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摘要：土工合成材料是一种人工合成的聚合物，其作用在于可以保护土体。在道路桥梁工程中，土工合成材料的利用较为广泛，需要加强材料的质量管理，以此提升道路桥梁工程质量。本文从土工合成材料的特点入手，讨论土工合成材料的主要功能，并分析如何在道路桥梁工程中利用土工合成材料，希望对相关研究具有借鉴意义。
关键词：土工合成材料；道桥工程；应用
土工合成材料在人们日常生活中随处可见，在近年来的公路桥梁工程中土工合成材料得到了广泛利用，这种材料具有节约能源，施工效率高，降低施工成本等优势，其发展前景良好。以下就土工合成材料在道路桥梁中的应用进行深入分析。
一、土工合成材料的特点
土工合成材料是一种用于岩土工程以及土木工程的材料，这种材料在岩土工程中利用较多，其主要成分为高分子聚合物，通过人工合成的方法制作成为不同的产品，之后进行加工并制作成为不同产品，制作出的土工合成材料聚合物包括聚酯聚乙烯、聚酰胺、聚氯乙烯、聚苯乙烯等。土工合成材料的特征诸多，主要体现在其抗拉强度大、耐腐蚀性强、质量较轻、透水性好，并且便于施工和运输，价格低廉[1]。
二、土工合成材料的主要功能
土工合成材料在道路和桥梁工程中主要用于公路路基以及构造物，还可以用于路基防护、路基排水、路面裂缝防治、路基不均匀沉降等工程当中，并且以上工程联系性较强。土工合成材料具有以下功能，见表一：
表一：土工合成材料功能
首先，隔离功能。在道路桥梁工程中土工合成材料的隔离功能就是把材料铺设到不同种类材料的交界处，进而防止材料相互混杂。通过隔离层起到应力扩散的效果，进而让地基土沉降量合理，促进地基排水和固结。
其次，加强功能。在地下铺设土工合成材料的过程中，根据这种材料的拉伸强度可以在土工合成材料之间产生强大摩擦力，导致土工合成材料变形受到影响。与此同时，土工合成材料与土体表面强度开始增加，发挥出减少下沉的作用。
再次，排水功能。对于土工合成材料来说，其本身是一种多孔隙透水介质，具有良好的渗透性能，在道路桥梁工程中把这种材料埋入土体可以让内部的水流沿着垂直于平面的方向排出。
最后，过滤功能。在利用土体合成材料的过程中具有良好的过滤功能，相较于传统的天然骨料过滤层，形态明显不同，并且可以通过和布相连接的被过滤土层形成新的过滤层，其透水系数可提升10倍。
三、如何在道路桥梁工程中利用土工合成材料
首先，提升路基承载能力。在软土地基表面填筑路基会受到填土侧向土压力影响，导致地基表面出现水平剪应力，进而造成两侧出现位移以及失稳情况。如果在路基底部铺设一层土工合成材料，可以有效减少路基的侧向位移，进而提升路基稳定性能。同时利用抗拉力也能分散荷载，起到提升入籍承载力的作用。
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图一：土工合成材料的利用
其次，防止路基出现不均匀沉降。路基和涵洞、桥台等构造物的连接部位由于存在高度差异，会出现不均匀沉降，比如道路与桥梁的连接部位如果发生沉降问题会导致车辆通行后跳车。因此，为减少不均匀沉降问题可以使用土工合成材料，在不同构筑物间发挥其增加界面摩阻力的作用，可以让结构回填土连接成为整体，最终提升整体稳定性，减少不均匀沉降问题（如图一）。
再次，路基排水中的利用。一方面，在路基和地基排水当中一旦地基内部和路基存在排水不畅情况会导致承载力下降，并且由于水的作用导致地基细粒成分移动到路基内部。此外，由于吸泥作用，细小的颗粒土会从路面的缝隙和裂缝部位流入到路面，导致路面出现不同病害，所以说为了保持路基的良好状态需要让路面下的地下水位降低提升排水能力，主要方法是：一方面，在路基中央分离带以下部位设置排水沟，通过该方法能够减少泥土、沙石流入到沟中。利用土工合成材料可以包裹过滤骨料，然后制作成排水沟；另一方面，如果道路瘦地下水流影响或者施工区域地下水较多，或者靠近公路位置存在流水情况，仅仅设置排水沟不能达到良好的排水效果，该情况下一方面可以在地基的路基交界部位设置隔水层；另一方面可以在地基和内部设置排水隔离层，进而将渗透的水分排到排水沟，以此达到隔离效果。此外，可以促进软土地基固结排水。要想提升路基下方地基固结能力需要通过下沉减少过剩空隙水压，可以利用土工织物设置出排水层或者利用土工织物设置出塑料排水板，都可以达到良好的排水效果[2]。
第四，对路基的防护应用。一方面，对于土工合成材料来说，其用于路基防护主要在于保护边坡路基，也就是在边坡坡面防护中土工合成材料中的固定种草种布、拉伸网草皮、网格固定撒种，都可以起到良好的剖面防护效果。其中拉伸网草皮在路基处置边坡坡面防护中利用最广，具有草皮不易被破坏、成活率高、施工便捷等优势，可以就近设置草皮基地，将这种材料铺设于平整的水泥地坪上部3-5米，然后把土工合成材料种植在二者之间，之后进行播种和洒水操作。在土工合成材料和土体固定之后送到施工地段铺设。近年来我国农村地区的公路土质边坡普遍利用，该方法铺设草皮能够起到防止水土流失的作用，还能扩大绿地面积，有效改善公路沿线的生态环境，体现出施工便捷、施工成本低的优势；另一方面，河堤工程中可以在斜坡岩石或者粒石层下护铺设土工合成材料，能够有效防止流水冲击。在我国道路工程中利用土工合成材料时间较短，不过利用范围越来越大，比如在码头接线公路中可以砌筑挡墙，然后铺设土工织物，能够起到抵御大浪冲刷的作用，有效保护路基。
结束语
综上所述，在道路桥梁工程中，利用土工合成材料可以显著提升路面质量，提升路基稳定性，防止裂缝、错抬、滑坡、坍塌以及不均匀沉降问题，并且利用土工合成材料施工便捷能够达到节能环保的要求，所以该技术已经被广泛用于公路桥梁施工和市政工程当中。今后施工期间需要根据具体施工情况，合理利用土工合成材料，进而提升公路质量，促进我国公路事业发展。
参考文献：
[1]张琳琳，董文凯，沈小立.土工合成材料在上海市生态护岸应用的调研[J].城市道桥与防洪，2019，17（2）：121-124.
[2]何智.土工合成材料在水运工程中的应用[J].中国水运（下半月），2020，20（5）：144-145.