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关于道路与桥梁工程中土工合成材料的应用

发表时间：2020/7/2 来源：《基层建设》2020年第6期作者：张铭

[导读] 摘要：本文主要就道路与桥梁工程当中土工合成材料的应用，展开了相关的分析与研究，首先对其材料的类别进行了简要的介绍，而后针对土工合成材料的隔离、防护、加筋等功能进行了深入的研究，结合本次研究，最终提出了将土工合成材料用于结构层、路堤加筋、软土路基当中等实际应用策略。

        辽宁省交通运输事业发展中心辽宁省沈阳市 110005
        摘要：本文主要就道路与桥梁工程当中土工合成材料的应用，展开了相关的分析与研究，首先对其材料的类别进行了简要的介绍，而后针对土工合成材料的隔离、防护、加筋等功能进行了深入的研究，结合本次研究，最终提出了将土工合成材料用于结构层、路堤加筋、软土路基当中等实际应用策略。最终希望借助于本次研究的分析与探讨，能够为土工合成材料的应用提供一些可供参考的内容。
        关键词：道路与桥梁工程；土工合成材料；应用
        1 土工合成材料的种类与分类
        对于土工合成材料来说，其涉及到的具体类型还是比较多的，尤其是随着当前科学技术手段的不断发展和创新研究，土工合成材料的类型更是越来越丰富，比如土工织物、复合型土工合成材料、土工膜等都是常见的一些土工合成材料。其中土工织物主要是由高分子聚合物合成的，比如纺土工织物、无纺土工织物等均是土工织物。而土工膜是采用较低透水性的聚合物、沥青以及合成的纤维和织物加上适当的填充材料和外加剂合成的材料，其主要特性是具有较好的防水性、抗变形性和耐久性，大多数情况下，其厚度在 0.25 一 7.5mm 之间。土工膜可以改进荷载分布情况;有效减少填料层厚度的同时具有抗变形、耐强度的要求;防止土体的侧向位移;一定的抗拉性，有效减少裂缝的产生;增加土层的刚度。在大多数情况下，复合型土工合成材料是指土工格栅、土工网以及超轻型土工合成材料。实际上，除了上述比较常见的一些土工合成材料之外，还存在着很多其它一些类型的土工合成材料类型，这些土工合成材料一般都是一些复合型材料，比如土工膜袋、土工格室等。
        2 土工合成材料的功能
        2.1 隔离作用
        在路桥施工过程中，通常需要选用承载力较大的材料，随着使用时间的推移，部分材料之间便会产生相互粘黏的情况，如果能将土工合成材料用于这些易粘黏的材料之间，隔开这些材料，使其在承载力较大的时候也能避免出现材料变形粘黏的问题，从而在整体结构上保持材料的完整性。土工合成材料拥有良好的隔离作用，很好地解决了道路与桥梁施工中材料之间的隔离问题，有效地提高了道路与桥梁的质量。
        2.2 防护作用
        对于道路与桥梁工程项目中土工合成材料的应用来说，其能够发挥的另外一个重要作用就是防护作用，这种防护作用主要就是指其能够较好的针对道路与桥梁工程项目中的相关作用力进行较好的控制，进而也就能够有效提升其最终的整体应用价值和水平。具体来说，在当前道路桥梁工程项目的施工建设中，施工材料的应用不可避免的会受到一些外部压力的影响和干扰，这也就对于施工材料的应用提出了更高的要求。从这一方面来看，土工材料的应用确实发挥出了较强的积极作用，其能够针对这种外部的作用力进行较好的控制，进而也就能够有效地提升其分解力的作用效果，并且处于整个结构中间的土工合成材料还能够较好的提升其对于上层材料和下层材料的防护效果，避免其受到较大的不良干扰。
        2.3 滤层作用
        对于道路桥梁施工中土工合成材料的应用来说，其还能够较好的发挥出滤层的作用和价值，这一方面的作用表现也是极为突出的，尤其是对于桥梁工程项目以及对于排水要求较高的一些道路工程项目来说，这种土工合成材料的应用更是极为突出。基于这种滤层的作用体现来说，其主要就是指合理的运用土工合成材料针对相关工程项目中的水分进行较好的排除，但是却能够较好的保护相应的土壤成分，避免出现土壤的流失问题，在这一方面，土工织物的应用是极为常见的，值得引起高度的重视。
        2.4 排水作用
        对于道路与桥梁工程中土工合成材料的应用来说，排水作用也是极为重要的一种作用体现，这一方面的积极作用确实能够较好的提升工程项目的施工质量水平，尤其是对于一些基础结构成分来说，其应用价值还是比较突出的。

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比如在道路桥梁工程项目中软土路基的处理过程中，就能够较好的运用这种土工合成材料进行恰当的处理，保障其能够有效地发挥出排水的作用和效果，改善基础结构的性能，促使其能够更好地服务于道路与桥梁工程项目。
        2.5 加筋作用
        在道路桥梁工程项目中，土工合成材料的应用还可以起到加筋的作用和价值，这种加筋作用主要就是能够较好的提升道路与桥梁工程项目的抗拉强度，并且还能够较好的将相对应的传递拉应力分布到其他不同的地方，很好地限制侧向位移，提高其摩擦力，尽可能地抑制减少土体或路面结构的变形，具有加筋功能。土工格栅的加筋作用相对其他土工合成材料较好，在格栅孔口可以将土粒嵌人，产生较大的摩擦力，进而将土体的强度提高。
        2.6 防渗作用
        由土工膜和复合型土工合成的材料，还可以作为道路与桥梁工程中的防渗材料来使用。而其在具体使用于某一项具体工程时，这些作用的具体呈现和发挥必须要分清主次，也就是说要明确想要促使该土工合成材料能够达到的主要目的和价值是什么，然后在满足这一作用的基础之上，再进行其他作用和价值的分析和判断，不断提升其应有的价值和应用效果，这一点在一些对于土工合成材料要求比较复杂的工程项目中显得更是极为突出。比如如果是在软土基上修路，那么就应当适当“加筋”处理，在此基础之上，才能够设计其它方面一些作用的呈现。
        3.材料的具体应用
        3.1应用于结构层当中
        一般来说，对于一些等级较高的公路，它需要的基层强度较高，需要将面层薄化，因此，在进行路面的结构层施工时，需要加入高模量的土工合成材料进行施工，才能保障路面结构层的拉伸强度，确保道路内部结构的完整性与稳定性。因此在实际的施工中，需要采用具有高模量的土工织物或者玻璃纤维网，弹性模量要在25～30KN/m以上。
        3.2应用于路堤加筋中
        一般来说，在进行道路、桥梁工程的施工时，如果需要在地基较为软弱的土体上进行施工，就需要控制土体的侧方压力，防止路堤能够移动至两侧的位置上，近年来随着土工合成材料的不断推广，在土质边坡中，已经开始采用土工格栅作为加筋材料，提高土质边坡的稳定性，减少边坡滑坡。加筋边坡有两种方式，下面就对这两种方法进行相关的分析：
        第一种是填土加筋边坡,即在路堤中分层加筋；在填土加筋边坡中，随着填土量的增加，加筋土分层进入土体，分层加固为分层压实，土工织物包覆边坡回填形成边坡。
        3.3应用于软土路基中
        软土地基作为我国道路桥梁工程施工中不可避免的问题，在软土地基的处理上，我国最早使用的施工技术是抛石挤淤、木桩加固等，但在时间的不断推移之下，逐渐发展到来利用排水固结原理进行处理，但由于排水固结原理在对软土地基进行处理的时候，很容易受到施工周期的限制，因此，随着社会经济的不断进步，现如今我国在软土地基的处理上逐渐采用的是在软土地基上适当的进行加筋处理，这样就可以形成多层结构效应，可以大大提高路堤的性能，降低卧层的水平和纵向位移，减少沉降，对一些因为地基问题导致不均匀沉降或横向滑动等问题进行相应的控制，目前我国在地基加固中施工的加筋技术主要是利用土工织物或者土工格栅来作为地基加筋的加固材料，将其铺在路基的土体中，从而使路基的承载力得以提高。
        总而言之，尽管土工合成材料在道路与桥梁工程中的实际应用时间较短，然而由于其所具备的多样性与较强的适应能力，目前已经在相关的工程应用当中，得到了大面积的推广使用。最终希望通过本文的分析研究，能够为相关道路与桥梁工程的建设提供一些参考、借鉴。
        参考文献：
        [1] 赵春红. 土工合成材料在公路工程中的应用[J]. 工程建设与设计. 2015(03)
        [2] 皮艳雄,陈冬冬. 土工合成材料的作用及在高速公路中的应用研究[J]. 河南建材. 2014(04)
        [3] 伍亮. 土工合成材料在公路工程中的应用[J]. 交通标准化. 2013(24)