土工合成材料和其在公路工程中应用.ppt

道路工程施工技术 北华航天工业学院建工系 第一节 概述 1、土工合成材料的种类 2、土工合成材料的具体应用 3、土工合成材料在工程中的应用举例 第二节 土工合成材料在公路工程中的应用要求与施工技术 1、路堤加筋施工技术要点 2、台背路基填土加筋施工技术要点 3、过滤与排水设施施工技术要点 4、路基防护施工技术要点 概述 土工合成材料：以人工合成的各种聚合物制成的各类产品，是岩土工程中应用的各类材料的总称。区别于天然材料。 作用：将其置于岩土或其他工程结构内部、表各结构层之间，起到加强、保护岩土或其他结构的作用。 特点与应用 质量轻、施工简易、运输方便、价格低廉、料源丰富等优点，具有多种能满足工程需要的性能，为岩土工程提供了一种崭新的较为理想的材料，并由此带来一种实施简便和经济有效的技术途径。近二三十年来在全世界范围内得到迅速的发展和广泛的使用。据不完全统计，它们已在数十万项工程中得到成功的应用，取得了良好的经济、社会和环境效益；在一些抗御自然灾害的斗争中，更显出其快捷、有效、简便的特点。被人们誉为20世纪岩土工程中的一项技术革命。 土工合成材料的原材料是高分子聚合物(polymer)。它们是由煤、石油、天然气或石灰石中提炼出来的化学物质制成，再进一步加工成纤维或合成材料片材，最后制成各种产品。制造土工合成材料的聚合物主要有聚乙烯(PE)、聚酯(PER)、聚酰胺(PA)、聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC)等。 发展历程 土工合成材料的最早应用可追溯到本世纪二三十年代。1926年美国南卡罗林拉州公路部门曾采用过在棉布上洒沥青而制成的材料，其形式类似于土工膜。 以近代人工聚合物为原料的土工织物的最早应用实例，是50年代初的荷兰三角洲工程。 在1998年夏秋，在长江和松花江、嫩江特大洪灾的防汛抢险工作中，土工合成材料发挥了重要作用。 在早期曾被称为“土工织物” 和“土工膜”。随着工程需要，这类材料不断有新的品种出现，例如土工格栅、土工网和土工模袋等，原来的名称已不能准确地涵盖全部产品，这样，在其后的一段时期内，把它们称之为“土工织物、土工膜和相关产品。显然，这样的名称不宜作为一种技术名词或学术名词。为此，1994年在新加坡召开的第五届国际土工合成材料学术会议上，正式确定这类材料的名称为“土工合成材料” 。 返回 土工合成材料的种类 土工网 土工格栅 土工模袋 土工织物 土工复合排水材料 土工垫 土工格室 返回 土工网 用合成材料或合成树脂压制成的带有平面结构呈网状的土工合成材料。通常是高密度聚乙烯加抗紫外线助剂加工而成，抗老化、耐腐蚀。路基中使用时粒状填料与网格互相锁合在一起，形成稳定的平面，防止填料下陷，并可将垂直载荷分散；提高地基的承载能力及稳定性，地理条件恶劣地区可采用多层增强。 返回 土工格栅 指聚合物经过定向拉伸形成的具有开孔网格，强度较高的平面网状材料。适用于永久性地基的增强，可有效的分配荷载，提高地基的承载能力及稳定性，防止断裂，延长寿命。 分类 单向拉伸土工格栅 双向拉伸土工格栅 返回 土工模袋 土工模袋是由上下两层土工织物制成的大面积连续袋状材料，袋体代替模板，袋内充填混凝土或水泥砂浆，凝固后形成整体混凝土板，可用作护坡。这种，模袋上下两层之间用一定长度的尼龙绳来保持其间隔，可以控制填充时的厚度。浇注在现场用高压泵进行。混凝土或砂浆注入模袋后，多余水量可从织物孔隙中排走，故而降低了水分，加快了凝固速度，使强度增高 。 返回 土工织物 透水性的平面土工合成材料。 返回 土工复合排水材料 指以无纺土工织物、土工膜或不同形状的合成材料心材复合而成的土工排水材料。 塑料排水带 软式排水管（渗水软管） 返回 土工垫 可有效地防止水土流失，增加绿化面积，改善生态环境。网垫与护坡形成一体，可保持护坡表面免遭风雨的侵蚀。与植物形成的复合保护层可经受水流冲刷。可替代混凝土、沥青、块石等坡面材料，施工方便，施工成本降低且对环境无污染。返回 土工格室 强化的高密度聚乙烯宽带，每隔一定间距以强力焊接而形成的网状格室结构。典型的条带厚1.2、宽100，每隔300进行焊接。格室张开后，可填以土料，由于格室对土的侧向位移的限制，可大大提高土体的刚度和强度。它可用于处理软弱地基，增大其承载力，沙漠地带可用于固沙，还可用于护坡等。 返回 土工合成材料的具体应用 排水 反滤 分隔 加固 防护 其他 返回 排水 某些有一定厚度的土工合成材料具有良好的透水性，其本身的厚度形成一透水层，工程结构中的地下水或其他水源，可以沿着土工织物的平面迅速排出。 排水固结：饱和软土地基在其表面施加外荷载，土中会产生超过静水压力的孔隙水压力，于是，土体中多余水分逐渐从排水面(地表)排出，这种现象称为排水固结。 塑料排水带垂直排水 烟囱式排水布置 上