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土工合成材料在公路建设中的应用
【摘要】土工合成材料作为一种新型的道路建筑材料在公路建设中已得到了广泛的应用,其在不同的应用场合,发挥着不同的功能。文章主要结合工程实例简要介绍土工合成材料(土工布和土工格栅)在路面裂缝防治及处理路基软土地基的应用。
【关键词】土工布;土工格栅;公路工程;应用
1 前言
半刚性基层是目前公路路面工程的主要结构形式,它具有强度高、水稳定性好、刚度大、变形小等优点,但同时带来一个在施工过程中非常难以克服的难题----裂缝。基层开裂后,会使沥青路面底部出生较大的应力集中,该房屋的沥青路面最可能发生反射裂缝,它在诸如雨水、氧化、粉尘等环境因素的作用下,会使裂缝迅速向四周扩散、延伸,是路面早期破坏的主要原因之一。为了既能防止基层裂缝反射到面层上来,又能防止地表水下渗的双重作用,许多工程改建、维修中采用土工布进行裂缝治理,采用土工格栅进行软土路基的治理。
2 土工合成材料介绍
土工合成材料包括土工膜袋、土工网、土工网垫、土工格栅等。它的制造过程是首先把聚合物原料加工成丝、短纤维、纱或条带,然后再制成平面结构的土工织物。土工织物按制造方法可以分为有纺土工织物和无纺土工织物。有纺土工织物由两组平行的呈正交或斜交的经线和纬线交织而成。无纺土工织物是把纤维作定向的或随意的排列,再经过加工而成。按照联接纤维的方法不同,可分为化学联接、热力联接和机械联接三种联接方式。
按照联结纤维的方法不同,可分为化学(粘结剂)联结、热力联结和机械联结三种联结方式。
土工织物最突出的优点是重量轻、整体连续性好,施工方便,抗拉强度高,耐腐蚀和抗微生物侵蚀性好。
鉴于土工合成材料(土工布和土工格栅)具有优良的抗拉力学特性,工厂化批量生产、稳定的质量和下沉简易的施工特点,已被广泛应用于土木工程各个领域。
在道路路面工程中,土工布主要应用于路面罩面,防止路面反射裂缝,延缓反射裂缝发生和发展。在路基工程中,主要选用土工格栅来处理软土地基,加速地基的固结,提高地基承载力。
3 土工布应用于路面裂缝的防治
方案选定
在山西,有很多的公路承担着晋煤外运的重任,随着交通量的不断增加和运煤车辆的单车载重的大幅度增加,许多道理现已出现大面积的裂缝、沉陷等病害,虽经多次大面积挖补,仍不能阻止病害的发展。在这些道路的修建过程中,为了保证在工程建设期间不出现路面早期破坏,同时也为了缩短工期,较大规模地采用土工布用于路面裂缝的防治与治理,收到了较好的效果。
土工布防止反射裂缝的作用机理
为保证工程质量,对土工布的规格加以严格控制,选用了压缩性小、规模大、化学作用稳定、浸透沥青性能良好的聚酯长丝无纺土工布。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。
首先,由于土工布的存在,减少了罩面层与基层的结合力,虽然界面强度下降,但足以防止界面的上下相对位移而保持连续。
其次,土工布具有耐高温的优良性能,沥青混合料热铺时温度高达150℃以上。而土工布在该温度下不出现熔化和软化,否则,将起不到应有的作用。t010/140土工布以聚酯为原料,熔点高达230℃,摊铺时性能稳定不会发生任何变化。该土工布与沥青混合料、沥青胶油有较好的结合性,正常的施工步骤是先在基层顶面上均匀喷洒沥青胶油,再铺