土工布及土工格栅在道路工程中的应用分析

卢俊霞

(山西平阳路桥有限公司，山西临汾 041000)

0 引言

土工织物由于具有良好的隔离、排水、加筋等物理力学性能，以及良好的抗拉特性，已被广泛应用到公路施工的各个领域。在沥青路面中使用可有效抑制反射性裂纹，提高面层抗开裂能力，延缓和防治不均匀沉降，增强路面的整体强度，减少车辙、壅包。在软土地基处置中采用土工格栅，可有效抑制沉降，均匀应力分布，提高道路整体强度，延长使用年限。土工织物在公路边坡防护中，可用于边坡防护植草，防止水土流失，美化环境。

1 土工织物的特性及应用

土工织物具有较高的抗拉强度和较低的延伸率，能够使上面的负荷得到扩散，提高了地基的承载力、增加路堤的稳定性。土工织物用于软土地基的加固，是由于土工织物能适应地基变形，增加地基的抗剪强度，从而防止软弱地基产生过大或不均匀沉降以致侧向变形。土工布(格栅)在软土地基加固中的主要作用为：排水、隔离、应力分散、加筋补强等。玻璃纤维土工格栅由于有高抗拉强度和低延伸率、无长期蠕变、物理化学性能稳定、热稳定性、集料嵌锁限制等优点，从而在沥青路面的施工中得到广泛应用。玻璃纤维土工格栅在沥青路面的抗疲劳开裂、耐高温车辙、抗低温缩裂、延缓反射裂缝等方面发挥着重要作用。在承压地下水或地下水很多的地方修筑路基时，利用土工织物在原地面与路基交界处或路基内部设排水隔离层，把从路面浸透来的水隔离，把地下水引入边沟。过滤型土工格栅还具有既能保证空隙水可自由流出，同时又能截住细颗粒的良好水力特性。

土工织物的加筋效果与施工速度有关，施工速度快，加筋效果就比较显著，施工速度慢，加筋效果就不明显。

2 土工织物的分类及应用范围

土工织物一般可分为土工布、土工格栅、玻璃纤维土工格栅等，根据编制方法又可分为单向土工格栅、双向土工格栅、土工格网、土工网垫等。土工布主要应用于公路工程的防渗、排水、隔离等方面，土工格栅主要应用于软土路基加固、路堤边坡加筋补强等，玻璃纤维土工格栅主要应用于软土地基加固、防治沥青路面的反射裂缝等。

3 施工方法和要求

土工织物在实际应用中简单易行，不需要特殊设备，施工方便，任何工地均可采用。

1)京昆与青兰国家高速公路山西境临汾联络线，部分路段地下水位较高，具较高压缩性为区域性软弱地基。对于沉降量不大的路堤，高路堤填土适当采用土工布(格栅)垫隔，以减少路基不均匀沉降，加强路基刚度与稳定性。本段采用双层土工格栅包砂砾。先平整场地，清除表土并排干地表水(排水有困难的地方，采用抛片石挤淤)，铺筑50 cm干压砂砾，分两层进行碾压。铺筑第一层格栅，从需要处理的地段开始，垂直路线铺设，用木桩或石块进行固定就位，其搭接长度为100 cm，相邻格栅搭接长度为30 cm，采用铁丝绑扎固定，格栅在路基边缘处，宽铺2.5 m～3 m，待格栅上层砂砾铺筑完毕后进行回折，格栅上铺筑的砂砾厚度为30 cm，压路机进行碾压，达到设计要求的压实度后，再铺筑第二层土工格栅，与第一层格栅连接固定。土工格栅铺筑要求平整，砂砾粒径不超过5 cm，压实度要求达到93%以上。

2)在软土地基、沼泽，地基湿软、地下水位较高的地方，采用土工织物作为隔离层，用于隔离层的土工织物最小抗拉强度不小于50 Pa。土工织物铺筑在平整过的地面上，用木桩或石块进行固定就位，其搭接长度为100 cm，在土工织物上铺筑的材料要求采用透水性良好的粗粒土(矿渣、砂砾、碎石等，最大粒径不超过30 cm)，采用重型压路机进行碾压，铺筑厚度不小于50 cm，并且施工时应尽量减少对下层土的扰动。隔离层高出地下水位30 cm以上。土工布还可用于路面基层水稳砂砾的养护，透水性的土工布具有良好的过滤性，既能保证空隙水可自由流出，同时又能截住细颗粒。尤其是炎热的夏季，在水稳砂砾上覆盖土工布，洒水养护，大大减少洒水次数，使基层得到很好的养护。

3)玻璃纤维土工格栅由于有高抗拉强度和低延伸率、无长期蠕变、物理化学性能稳定、热稳定性、集料嵌锁限制等优点，从而在沥青路面的施工中得到广泛应用。玻璃纤维土工格栅在沥青路面的抗疲劳开裂、耐高温车辙、抗低温缩裂、延缓反射裂缝等方面发挥着重要作用。在旧水泥混凝土路面加铺沥青面层，采用玻璃纤维土工格栅加筋处理，可有效抑制原路面伸缩，及水泥板块损坏引起的反射性裂缝，提高面层开裂能力。在旧沥青路面维修中使用玻璃纤维土工格栅加筋处理，可防治和延缓因基层不均匀沉降、温差等因素造成的裂缝，增强路面整体强度，减少车辙、壅包的形成。在软土地基处治中及道路拓宽改造中采用玻璃纤维土工格栅可有效抑制沉降，均匀应力分布，防治因地基不均匀沉降及新老路结合处造成的裂缝，提高道路整体强度，延长道路使用年限。玻璃纤维土工格栅的铺设比普通的土工格栅施工工艺更为严格，通常采用钉子固定法。先将土工格栅一端用铁皮条和钉子固定在已经洒布粘层沥青的下层结构上，然后用机械将格栅拉紧，再用钉子分段固定，固定完毕后，用胶轮压路机碾压稳定，使格栅与原路表面粘结牢固，再进行下部作业。

土工格栅垫层示意图见图1。

京昆与青兰国家高速公路山西境临汾联络线采用土工格栅处理软土地基，经过沉降观测、水平位移观测、地基承载力观测等方面的观测，认定处理结果满足承载力和沉降的要求，土工格栅处理软弱地基，达到了预期的效果。

图1 土工格栅垫层示意图

4 结语

在施工中，为解决软弱地基可能出现的路基盆形沉降、失稳和路桥沉降差等问题，可采用土工布或土工格栅进行处治，土工布及土工格栅在隔离、防渗、加筋补强、过滤排水、防护等方面发挥着作用，有效地解决软土地基加固的难题。在沥青路面中采用玻璃纤维土工格栅，可有效的防止反射裂缝的产生，延长路面的使用寿命。

［1］ JTJ 017-96，公路软土地基路堤设计与施工规范［S］.

［2］ 高速公路丛书编委会.高速公路路基设计与施工［M］.北京：人民交通出版社，2009.

［3］ 高建虹.玻璃纤维土工格栅在沥青路面上的应用［J］.公路，2002(3)：95-98.

［4］ 薛瑞峰.土工格栅在公路建设中的性能及应用［J］.山西建筑，2010，36(16)：253-254.