通化土工格柵 本項(xiàng)目將結(jié)合實(shí)體工程，主要解決土工格柵材料選擇、含有土工格柵的改建路面結(jié)構(gòu)力學(xué)分析、施工工藝、檢測(cè)方法等方面的問(wèn)題。為路面改建工程中合理應(yīng)用土工格柵提供科學(xué)依據(jù)。1）土工格柵材料選擇土工合成材料的質(zhì)量性能差異較大，具有不同的力學(xué)指標(biāo)。根據(jù)工程使用的情況不同，應(yīng)該選擇不同的土工合成材料。在工程設(shè)計(jì)與施工中，應(yīng)根據(jù)原路面的具體情況和工程特點(diǎn)要求，選擇符合力學(xué)性能的格柵材料。2）土工格柵改建路面結(jié)構(gòu)力學(xué)分析分析土工格柵位于基層下、基層上、面層下等位置時(shí)，在汽車(chē)荷載作用下，路面的彎沉、各層層底彎拉應(yīng)力的變化情況，路面裂縫處理情況和舊路加寬部位的路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行了理論分析，確定土工格柵的合理層位及所起作用。3）施工工藝研究在工程實(shí)施過(guò)程中，如何施工才能使土工格柵在改建路面結(jié)構(gòu)中取得良好的加筋效果，可通過(guò)試驗(yàn)路的鋪筑，總結(jié)施工工藝，尋求可行的檢測(cè)手段提出檢測(cè)方法。4．研究方法采用理論分析與室內(nèi)室內(nèi)外相結(jié)合的方法。技術(shù)路線如下：1）收集國(guó)內(nèi)外關(guān)于土工格柵在瀝青路面研究中的成果及經(jīng)驗(yàn)。2）土工格柵的物理力學(xué)性能試驗(yàn)，為理論計(jì)算提供科學(xué)的依據(jù)。3）制作加格柵與未加格柵的半剛性水泥穩(wěn)定碎石材料試件，通過(guò)室內(nèi)梁的拉彎拉試驗(yàn)、疲勞試驗(yàn)對(duì)比分析格柵對(duì)提高基層的抗彎拉強(qiáng)度及疲勞特性所起的作用。4）理論計(jì)算及分析。5）通過(guò)改建前后的常規(guī)彎沉測(cè)試方法及運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的落錘式彎沉儀（FWD）現(xiàn)場(chǎng)彎沉測(cè)試，評(píng)定格柵對(duì)路面承載能力起到的作用。6）結(jié)論與建議。5．研究結(jié)論1）結(jié)合河南省洛界公路襄城茨溝至舞陽(yáng)界段二級(jí)瀝青公路路面改建工程，提出在交通量較大，超重車(chē)具有單方向性的路幅舊路面上，即補(bǔ)強(qiáng)基層底面加鋪土工格柵的設(shè)計(jì)方案，提高改建路面的抗反射裂縫能力。2）對(duì)土工格柵材料性能進(jìn)行研究，提出適用的土工格柵類(lèi)型、性能指標(biāo)和力學(xué)參數(shù)。正六邊形的土工格柵受力均勻、穩(wěn)定。建議選用對(duì)稱(chēng)性好的材料，能使受拉時(shí)應(yīng)力傳遞均勻，風(fēng)格變形性好；土工格柵可以瘃減緩反射裂縫的發(fā)生；引用復(fù)合材料力學(xué)得出泊松比，可以為理論計(jì)算提供依據(jù)。3）對(duì)土工格柵加筋半剛性基層材料進(jìn)行彎拉、疲勞試驗(yàn)，結(jié)果表明，在半剛性基層下加鋪土工格柵，可延緩半剛性基層的裂縫，增加疲勞壽命。4）應(yīng)用彈性層狀體系理論和有限元法，對(duì)土工格柵鋪設(shè)在改建路面不同層位、原有路面裂縫處理和舊路加寬部位時(shí)的路面結(jié)論進(jìn)行了理論分析并得出了類(lèi)似的結(jié)論。在新建或改建路面基層底面加鋪土工格柵會(huì)：改變基層地面的層底拉應(yīng)力和路表彎沉；對(duì)路面結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的改善為理想；可以減薄半剛性基層厚度，減小的厚度與土工格柵模量成正比等。5）聯(lián)合應(yīng)用貝克曼梁和落錘式彎沉儀對(duì)試驗(yàn)路段路面進(jìn)行承載性能測(cè)試，表明加鋪土工格柵對(duì)路面整體強(qiáng)度和剛度均有提高作用，落錘式彎沉儀精度較高，可作為評(píng)價(jià)路面剛度的有交往檢測(cè)手段。6）提出了土工格柵改建路面工程應(yīng)用中的技術(shù)要點(diǎn)并進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)效益分析。以上結(jié)論中的第2）、3）和4）條的技術(shù)內(nèi)容在國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)中未見(jiàn)報(bào)道，該成果的部分技術(shù)在國(guó)際上具有一定的創(chuàng)造性，因此該成果在國(guó)內(nèi)外具有一定的先進(jìn)性。隨著汽車(chē)工業(yè)的迅猛發(fā)展，道路交通量不斷增加，國(guó)省干線公路交通趨于飽和，特別是近年來(lái)超限、超載、超重車(chē)輛的增多，致使路面嚴(yán)重超負(fù)荷，在設(shè)計(jì)年限內(nèi)，過(guò)早的出現(xiàn)路面病害，嚴(yán)重制約了公路的運(yùn)輸條件及道路的通行能力，未能充分發(fā)揮國(guó)省干道的作用。

通化玻璃纖維土工格柵是以玻璃纖維為材質(zhì)，采用一定的編織工藝制成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)材料，為保護(hù)玻璃纖維、提高整體使用性能，經(jīng)過(guò)特殊的涂復(fù)處理工藝而成的土工復(fù)合材料。玻璃纖維的主要成份是：氧化硅、是無(wú)機(jī)材料，其理化性能極具穩(wěn)定，并具有強(qiáng)度大、模量高，很高的耐磨性和優(yōu)異的對(duì)寒性，無(wú)長(zhǎng)期蠕變；熱穩(wěn)定性好；網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)使集料嵌鎖和限制；提高瀝青混合料的承重能力。因表面涂有特殊的改性瀝青使其具有兩重的復(fù)合性能，極大地提高了土工格柵的耐磨性及剪切能力。有時(shí)配合自粘感壓膠和表面瀝青浸漬處理，使格柵和瀝青路面緊密結(jié)合成一體。由于土石料在土工格柵網(wǎng)格內(nèi)互鎖力增高，它們之間的摩擦系數(shù)顯著增大（可達(dá)０８～１０），土工格柵埋入土中的抗拔力，由于格柵與土體間的摩擦咬合力較強(qiáng)而顯著增大，因此它是一種很好的加筋材料。同時(shí)土工格柵是一種質(zhì)量輕，具有一定柔性的塑料平面網(wǎng)材，易于現(xiàn)場(chǎng)裁剪和連接，也可重疊搭接，施工簡(jiǎn)便，不需要特殊的施工機(jī)械和專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員。玻璃纖維土工格柵1）高抗拉強(qiáng)度、低延伸率——玻纖土工格柵是以玻璃纖維為原料，具有很高的抗變形能力，斷裂延伸率小于3％。2）無(wú)長(zhǎng)期蠕變——作為增強(qiáng)材料，具備在長(zhǎng)期荷載的情況下抵抗變形的能力即抗蠕變性是極為重要的，玻璃纖維不會(huì)發(fā)生蠕變，這保證產(chǎn)品能夠長(zhǎng)期保持性能?！?）熱穩(wěn)定性——玻璃纖維的熔化溫度在1000℃以上，這確保了玻纖土工格柵在攤鋪?zhàn)鳂I(yè)中承受熱的穩(wěn)定性。4）與瀝青混合的相容性——玻纖土工格柵在后處理工藝中涂覆的材料是針對(duì)瀝青混合料設(shè)計(jì)的，每根纖維都被充分涂覆，與瀝青具有很高的相容性，從而確保了玻纖土工格柵在瀝青層中不會(huì)與瀝青混合料產(chǎn)生隔離，而是牢固的結(jié)合在一起。　5）物理化學(xué)穩(wěn)定性——經(jīng)過(guò)特殊后處理劑進(jìn)行涂覆處理，玻纖土工格柵能夠抵抗各類(lèi)物理磨損和化學(xué)侵蝕，還能抵御生物侵蝕和氣候變化，保證其性能不受影響。　6）集料嵌鎖和限制——由于玻纖土工格柵是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，瀝青混凝土中的集料可以貫穿其中，這樣就形成了機(jī)械嵌鎖。這種限制阻礙了集料的運(yùn)動(dòng)，使瀝青混合料在受荷載的情況下能夠達(dá)到更好的壓實(shí)狀態(tài)，更高的承重能力，更好的荷載傳遞性能及較小的變形。

　通化玻璃纖維格柵的應(yīng)用 （二）玻璃纖維格柵的適用范圍 玻璃纖維格柵適用于瀝青混凝土路面加筋、路面反射裂縫防治及新舊路面的銜接等變形量不是很大的場(chǎng)合。玻璃纖維格柵用于瀝青道路時(shí)發(fā)揮的作用有抗疲勞開(kāi)裂、抗低溫收縮、耐高溫車(chē)轍和延緩反射裂縫。 四、聚酯纖維經(jīng)編土工格柵 聚酯纖維經(jīng)編土工格柵選取用高強(qiáng)聚酯纖維為原料。采用經(jīng)編定向結(jié)構(gòu)，織物中的經(jīng)緯向紗線相互間無(wú)彎曲狀態(tài)，交叉點(diǎn)用高強(qiáng)纖維長(zhǎng)絲捆綁結(jié)合起來(lái)，形成牢固的結(jié)合點(diǎn)，充分發(fā)揮其力學(xué)性能，高強(qiáng)聚酯纖維經(jīng)編土工格柵具有抗拉強(qiáng)度高，延伸力小，抗撕力強(qiáng)度大，縱橫強(qiáng)度差異小，耐紫外線老化、耐磨損、耐腐蝕、質(zhì)輕、與土或碎石嵌鎖力強(qiáng)，對(duì)增強(qiáng)土體抗剪及補(bǔ)強(qiáng)提高土體的整體性與荷載力，具有顯著作用。 （一）聚酯纖維經(jīng)編土工格柵性能與特點(diǎn)： 1、具有極高的抗拉強(qiáng)度 2、延伸率較小 3、耐侵蝕、耐老化 4、與基料有較強(qiáng)的咬合力 5、質(zhì)量輕、有排水作用 （二）聚酯纖維經(jīng)編土工格柵的適用范圍 1、水利工程中的堤壩、河道的加筋、隔離，加固軟土基礎(chǔ)，增強(qiáng)其防護(hù)能力，提高基礎(chǔ)的承載力和穩(wěn)定性。 2、公路、鐵路、市政道路等各種道路軟土路基加筋增強(qiáng)，能有效地提高路基的強(qiáng)度，延緩道路的反射裂縫。 3、用于路堤邊坡加筋、擋土墻加筋，增強(qiáng)整體強(qiáng)度。

隨著加筋技術(shù)的發(fā)展和土工合成材料加筋理論的不斷完善，新型的土工加筋材料不斷涌現(xiàn)。土工格柵的出現(xiàn)，對(duì)公路工程的發(fā)展起到了重要的推動(dòng)作用。但由于不同的土工產(chǎn)品的作用不同，正確選擇合適的材料對(duì)公路工程的質(zhì)量保證起到了關(guān)鍵作用。 土工格柵是聚合物材料經(jīng)過(guò)定向拉伸形成的具有開(kāi)口網(wǎng)格、較高強(qiáng)度的平面網(wǎng)狀材料。常用的聚合物有聚丙烯、高密度聚乙烯、玻璃纖維、滌綸、合成纖維等。土工格柵分為塑料土工格柵、鋼塑土工格柵、玻璃纖維土工格柵和玻纖聚酯土工格柵四大類(lèi)。 一、塑料土工格柵 塑料土工格柵是經(jīng)過(guò)拉伸形成的具有方形或矩形的聚合物網(wǎng)材，按其制造時(shí)拉伸方向的不同可為單向拉伸和雙向拉伸兩種。它是在經(jīng)擠壓制出的聚合物板材（原料多為聚丙烯或高密度聚乙烯）上沖孔，然后在加熱條件下施行定向拉伸。單向拉伸格柵只沿板材長(zhǎng)度方向拉伸制成，而雙向拉伸格柵則是繼續(xù)將單向拉伸的格柵再在與其長(zhǎng)度垂直的方向拉伸制成。 （一）塑料土工格柵的基本特性 1、力學(xué)性能：由于在制造過(guò)程中，經(jīng)過(guò)了定向拉伸，使聚合物分子沿拉伸方向定向排列，加強(qiáng)了分子鏈間的聯(lián)結(jié)力，大大提高了其抗拉強(qiáng)度，甚至比軟鋼強(qiáng)度還大，延伸率卻很小。土石料在網(wǎng)格內(nèi)互鎖力增高，它們之間的磨擦系數(shù)也顯著增大。 2、抗溫度性能：由于拉伸作用，使其抗高溫性能也提高。 3、耐久性能：由于土工格柵中加入炭黑等老化材料，使它具備較好的耐酸、耐堿、耐腐蝕、抗老化等耐久性。 4、施工性能：土工格柵重量輕，與土或碎石咬合力強(qiáng)；抗酸堿、耐腐蝕、耐老化；柔性、質(zhì)輕易施工。塑料土工格柵是有一定柔性的塑料平面網(wǎng)材，易于現(xiàn)場(chǎng)裁剪和連接（可用聚乙烯繩或連接棒連接），也可重疊搭接，便于現(xiàn)場(chǎng)組裝成所需形狀，且在施工過(guò)程中折曲影響小，施工簡(jiǎn)單，不需要特殊的施工機(jī)械和專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員。 （二）塑料格柵視單、雙向應(yīng)用場(chǎng)合分別如下： 單向土工格柵適用于公路及鐵路路基、路堤、邊坡加筋、各類(lèi)擋墻加筋、江河海壩的加筋及堆場(chǎng)加筋、橋臺(tái)加筋、較淺層基礎(chǔ)的加筋。廣泛應(yīng)用于各類(lèi)加筋擋土墻。雙向格柵適用于公路及鐵路路基、路堤加筋、淺層基礎(chǔ)加筋、大型廣場(chǎng)、車(chē)場(chǎng)、碼頭貨場(chǎng)、堆場(chǎng)等 性承載的地基增強(qiáng)，河道路基加筋，防治瀝青混凝土路面反射裂縫等。廣泛應(yīng)用于路基、路堤加筋和淺層基礎(chǔ)加筋。