土工材料應(yīng)用于高填方加筋土路基?,F(xiàn)階段用于加筋的土工材料類型多為土工格柵,由于土工格柵呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),網(wǎng)孔尺寸較大,節(jié)點(diǎn)厚度大于網(wǎng)筋、肋條厚度。網(wǎng)筋強(qiáng)度高,網(wǎng)孔不易斷裂,抗沖擊力強(qiáng),能防止被粗糙填料刺破。而土工格柵的網(wǎng)孔尺寸穩(wěn)定性好,對(duì)填料有較強(qiáng)嵌鎖作用并可對(duì)臨近填料形成“拱效應(yīng)”,增加了其與填料間的縱向剪切阻力。
由于土工格柵與填料之間的相互作用的存在,改善了土體的整體受力條件,提高了填方土體的整體強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。將其應(yīng)用到高填方路基中,可以加大填方土體的坡度和填方高度,不僅減少了填料用量,而且節(jié)約土地占用面積。正在建設(shè)中的云南省安楚高速公路5合同段內(nèi),設(shè)計(jì)施工一段高填方路基,填土高度達(dá)到15~20米,如按傳統(tǒng)施工方法,不采用土工格柵進(jìn)行加筋,土體坡比一般設(shè)計(jì)為1:1.5;而現(xiàn)在設(shè)計(jì)為加筋土路基,坡比增大為1:0.50,這樣每修建一延米高速公路,減少占地面積近40%,同時(shí)工程投資相應(yīng)減少。對(duì)于我國這樣人均耕地資源較少的國家,加筋土路基的應(yīng)用意義非常大。
在路基填挖方結(jié)合處、橋涵、通道等橫穿公路的構(gòu)造物以及構(gòu)造物臺(tái)背的路基填土施工中,應(yīng)用土工格柵加筋也得到非常廣泛。這種情況下,主要是利用它與構(gòu)造物之間的錨固力以及與回填土之間的嵌鎖力和界面摩阻力,將原土體或構(gòu)造物與回填土連為一體,以提高其整體性,減少兩者之間的不均勻沉降 “橋頭跳車”現(xiàn)象,就是由于這種不同材料間的不均勻沉降引起的。但是要注意的是,在回填土中采用土工材料加筋并不能提高地基承載力,也不能有效的阻止地基的沉降。因此,只有當(dāng)?shù)鼗哂凶銐虻某休d力,在填土自重載荷與交通載荷的聯(lián)合作用下,不致破壞而產(chǎn)生大的沉降時(shí),土工材料加筋才會(huì)產(chǎn)生明顯效果。目前,在我國工程試驗(yàn)中獲得成功的試驗(yàn)構(gòu)造物高度一般在4m~12m之間,故將土工材料加筋的適宜的構(gòu)造物高度定為5m~12m較為合理。
自粘玻璃纖維土工格柵直鋪法:
1.以舊瀝青混凝土路面和舊水泥混凝土路面,做20mm~30mm厚的調(diào)平層,使用真空車或?yàn)⑺嚤WC路表面清潔干凈。
2.噴灑AH-70或AH-90重油熱瀝青,用量宜為0.3kg~0.4kg/平方米。
3.采用專用攤鋪車,鋪設(shè)自粘式玻纖格柵,鋪設(shè)時(shí)應(yīng)平順、拉緊。
4.橫向搭接長度宜為50mm~100mm,縱向搭接長度宜為150mm~200mm,搭接重疊方向與瀝青混凝土攤鋪機(jī)運(yùn)行的方向一致。
5.使用膠輪壓路機(jī)碾壓(膠輪壓路機(jī)需有灑水裝置),量后罩面。
自粘玻璃纖維土工格柵是一種增強(qiáng)路面及路基的新型優(yōu)良土工基材,產(chǎn)品以無堿玻璃纖維長絲為主要原料,采用獨(dú)特的經(jīng)編織造工藝編織,經(jīng)特殊膠料涂覆后而成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)材料。可有效改善道路結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布,抵抗和延緩由于基層裂縫引起的反射裂縫的發(fā)生,提高道路的使用壽命,并可降低造價(jià),提高施工質(zhì)量。 采用玻璃纖維土工格柵涂覆自感壓膠處理而成,在保持玻璃纖維土工格柵特性和功能的基礎(chǔ)上,使格柵和接觸面層緊密結(jié)合在一起,具有施工方便、攤鋪平整等特點(diǎn),尤其適用于公路建設(shè)、路面加固、舊路改造等工程的加筋增強(qiáng)。
自粘玻璃纖維土工格柵復(fù)合土工布是用玻璃纖維土工格柵與無紡織物經(jīng)經(jīng)編織造或粘合而成的新型復(fù)合土工材料,有機(jī)地結(jié)合了玻璃纖維和無紡織物兩者的優(yōu)良性能,除具備土工格柵所具有的高強(qiáng)度,低延伸、高彈性模量、耐溫等特性外,還具有良好的防滲透及反濾能力,是一種多功能的土工合成材料,能有效地延長工程使用壽命,減少維修頻次,降低工程造價(jià),適用于道路的路面路基、水利堤壩等工程的加筋增強(qiáng)及隔離防護(hù)。
土工經(jīng)編格柵的特點(diǎn):
1.高抗拉強(qiáng)度和模量及低延伸率。玻璃纖維土工格柵以玻璃纖維為主要原料,而玻璃纖維的強(qiáng)度極高,它的雙向強(qiáng)度可達(dá)120KN左右,超過任何高分子纖維甚至于金屬;同時(shí)它有很高的的模量,使之具有很高的抗拉伸能力,斷裂拉伸率小于4%;低延伸率增強(qiáng)了土體的自立穩(wěn)定性,充分約束土顆粒的側(cè)向位移。
2.無長期蠕變。作為增強(qiáng)材料,具備在長期荷載的情況下抵抗變形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)品能夠長期保持良好的物理性能。
3.熱穩(wěn)定性。玻璃纖維的熔點(diǎn)在1000℃以上,這確保了玻璃纖維土工格柵在攤鋪?zhàn)鳂I(yè)中和以后的使用中能夠承受高溫的特性。
4.與土體的結(jié)合能力好。玻璃纖維土工格柵在后處理工藝中涂覆的材料是根據(jù)素土或?yàn)r青混合料特點(diǎn)而設(shè)計(jì)的,在土基和填料之間具有較高的內(nèi)摩擦力,使填料—土工格柵—地基形成一個(gè)連續(xù)的整體,從而保證了它們之間的相容性和不會(huì)脫離,牢固地結(jié)合在一起。
5.物理化學(xué)性穩(wěn)定,耐久性、抗腐蝕、抗老化能力高。經(jīng)過特殊的保護(hù)處理后,玻璃土工經(jīng)編格柵能夠抵抗各類化學(xué)侵蝕和物理沖擊,能抵御生物侵蝕和抗氣候變化,保證了它的性能能夠長期不受損失(國外玻璃纖維經(jīng)編格柵應(yīng)用資料表明,其使用壽命在120年左右)。
6.經(jīng)濟(jì)合理。該工藝施工時(shí)簡單,便于操作,大大縮短了施工周期,提高了效率。
7.抗脆裂、可預(yù)防;有利于路基排水。淤泥和粘性土一般含水量比較高,土壤疏松多