工布具有整体的强度和一定的变形量, 旧路面位移可通过土工布使应力扩展至更宽的范围, 从而缓解了裂缝处的应力集中。

3.3 由于附着在土工布上的沥青是有一定粘弹性不能随沥青混凝土而开裂, 并进一步防止了路面雨水的下渗, 避免基层进一步恶化。

3.4 由于土工布具有隔离排水作用, 可以有效地阻止路基地下水对路面的侵蚀, 减小沥青罩面层在反射开裂处的剥离破坏。

3.5 土工布夹层材料可减缓原路面温降, 减小原路面位移量。

4 土工布技术要求分析

综上所述, 采用土工布作为旧路面加设沥青罩面层的夹层材料是防治反射裂缝的一种有效措施。但土工织物的性能将直接影响防反射裂缝的效果。土工织物应满足以下技术要求。

4.1 土工织物应采用非织造针刺土工织物, 其单位质量不应大于200g/m2;极限抗拉强度宜大于8k N/m, 耐温性宜在170℃以上。

4.2 玻璃网的孔眼尺寸宜在其上沥青面层材料最大粒径的0.5~1.0倍, 极限抗拉强度应大于50k N/m。

5 施工工艺要求

5.1 基本施工工艺如下:

清理旧有路面→修补裂缝及接缝→喷洒沥青粘层→铺设土工织物 (满铺或铺缝) →铺设沥青混凝土面层→碾压。

5.2 根据以上施工工艺过程, 各工序施工要求如下。

5.2.1 清理旧有路面。 (1) 首先将路面清扫干净; (2) 将路面上尖锐的部分予以铲除; (3) 对于路面严重裂缝、破碎处, 应铲除其破碎部分, 并且用粗粒式沥青混凝土补平; (4) 较严重凹处, 应采用沥青混凝土填平。

5.2.2 接缝处理。 (1) 用高压空气清除接缝内杂物 (水、脏物、土、杂草、油脂、废物等) ; (2) 接缝采用沥青混合料 (沥青及石粉混合料) 填筑。

5.2.3 在清扫干净的旧路面上用小型沥青洒布机按0.7~1.1kg/m2喷洒粘层乳化沥青, 幅宽为2.0m。

5.2.4 在大气温度10℃以上, 路面不潮湿时喷洒粘层乳化沥青。

5.2.5 在喷洒粘层乳化沥青后, 待粘层沥青已破乳时开始进行土工格栅铺设。铺设完土工格栅后, 用轻型胶轮压路机在其上作适度碾压, 以确保土工格栅与原路面有良好的粘接。

5.2.6 采用土工格栅铺筑设备, 人工一次摊铺土工格栅。对不平整处, 应用摊杆推平, 如遇到弯道, 应将弯道内侧的土工格栅用剪力裁开, 然后将一侧推平, 涂刷沥青, 再将另一侧叠盖搭接, 铺设时应保证平顺并使纵横向张紧。

5.2.7 一卷土工格栅摊完后, 再喷洒另一幅土工格栅的粘层沥青。铺设时土工格栅的搭接:纵向距离不小于15cm, 横向距离不小于10cm;要在前一幅摊好的土工格栅上补洒20cm的沥青带, 然后再摊铺第二幅土工格栅。按此铺摊的工艺顺序直到半幅路面的土工格栅铺满, 并超出半幅路面宽度20cm, 以便与第二幅路面的土工格栅搭按。

5.2.8 铺设沥青混凝土面层。采用热拌、热铺沥青混凝土, 沥青混凝土罩面层厚度以不小于5cm为适宜。

5.2.9 碾压。 (1) 碾压时压路机从路边起压向路中, 三轮式压路机每次重叠宜为后轮宽1/2, 双轮式压路机每次重叠为30cm。不得在新铺沥青混凝土上转向调头及左右移动或突然刹车。 (2) 碾压速度初压1.5~2km/h;复压2.5~3.5km/h;终压2.5~3.5km/h。

6 结论

土工布在旧路补强中防止反射裂缝是一种行之有效的、经济合理、安全可靠、简单易行的方法。但旧路面的损坏状况很复杂, 需要考虑的影响变量、参数较多。在施工时应因地制宜、综合考虑各种因素, 对各种因素进行分析比较, 并结合实践经验确定加铺层的最终厚度。采用优良的土工布 (满足技术要求) , 按规范认真施工, 就能有效的减缓反射开裂, 降低维修成本, 取得良好的社会效益和经济效益。

参考文献

[1]GB50290-98, 土工合成材料应用技术规范[S].

土工布的应用 篇10

【关键词】水利工程；施工；土工合成材料

水利工程在目前我国的社会发展起着越来越重要的作用，对于促进工农业生产十分关键。然而我国作为一个水资源较为紧张的国家，因此在目前的水利工程建设中对于节能环保要求也提出了新的看法。因此，在目前的水利工程建设中，以新材料、新技术为主进行施工受到人们的关注。土工合成材料作为目前工程项目中最为常见的一种，成为当前水利工程施工人员研究和探讨的热点话题之一。

1.土工合成材料概述

1.1材料概念

土工合成材料是随着科学技术和各种化学材料综合形成的一种新型岩土工程，这种工程模式是以合成纤维、塑料和橡胶等化学聚合物为基础原料形成的一种综合性材料体系，是通过将这些合成材料置放在土体以及各种土体结构之间，从而形成一种具备保护条件和土体土体条件的工作模式和方法。这种方法在目前的应用中已经形成了土工膜、土工织物和土工符合材料等多种类型体系，同时在水工建筑结构的施工中应用较为广泛，已成为了目前建筑工程施工项目中最值得我们关注和研究的话题。这主要是由于土工合成材料在应用的过程中具备着重量轻、施工和搬运方便且施工强度高、耐腐蚀性能好以及价格低廉的优势而引起的。

1.2使用范围

近年来的社会发展中，随着人们对于各种建筑结构施工要求的不断提高，其施工质量和施工技术也得到了人们的高度重视和关注。就目前的社会发展而言，这种材料已成为目前土木工程和岩土工程施工的关键所在。尤其是在水利工程的基层施工中，其主要使用者防渗墙结构、坝体结构和渠道衬砌施工之中。同时，伴随着节能、环保和可持续发展社会观念的提出，这种材料在施工中由于其节能环保优势好而得到得到人们的关注与重视。我国作为一个农业大国，在改革开放的多年时间里，由于水利工程整体性和抗渗性不科学而造成了施工质量和施工效益影响，更是造成严重的水资源浪费现象。因此，在目前的水利工程建设中，各种新材料的应用受到人们的重视，而土工符合材料也得到人们的关注。

2.土工合成材料施工技术

土工合成材料的应用是出自于岩土工程建设的一种新型材料体系，其在水利工程建设中发挥着不可忽视的作用与意义，同时其在应用的过程中不仅是在各种基础结构之中的应用，同时更是广泛的应用在各种主体结构施工模式。而且在施工的过程中，由于施工材料的不同而对于工程的设计原理、物料使用量的计算以及施工工艺等方面都提出了新的认识和要求。防渗土工合成料作为目前最为常见的一种，其在目前工程施工中得到了人们的重视，同时对于施工方法的研究也成为我们关注的重点。下面就施工中存在的各方面要求进行了系统、深入的总结和研究。

2.1坡面铺膜防渗

在目前的土工合成材料施工的过程中，坡面铺膜是最为常见的工程模式，其在施工的过程中，施工技术和施工体系是最为关键的模式。就当前的就当前的水利工程施工而言，其多数工程项目都是以土石坝为主的坝体结构模式，这种施工方式的选用对于整个工程的施工而言极为关键，同时在施工的过程中还需要对焊接工艺进行系统控制。焊接技术的应用直接决定着焊接工程质量，同时也决定着整个工程的施工效益要求。因此，在施工的过程中复合土工膜的施工极为关键和重要。

2.2堤身削坡与堤脚开挖

堤身削坡和堤脚开挖可采用人工配合机械施工，堤身按设计要求进行削坡，使其坡度达到设计标准，削坡后仔细清面，尽可能将坡面清理干净，整体上满足平整度要求，堤身堤顶分别开挖止滑槽。堤脚基础按设计断面开挖，达到相对不透水层后再向下开挖1m，宽1m深的沟槽，并清理开挖断面，同时做好基坑排水及基坑边坡稳定工作。完成以上工作后，施工和测量人员再进行堤坡规格检查，并做好实地施工记录和填写堤坡工程验收单，请监理工程师验收签证后，即可铺膜。

2.3施工铺设复合土工膜

在进行坝体土工膜铺设时，可以是顺坝轴方向铺设，最好是垂直坝轴线铺设。但是为了减少焊缝的长度，通常采用顺坝坡铺方案。对于高坝来讲，土工膜铺设通常采用坝上部分垂直坝轴线来铺设，不但能满足应力最小要求，也能满足焊缝少的特点；坝底可采用顺坝铺设，以减少焊缝。复合土工膜铺设时，要按设计及规范要求，从堤顶铺到坡底基槽，并埋入相对不透水层。铺设完毕后，应尽快回填堤脚和上部护坡，以避免开挖断面局部土质差而产生滑坡，铺膜时，注意张驰适度，避免应力集中和人为损伤，要求土工膜与地基结合面务必吻合平整，切不可有上、下游方向凸出的褶皱。

3.渗土工合成材料在工程施工中常出现的问题

防渗土工合成材料在工程施工中经常出现的问题有：经常遭受石块或其他尖棱物的穿刺破坏；由于土工薄膜缺少约束支撑，在承受水压力和土压力时易于被鼓破；薄膜受到下层气体或液体的顶托产生应力集中导致破坏；铺设在支撑土与混凝土面板之间的土工薄膜由于受到温度、重力、土体位移、浪击和水位变化等因素的影响，可能引起界面滑动，使土工薄膜产生过度拉伸、撕裂或擦伤；在斜面上用土或混凝土面板保护土工薄膜，当水位骤降时，土体中的孔隙水压力和库水位失去平衡而造成失稳滑动。只要按照施工规范和施工组织设计施工，确保施工质量，就可避免或减少类似问题的出现。

4.结束语

土工布的应用 篇11

关键词：土工布,沥青混凝土罩面,裂缝防治,应用

1 前言

广西现有的水泥混凝土路面, 有相当一部分接近或已超过设计年限, 且由于交通量剧增, 汽车超载日益严重及设计、施工等方面的原因, 导致路面损坏日渐加重, 影响了道路的使用功能, 以致越来越多的旧水泥砼路面迫切需要进行大修、改造。在旧水泥砼路面上加铺沥青混凝土面层作为一种典型的改造措施, 目前普遍地被国内旧路改造工程所采用。但加铺的沥青混凝土常出现反射裂缝, 会很大程度上影响到加铺层的使用寿命。如何防治、减缓反射裂缝, 也就成了许多道路工程师重视和普遍研究的课题。近年的试验研究表明, 使用专用土工布是减缓沥青加铺层反射开裂的一种有效的、经济实用的方法。

广西柳南高速公路全长83.967km, 工程于1999年9月建成通车, 其水泥混凝土路面已使用了十多年。为解决路面板出现的断裂、错台及板底脱空等病害问题, 彻底改善路况质量, 经研究采取了加铺沥青混凝土面层的工程改造方案, 于2010年2月10日开工建设。

2 沥青加铺层开裂的成因分析

旧水泥混凝土路面上加铺沥青层是一种特殊的路面结构, 由于旧路面板接缝、裂缝的存在, 当车辆通过不连续的板块时, 沥青混凝土加铺层中由于接裂缝两侧路面在荷载作用下产生垂直方向的相对位移, 使沥青加铺层在接裂缝处出现最大的弯拉应力, 并在附近形成最大的剪应力, 这种剪应力是沥青混凝土加铺层产生荷载型反射裂缝的最主要原因。另外, 由于路面暴露在大气中, 受气温周期性变化的影响, 沥青加铺层和旧水泥混凝土板都会膨胀、收缩, 产生水平位移, 形成温度应力。由于旧水泥混凝土路面的应力在接缝处不连续, 因此沥青加铺层同时承受它本身以及旧路面所产生的温度应力, 特别是在冬季气温较低时, 沥青混凝土加铺层会因为与接裂缝对应处的拉应力过大而开裂, 形成所谓的温度型反射裂缝。研究发现, 温度变化引起的水平位移是产生反射裂缝的重要因素。在温度、湿度及荷载应力的综合作用下, 裂缝不断向上开展, 最后反射到沥青面层表面。周而复始, 路面沥青加铺层的整体性将不可避免地遭到破坏, 影响到加铺层的使用寿命。

3 土工布防裂、缓裂的作用机理

根据上述分析, 为防止、减轻反射裂缝破坏, 延长道路的使用寿命, 必须对原有接缝、裂缝进行处理。在旧水泥混凝土路面与加铺层之间铺设一层专用土工布, 使加铺层与旧砼路面之间形成弹性的间层, 能起到缓裂、防裂的作用。其主要作用机理如下:

3.1 土工布减小了加铺层与旧砼路面层间的结合力。

研究表明, 有了间层, 原来二层界面处的结合力明显减小, 由此使加铺层最大拉应变减小。虽然界面强度下降, 却仍足以防止界面上下的相对位移而保持连续。

3.2 由于土工布具有较高的强度和较大的延伸性, 能起到应力吸收夹层的作用。

土工布间层将反射裂缝应力由垂直方向转为水平方向, 并使应力扩展至更宽范围, 从而缓解接裂缝处的应力集中, 起到了消散水平应变和传递竖向荷载的作用, 并且增强沥青混凝土的整体抗拉强度, 延缓反射裂缝的产生。

4 土工布的技术特性及要求

综上所述, 作为间层材料, 土工布必须应具有较高的抗拉强度和较大的伸延度, 否则在加铺层应力的作用下会被撕裂;同时由于沥青摊铺时粘层油和混合料的高温要求, 土工布又必须具有较高的熔点, 以保证摊铺沥青时不会卷缩变形。一般情况下, 沥青路面专用土工布应具有以下特性:

4.1 耐高温。

其熔点一般不应低于170℃, 较好能达到200℃以上, 以防止在沥青摊铺时产生高温下的收缩变形, 保障土工布本身性能的稳定。

4.2 抗拉强度高。其极限抗拉强度应大于等于8KN/m2, 断裂伸长

率不小于50%。

4.3 均匀性好。土工布为各向异性材料, 为保证强度均匀, 对无纺土工织物纵横两向的强度比, 一般要求不大于1.2。

4.4 吸附性、渗透性强。土工布要求表面均匀, 可以均匀吸收、渗透沥青并达到饱和, 使之与路面充分粘结。

5 铺设工艺要求

土工布施工质量的好坏对土工布的使用效果有很大的影响, 因此正确地铺设土工布尤显重要。其基本的工艺要求如下:

5.1 清扫旧路面

人工或机械清扫、清洗路面后, 再使用压缩空气彻底清除旧路表面的灰尘, 使路面保持干净、干燥。

5.2 喷洒粘层沥青

采用沥青洒布机在旧路面上均匀喷洒一层约0.3~0.5L/m2的粘层沥青。粘层油可采用乳化沥青或热液体石油沥青, 但其基质沥青应选用与沥青面层相同的沥青。当气温低于10℃时, 不得洒布粘层油。

5.3 铺设土工布

待粘层乳化沥青破乳或热液体石油沥青的稀释剂基本发挥后, 即可进行土工布的铺设。土工布可以用人工或专用设备铺设。本工程土工布设计宽1m, 骑缝铺贴两侧各50cm。铺设时, 应将土工布烧毛粗糙的一面朝上, 拉紧、拉平直, 给予土工布一定的预张力, 且避免折叠起皱。土工布纵、横向的搭接宽度一般不小于10厘米, 纵向搭接应根据沥青摊铺方向将后一端压于前一端部之下, 搭接处的结合面应涂满粘层油。土工布铺设后, 应在表面用轻型工具碾压, 使土工布与旧路面紧密粘结。土工布铺设后, 可立即进行下封层或沥青下面层的施工。

6 其它需注意的问题

土工布防治沥青加铺层反射裂缝要取得成功, 除了土工织物本身的性能和铺设质量必须得到保证外, 还应充分考虑旧路病害、沥青混凝土材料等多方面因素的影响, 加强对这些问题的处理及全面质量控制, 达到综合防治的目的。

6.1 旧水泥砼路面病害的防治处理

沥青混凝土路面属柔性路面, 面层的强度直接取决于基层的强度, 基层强度不足将直接导致面层的破坏。因此, 必须首先对旧水泥砼路面板进行防治处理。主要措施包括:将旧路面上尖锐凸出部分铲除;凿平或用沥青砂调平板块错台严重部位;更新或补灌旧路面板接、裂缝;将破碎板挖除进行水泥砼修复;对板底脱空采取压浆补强处理等。这样才能较好地发挥旧水泥混凝土路面作为高强度基层的作用。

6.2 沥青混凝土加铺层厚度的确定

有人认为, 由于土工布的使用, 沥青加铺层的厚度可以设计得很薄, 这种观点其实是错误的。土工布虽然可以有效地改善沥青加铺层的应力分布, 但不可以使加铺层厚度减薄很大。加铺层厚度过薄或过厚其实都不可取。据有关试验表明, 当加铺层厚度达到6cm以上时, 抗反射裂缝效果才随厚度增加而提高;当厚度在10cm左右时, 可有效地防止受拉疲劳产生的次生裂缝, 并可降低车辆荷载引起的剪应力;但过厚的沥青混凝土面层由于高温蠕变影响则易产生车辙, 而失去旧水泥混凝土板作基层所产生的强基薄面的优势。

7 结语

7.1 在旧水泥砼路面与沥青加铺层之间铺设专用土工布, 能有效地防止加铺层的反射开裂。

合理的加铺层设计, 优质土工布的选用, 及其铺设质量的保证, 对确保土工布的最佳使用效果非常重要。

7.2 柳南高速公路沥青加铺层工程完工后两年来的运营表明, 应