土工格栅在公路工程中应用论文

浅谈土工格栅在公路工程中的应用【摘要】工格栅应用于公路工程中，能在一定程度上解决特殊土的施工问题，本文从其加固土机理出发，介绍了土工格栅在公路工程中的应用，并结合工程实践，详细阐述了土工格栅应用于高填方路基中的施工工艺，有一定参考价值。

【关键词】公路；土工格栅；应用

当前，随着高速公路的大规模修建，常遇到软土、膨胀土等特殊土施工难、质量控制不宜把握等问题，而土工合成材料的应用，在一定程度上解决了土木工程建设问题。所谓土工合成材料，是各种合成纤维织物的统称，包括土工格栅、土工网、土工薄膜及土工席垫等。其中，土工格栅具有抗拉强度高，变形模量大，耐腐蚀、抗老化，与土颗粒之间的摩擦系数大、连锁作用强、加筋效果好等特点，将土工格栅埋至土体内，作为地基的加固补强材料，可增强地基的承载力。同时，通过约束土体的侧向剪胀变形，可改善土体的整体受力条件，提高土体的整体强度和土工构筑物的整体稳定性，因此，土工格栅在公路建设中有着独特的应用前景。

１．土工格栅作用机理分析

按原材料不同，土工格栅可分为聚乙烯土工格栅、玻璃纤维土工格栅和钢塑复合土工格栅。其作用机理在于格栅与土的相互作用，一般情况下这种相互作用可归纳为图1所示的三种情况：

a.摩擦作用

b.嵌锁作用

c.被动阻抗作用

图1 土工格栅加固土机理

以上三种作用均能充分约束土颗粒的侧向位移，从而大大增强自身的稳定性。根据实验资料表明，土工格栅抗拉强度已接近于软钢，再加上孔眼对土的锁定作用、土工格栅表面与土的摩擦作用、格栅肋的的被动阻抗作用，使得土工格栅在途中的抗拔能力和格栅对土的加固效果明显优于其他加筋材料。

2.土工格栅在公路工程中的应用

2.1在软土地基中的应用

公路建设遇到软土地基，易使基础层出现位移、沉降、开裂等现象，因基础层的变化，路面会随着发生不规则的曲率变化，从而出现起皱、裂痕等现象，因此增强基础层十分重要。采用经特殊处理的玻纤土工格栅，能大大提高基础层的整体强力。具体如下：(1)玻纤土工格栅的拉应力作用使界面以下土体的竖向应力减小，从而使土体竖向压缩变形减小。(2)因预拉和差异沉降导致玻纤土工格栅的变形，这一拉应力由界面剪应力平衡。界面剪应力使基础沉降区域产生一定大小的隆起变形，这一隆起变形部分抵消了基础或路基的沉降。(3)通过玻纤土工格栅将其上部填料的垂直变形向水平方向扩散，以致其上部填料的抗剪切变形能力得以充分发挥，使得软土地基表面的承载区大大增强，表面的压强大大减小，增强地基的强度，提高地基的承载力。

2.2 在防治反射裂缝中的应用

沥青混凝土加筋能使路面结构层对裂缝的抑制能力及对横向剪切破坏的抵抗能力大大提高，延长路面结构的疲劳寿命、降低费用、

节省材料。格栅加筋具有两种功能：(1)能让应力均匀分布在较大的面积范围内，使沥青结构层的徐变作用减轻，有效预防沥青路面开裂。(2)加筋格栅具有减薄沥青层厚度、防治反射裂缝、减少车辙作用等特点，能使沥青路面的结构性能加强，提高道路的使用寿命。玻纤格栅的使用效果与铺设路面的处理情况密切相关，在铺设前必须彻底清除路面上的油漆、油脂、水渍、封层料、污物等可能影响格栅与底层结合强度的物质，确保铺设表面干燥清洁。玻纤格栅上感压式背胶属水溶性物质，如路面有水迹时应待路面干燥后再进行铺设。铺设格栅前需洒粘层油，粘层油如使用乳化沥青，需在完全破乳干燥后铺设格栅。

在实际操作过程中，施工的好坏对玻纤格栅的使用效果影响很大，因此必须加强质量监督：(1)玻纤格栅背胶易溶于水，因此切忌在路面潮湿或雨天时施工。(2)当使用的胶轮压路机需注水增加重量时，以防止溢流到玻纤格栅上，造成其背胶失去粘性，注水量不能太满。(3)玻纤格栅铺设过程中，若发现原路面有较小的坑塘没有预先填平，可在铺好的格栅上将对应坑塘的部分剪去，以便在铺上层沥青混合料时能完全填平坑塘。(4)格栅铺设时，要求路面温度在5℃-60℃之间。

2.3 在高路堤填筑中的应用

在路堤特别是高路堤的填筑中，常常需要超填且路肩边缘较难压实，使得经常发生后期边坡雨水侵袭坍塌失稳现象，且因需用较缓的边坡，占地面积大，而采用土工格栅对路堤边坡或挡土墙进行

加固，可减少1/2占地面积，降低造价20%～50%，并延长使用寿命。

3.实例分析

3.1工程概况

某高速公路k39+200--k39+410段地形复杂，坡度较陡，工程量及施工难度大。其主要技术指标如下：a.公路等级：双向4车道高速公路；b.设计行车速度：100km/h；c.路基宽度：245m；d.填方高度：5.58～9.71m；e.填料土质：红砂岩。

3.2施工工艺

3.2.1施工准备

(1)为控制路基宽度及松铺厚度，做好施工放样。(2)对表土进行清理并进行填前压实。(3)对土工格栅的物理性能进行检测，确保主要指标符合设计要求。(4)完成填料的标准击实，有机物及易溶盐、含水量、密度、cbr值、相对密度和液塑限颗粒分析试验，并分析试验数据。

3.2.2开挖台阶

在地形陡处，从最低处开挖台阶，台阶高度?燮50cm，宽度?叟4m。用压路机压实台面，人工夯实台阶根脚处，并确保压实度在93%以上。

3.2.3标杆挂线

在路基边线每隔20m设置一根标杆，并标定出每层松铺厚度(控制在30cm以内)，以便控制施工时的填土厚度。

3.2.4整平

土方填筑时，将材料均匀地摊铺在整幅路基上，采用推土机摊铺、平地机整平，遵循“先两侧后中间”的原则。路基应平直、圆顺，且压实均匀，每层松铺厚度最大为30cm、最小为10m。

3.2.5碾压成型

采用振动压路机及重型轮胎压路机，遵循“先轻后重，先慢后快，均匀压实”的原则，横向接头处轮迹重叠50cm，做到碾压均匀，无漏压、无死角。在直线和大半径曲线上，遵守“先两侧后中间”的原则，确保边缘压实度。

3.2.6铺筑土工格栅

距路槽顶面高度>5m，也就是填方高度20m以下时，每填筑40～50cm铺设一层土工格栅；距路槽顶面高度<5m，即填方高度20cm以上时，每填筑80cm铺设一层土工格栅。土工格栅铺筑时注意事项如下：(1)工格栅应保持平整，切忌出现皱褶。两侧宽度与路基同宽，采用搭接方法连接相邻两幅土工格栅，搭接宽度不小于25cm，呈梅花形布置，并用u形钉锚固。锚固时要注意端头位置，锚固端的填土应先用人工修整。(2)在斜坡上铺设土工格栅时，要保持一定的松紧度(可用u形钉控制)，同时避免石块使其变形超出土工格栅的弹性极限。(3)铺设土工格栅时，为避免因过量拉伸导致超出其强度和变形的极限而产生撕裂及断裂等局部破坏，应保证铺设的连续性，切忌出现折皱、扭曲及重叠。(4)在存放以及铺设土工格栅时，为避免其性能劣化，切忌长时间暴露、暴晒或接触化学制剂。

3.2.7 填土并碾压