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随着加筋技术的发展和土工合成材料加筋理论的不断完善,新型的土工加筋材料不断涌现。土工格栅的出现,对公路工程的发展起到了重要的推动作用。但由于不同的土工产品的作用不同,正确选择合适的材料对公路工程的质量保证起到了关键作用。 土工格栅是聚合物材料经过定向拉伸形成的具有开口网格、较高强度的平面网状材料。常用的聚合物有聚丙烯、高密度聚乙烯、玻璃纤维、涤纶、合成纤维等。土工格栅分为塑料土工格栅、钢塑土工格栅、玻璃纤维土工格栅和玻纤聚酯土工格栅四大类。 一、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,而双向拉伸格栅则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。 (一)塑料土工格栅的基本特性 1、力学性能:由于在制造过程中,经过了定向拉伸,使聚合物分子沿拉伸方向定向排列,加强了分子链间的联结力,大大提高了其抗拉强度,甚至比软钢强度还大,延伸率却很小。土石料在网格内互锁力增高,它们之间的磨擦系数也显著增大。 2、抗温度性能:由于拉伸作用,使其抗高温性能也提高。 3、耐久性能:由于土工格栅中加入炭黑等老化材料,使它具备较好的耐酸、耐碱、耐腐蚀、抗老化等耐久性。 4、施工性能:土工格栅重量轻,与土或碎石咬合力强;抗酸碱、耐腐蚀、耐老化;柔性、质轻易施工。塑料土工格栅是有一定柔性的塑料平面网材,易于现场裁剪和连接(可用聚乙烯绳或连接棒连接),也可重叠搭接,便于现场组装成所需形状,且在施工过程中折曲影响小,施工简单,不需要特殊的施工机械和专业技术人员。 (二)塑料格栅视单、双向应用场合分别如下: 单向土工格栅适用于公路及铁路路基、路堤、边坡加筋、各类挡墙加筋、江河海坝的加筋及堆场加筋、桥台加筋、较浅层基础的加筋。广泛应用于各类加筋挡土墙。双向格栅适用于公路及铁路路基、路堤加筋、浅层基础加筋、大型广场、车场、码头货场、堆场等 性承载的地基增强,河道路基加筋,防治沥青混凝土路面反射裂缝等。广泛应用于路基、路堤加筋和浅层基础加筋。
土工格栅的应用及作用机理土工格栅的应用很广泛,在水利工程、工民建工程和公路工程均有着大量应用。公路方面主要集中在以下方面:1)布置在沥青混凝土面层以下,减少反射裂缝、提高抗车辙能力和增加抗疲劳性能。2)应用在粒料基层中间以防止产生过大的 变形和疲劳破坏。3)土方路基施工中软弱地基的处理,保证路基承载能力,减少土方工程量。土工格栅的作用机理如下:1)格栅表面与混合料的摩擦作用。2)混合料对格栅筋肋条和节点的被动阻抗力作用。3)格栅上的孔眼对混合料的锁定作用。2.课题的提出改建路面结构设计,很大程度上取决于原路面的状况。土工格栅放在什么位置,起什么改善作用是值得研究的问题。本项目将结合豫20线茨沟至舞阳界段改善工程,将土工格栅放在基层下部,主要解决土工格栅材料选择、含有土工格栅的改建路面结构力学分析、施工工艺等方面的问题。为路面改建工程中合理应用土工格栅提供科学依据。近年来,国内外也进行了相关的研究,但大都是针对以上三个方面,没有进行以下研究:传统理论与有限元相结合的研究、各种土工材料性能及其对比的研究、土工格栅应用于基层以下的研究、土工格栅对路基加宽新旧结合部的研究。
钢塑复合土工格栅:
钢塑复合土工格栅由高强度钢丝通过高密度聚乙烯包裹成高强度条带,按平面经纬成直角,经超声波焊接成型的土工合成材料,根据工程需要来用不同网孔直径及钢丝根数来改变筋带的拉力大小。
二、钢塑复合土工格栅有什么特性:
1、钢塑复合土工格栅的拉力由经纬编织的高强钢丝承担,在低应变能力下产生极高的抗拉模量,纵横向肋条协同作用,充分发挥格栅对土体的嵌锁作用。
2、钢塑复合土工格栅的纵横向肋条的钢丝经纬编织成网,外包裹层一次成型,钢丝与外包裹层能协调作用,破坏伸长率很低(不大于3%)。钢塑复合土工格栅的主要受力单元为钢丝,蠕变量极低。?
3、通过生产过程中塑料表面的处理,压制有粗糙的花纹,以增强格栅表面的粗糙程度,提高钢塑复合土工格栅与土体的摩擦系数。
4、钢塑复合土工格栅的幅宽可达6m,实现高效、经济的加筋效果。
5、钢塑复合土工格栅采用的高密度聚乙烯可以确保:在常温下不会受到酸碱及盐溶液,或油类的侵蚀;不会受到水溶解或微生物的侵害。同时,聚乙烯的高分子性能也足以抵抗紫外线辐射所造成的老化。格栅受力后纵横肋条协同作用,不会产生结点的拉裂或破损。而实际工程中,在填料的压实后,因此未受到紫外线光和氧的侵蚀,因此完全可以满足性工程建设的要求。
?三、钢塑复合土工格栅的工程应用:
?可用于公路、铁路、路堤、桥台、施工便道、码头、护岸、防洪堤、水坝、滩涂治理、货场、渣场、机场、运动场、环保建筑、软土地基加固、挡墙、护坡和路面抗劣等土木工程。?????特点:
1、强度大、蠕变小、适应各类环境土壤,完全可以满足高等级公路中的高大挡墙使用。
2、能有效的提高加筋承载面的嵌锁、咬合作用、极大程度的增强地基的承载力、有效的约束土体的侧向位移,增强地基稳固性能。
?3、与传统格栅相比更具有强度大、承载力强、抗腐蚀、防老化、摩擦系数大、孔眼均匀、施工方便、使用寿命长等特点。
4、更适应于深海作业、堤岸加固,从根本上解决了其他材料做石笼因长期受海水冲蚀而造成的强度低、耐腐蚀性能差、使用寿命短等技术难题。
5、能有效的避免在施工过程中被机具碾压、破坏而造成的施工损伤。
??四、钢塑复合土工格栅工程施工方法
1、土工格栅的铺设面应较为平整,铺设层经验收合格后,为防纵向歪斜现象,先按幅宽在铺设层划出白线或挂线,即可开始铺设,然后用U型钉固定格栅的端部(每米宽用钉4根,均匀距离固定)。
2、固定好格栅端部后,用铺设机或人工方法将格栅缓缓向前拉铺,每铺10米长进行人工调直一次,直至一卷格栅铺完,再铺下一卷,操作同前。
3、接铺:以卷长为单位作为铺设的段长,应铺格栅的段长内铺满以后,再整体检查一次铺设质量,然后接着铺设下一段。
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