土工格柵的分類及其適用范圍研究工學論文

時間：2023-04-30 21:01:12 論文范文我要投稿

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土工格柵的分類及其適用范圍研究工學論文

　　摘要:現代工程對建設技術和手段的要求越來越高，根據工程對筋材強度和延伸率的要求選擇不同的加筋材料是工程應用成功的關鍵。本文從土工格柵的定義出發，結合各個不同類型的土工格柵的特性，談談各類土工格柵的適用范圍。

土工格柵的分類及其適用范圍研究工學論文

　　關鍵詞:土工格柵；公路工程；應用

　　隨著加筋技術的發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。土工格柵的出現，對公路工程的發展起到了重要的推動作用。但由于不同的土工產品的作用不同，正確選擇合適的材料對公路工程的質量保證起到了關鍵作用。

　　土工格柵是聚合物材料經過定向拉伸形成的具有開口網格、較高強度的平面網狀材料。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。

　　一、塑料土工格柵

　　塑料土工格柵是經過拉伸形成的具有方形或矩形的聚合物網材，按其制造時拉伸方向的不同可為單向拉伸和雙向拉伸兩種。它是在經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度方向拉伸制成，而雙向拉伸格柵則是繼續將單向拉伸的格柵再在與其長度垂直的方向拉伸制成。

　　（一）塑料土工格柵的基本特性

　　1、力學性能：由于在制造過程中，經過了定向拉伸，使聚合物分子沿拉伸方向定向排列，加強了分子鏈間的聯結力，大大提高了其抗拉強度，甚至比軟鋼強度還大，延伸率卻很小。土石料在網格內互鎖力增高，它們之間的磨擦系數也顯著增大。

　　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；抗酸堿、耐腐蝕、耐老化；柔性、質輕易施工。塑料土工格柵是有一定柔性的塑料平面網材，易于現場裁剪和連接（可用聚乙烯繩或連接棒連接），也可重疊搭接，便于現場組裝成所需形狀，且在施工過程中折曲影響小，施工簡單，不需要特殊的施工機械和專業技術人員。

　　（二）塑料格柵視單、雙向應用場合分別如下：

　　單向土工格柵適用于公路及鐵路路基、路堤、邊坡加筋、各類擋墻加筋、江河海壩的加筋及堆場加筋、橋臺加筋、較淺層基礎的加筋。廣泛應用于各類加筋擋土墻。雙向格柵適用于公路及鐵路路基、路堤加筋、淺層基礎加筋、大型廣場、車場、碼頭貨場、堆場等永久性承載的地基增強，河道路基加筋，防治瀝青混凝土路面反射裂縫等。廣泛應用于路基、路堤加筋和淺層基礎加筋。

　　二、鋼塑土工格柵

　　鋼塑土工格柵以高強鋼絲（或其他纖維），經特殊處理，與聚乙烯（PE），并添加其他助劑，通過擠出使之成為復合型高強抗拉條帶，且表面有粗糙壓紋，則為高強加筋土工帶。由此單帶，經縱、橫按一定間距編制或夾合排列，采用特殊強化粘接的熔焊技術焊接其交接點而成型，則為加筋土工格柵。

　　（一）鋼塑土工格柵的工程作用：

　　1、強度大、蠕變小、適應各類環境土壤，完全可以滿足高等級公路中的高大擋墻使用。

　　2、能有效的提高加筋承載面的嵌鎖、咬合作用、極大程度的增強地基的承載力、有效的約束土體的側向位移，增強地基穩固性能。

　　3、與傳統格柵相比更具有強度大、承載力強、抗腐蝕、防老化、摩擦系數大、孔眼均勻、施工方便、使用壽命長等特點。

　　4、更適應于深海作業、堤岸加固，從根本上解決了其他材料做石籠因長期受海水沖蝕而造成的強度低、耐腐蝕性能差、使用壽命短等技術難題。

　　5、能有效的避免在施工過程中被機具碾壓、破壞而造成的施工損傷

　　（二）鋼塑土工格柵在工程的適用范圍

　　公路、鐵路、橋臺、引道、碼頭、水壩、渣場等的軟土地基加固、擋墻和路面抗裂工程等。

　　三、玻璃纖維土工格柵

　　玻璃纖維土工格柵是以玻璃纖維為材質，采用一定的編織工藝制成的網狀結構材料，為保護玻璃纖維、提高整體使用性能，經過特殊的涂復處理工藝而成的土工復合材料。玻璃纖維的主要成份是：氧化硅、是無機材料，其理化性能極具穩定，并具有強度大、模量高，很高的耐磨性和優異的對寒性，無長期蠕變；熱穩定性好；網狀結構使集料嵌鎖和限制；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合性能，極大地提高了土工格柵的耐磨性及剪切能力。

　　（一）玻璃纖維土工格柵的工程性能：

　　1、抗拉強度極高，延伸率很低；抗拉強度能達到100 kN/m，斷裂延伸率為3%左右。

　　2、沒有長期蠕變性；玻琉纖維格柵不發生蠕變，這保證產品能夠長期使用。

　　3、高溫穩定性：玻璃纖維格柵熔點在1 000℃以上，在160℃熱鋪瀝青混凝土上不受任何影響。

　　4、與路面混合料具有很好的相容性：玻璃纖維土工格柵經表面有機涂層處理以后與混凝土混合料有機物具有很好的相容性，特別是瀝青材料，從而改善了玻璃纖維土工格柵不耐磨、不耐折的缺點。

　　5、化學穩定性：經過特殊處理后，玻璃纖維格柵能防止各類化學侵蝕，抵抗生物侵蝕和氣候變化。

　　6、嵌鎖和限制作用：瀝青混凝土混合料穿過玻璃纖維土工結構，形成了復合嵌鎖結構。這種限制能夠阻止混凝土混合料的運動，使瀝青混凝土混合料可以得到更好的壓實，獲取更大的承載力，并且能夠提高傳遞荷載能力，減少變形，增強瀝青混凝土路面。將其變為一整體結構，猶如混凝土中加入鋼筋一樣，具有良好的結構強度，在道路罩面中起到骨架作用。

　　玻璃纖維格柵的應用

　　（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合。玻璃纖維格柵用于瀝青道路時發揮的作用有抗疲勞開裂、抗低溫收縮、耐高溫車轍和延緩反射裂縫。

　　四、聚酯纖維經編土工格柵

　　聚酯纖維經編土工格柵選取用高強聚酯纖維為原料。采用經編定向結構，織物中的經緯向紗線相互間無彎曲狀態，交叉點用高強纖維長絲捆綁結合起來，形成牢固的結合點，充分發揮其力學性能，高強聚酯纖維經編土工格柵具有抗拉強度高，延伸力小，抗撕力強度大，縱橫強度差異小，耐紫外線老化、耐磨損、耐腐蝕、質輕、與土或碎石嵌鎖力強，對增強土體抗剪及補強提高土體的整體性與荷載力，具有顯著作用。

　　（一）聚酯纖維經編土工格柵性能與特點：

　　1、具有極高的抗拉強度

　　2、延伸率較小

　　3、耐侵蝕、耐老化

　　4、與基料有較強的咬合力

　　5、質量輕、有排水作用

　　（二）聚酯纖維經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，增強其防護能力，提高基礎的承載力和穩定性。

　　2、公路、鐵路、市政道路等各種道路軟土路基加筋增強，能有效地提高路基的強度，延緩道路的反射裂縫。

　　3、用于路堤邊坡加筋、擋土墻加筋，增強整體強度。

　　參考文獻：

　　[1] 任建國. 土工合成材料在土建工程中的實際應用[J]. 科技資訊 , 2006,(16)