化性,可被廣泛應(yīng)用在高邊坡處理、軟基處理以及加擋墻施工中。
土工格柵作為加筋結(jié)構(gòu)中一個非常重要的組成部分,其高強度與抗老化性是非常重要的性能指標。值得注意的是,在進行工程生產(chǎn)的過程中,需要添加適量的炭黑以加強土工格柵的抗老化性能,如果炭黑的含量低將會影響其抗老化能力,如果炭黑含量較高則會影響土工格柵的強度。因此,將炭黑的含量保持在2%以上最為適宜。
1 土工格柵網(wǎng)格形狀
土工格柵在結(jié)構(gòu)層中會承受較大的水平拉力并形成蜂窩狀或者圓孔狀。土工格柵網(wǎng)格中的平面尺寸由填料的粒徑所決定。如果是菱形,其平面尺寸需要按照圓形的直徑進行計算。一般情況下,使用的土工格柵直徑如果是40mm,則粒土的最大粒徑不能超過50mm,路基填土的粒
徑也不能超過50mm。如果在相同的厚度情況下,圓孔格柵筋的斷面密度會大于蜂窩形的斷面密度。蜂窩形的受力條件較好,其矢量的角度為120°,菱形的矢量角度則為60°。因此,大多數(shù)情況下都會使用蜂窩形的土工格柵進行施工。土工格柵的幅寬一般為1.8m,在使用時如果沒有
達到設(shè)定的寬度,需要對其進行黏合。
2 土工格柵技術(shù)指標
土工格柵是將廢棄的塑料加入到塑化劑中進行二次生產(chǎn)得到的產(chǎn)物。在進行產(chǎn)品的技術(shù)指標評價時,要以抗拉強度和抗老化作為其性能評判指標;在使用過程中,需要根據(jù)結(jié)構(gòu)層的層位,按照要求提出載荷的強度值;在解決抗老化問題時,可以使用紫外線老化或者時間老化的
方式。當土工格柵埋入土中后要考慮時間因素,盡可能地降低柔性并增加脆性,保證不損壞其抗拉強度,重點對老化后的抗拉強度進行試驗,以判斷該材料是否可以繼續(xù)使用。有關(guān)試驗測試方法參照化工或石化產(chǎn)品試驗方法進行。生產(chǎn)廠商提供的產(chǎn)品合格證可供參考。
2.1 塑料類
聚丙烯材料和玻璃纖維是土工格柵的兩種主要構(gòu)成材料,其主要應(yīng)用于柔性路面結(jié)構(gòu)中。塑料類土木格柵屬于一種高強度的產(chǎn)品,在制造過程中,主要是將聚乙烯或者聚丙烯進行壓并形成一種具有規(guī)則圖案的薄片材料。在加熱控制的狀態(tài)下可讓長鏈分子變成一種有序的結(jié)構(gòu),從
而提高聚合物的抗拉強度。塑料類土工格柵作為一種整體的網(wǎng)格結(jié)構(gòu),具有一定的耐腐蝕性和耐老化性。
2.2 玻璃纖維類
玻璃纖維類的土工格柵,主要是以強度較高的玻璃纖維作為材質(zhì)并配以一定量的黏性感壓膠,將格柵與瀝青路面進行完美結(jié)合。自黏性玻璃纖維格柵具有比較獨特的特性,比如易建性、強腐蝕性等。易建性是指其不需要黏層就可以與瀝青路面進行完美的結(jié)合且易于處理,并且因為玻璃纖維是由矽化物組合而成,其主要的成分與矽相同,不會對環(huán)境造成二次污染,非常適合應(yīng)用在瀝青路面施工中。
3 土工格柵路用場合
土工格柵屬于一種開放式的網(wǎng)格結(jié)構(gòu),能將瀝青混凝土牢固地嵌入到路面中并通過網(wǎng)格與路面進行緊密連接,避免出現(xiàn)黏結(jié)斷層的問題。同時,由于格柵中的每一個網(wǎng)格都相當于一個獨立的固定點,其抗拉強度在道路中能夠發(fā)揮出非常重要的作用,可更好地彌補瀝青混合料中存在的不足,對瀝青路面的結(jié)構(gòu)進行改善,盡可能地減少車轍,降低裂紋擴散,從而提高公路的使用壽命。
3.1 過濕土的支承層
天然地基處于過濕土的填方路段,該處填土路基無法有效壓實時,可在天然土基上加鋪土工格柵并填土壓實,以在過濕土上形成有效的支承層。鋪設(shè)土工格柵時縱邊搭接寬度不小于20cm,橫邊搭接寬度不小于50cm,縱向邊緣盡可能綁扎。
3.2 臺背回填
當橋涵基礎(chǔ)為樁式基礎(chǔ)時,為減少臺背填土的壓力,分層填土?xí)r每40~60m加鋪一層土工格柵,其縱向長度按可伸入可滑動面后的2~3m計算并施工。
3.3 非重力式擋土墻墻背回填
非重力式擋土墻的穩(wěn)定性取決于墻背土的土壓力,對于輕型擋墻來說,為減小其斷面尺寸、增大抗傾覆力矩,要在墻背填料中加鋪土工格柵。根據(jù)填料粒徑?jīng)Q定土工格柵間距。橋涵方向可采取包復(fù)式以防土粒下滑。
3.4 石籠包裝料
高速公路路堤下坡腳為河溪時,為保證邊坡穩(wěn)定性以防止風(fēng)浪沖刷,在坡腳下的縱向安放塊石石籠,該石籠包裝袋可用土工格柵結(jié)扎制成。
3.5 反濾層
為有效排出穿越高速公路路基下的地下水,應(yīng)禁止盲溝穿過路基并在其兩側(cè)制作礫石反濾層。為保證反濾層的斷面完整,應(yīng)在土工格柵筋肋內(nèi)墊土工織物包容礫石,從而起到反濾效果,保證盲溝結(jié)構(gòu)具備良好、持久的排水性能。
3.6 半填方路段防止滑坡
當高速公路路基處于以挖方為主、填方為輔的半填半挖方路段時,此刻路基中線處于挖方段,只有1/3路基寬度處于填方段,可能產(chǎn)生填方滑坡事故。因此,要將填方段加鋪土工格柵,使下滑力沿格柵分解以防止滑坡。土工格柵的間距視填土粒徑及填方高度而定,越往下間距越小。
填土下方為50cm,接近路肩時為1m。3.7 路基縱向填挖交界處的防止沉降開裂當高速公路路線切割并填充黃土溝壑時,會形成縱斷
面上的填挖交界過渡段。由于黃土沖溝深而陡,填土也不易壓實,可能會使路基填筑后的沉降不一,尤其是在修筑基層以后出現(xiàn)橫向開裂。為防止路基的開裂,在填挖交界前后50m內(nèi)分層加鋪土工格柵,可以有效防止橫向開裂。
3.8 防止反射裂縫
高速公路瀝青路面裂縫的產(chǎn)生原因很多,比如置基層或底基層層位上的緊急電話用橫向管,在安放時需要開槽施工,從而產(chǎn)生橫向裂縫;與高速公路相交的聯(lián)絡(luò)線或交道是舊路加寬,此時可能會有縱向縫及板塊縫產(chǎn)生;高速公路橋涵通道的搭板與路線銜接部分因結(jié)構(gòu)厚度、材料
組成的不同使瀝青面層產(chǎn)生橫向裂紋等。為防止如上所述的裂紋反射到路面上來,在瀝青底面層下加鋪土工格柵是一種有效措施。
4 土工格柵的應(yīng)用
土工格柵不僅可以用于道路新建以減少車轍的產(chǎn)生,還可以用于舊路改造中,通過加鋪瀝青路面中添加土工格柵以避免出現(xiàn)裂縫擴散現(xiàn)象,從而提高道路的使用壽命。
為了避免發(fā)生反射裂縫的情況,可以在加鋪層的底部鋪設(shè)土工格柵,經(jīng)過大量的實驗證明,將土工格柵鋪設(shè)在底部,可以防止反射裂縫的出現(xiàn);將土工格柵鋪設(shè)在磨耗層,能夠減少車轍的發(fā)生。
5 結(jié)語
土工格柵屬于一種柔性的結(jié)構(gòu),具有較好的抗凍脹性、抗老化能力,比較適用于高邊坡陰陽坡、擋土墻的工程建設(shè)中,提高工程的穩(wěn)定性。土工格柵作為加筋結(jié)構(gòu)中的主體,其抗老化能力是土工格柵的一項重要性能,但需要注意的是,在實際生產(chǎn)過程中需要添加3%左右的炭黑,才能夠讓抗老化的能力到工程的設(shè)計年限。
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(編輯:蔡海霄)