土工合成材料在公路建设中的应用

　　前言
　　土工合成材料的全名是土木工程中应用合成材料，其主要由化纤、塑料、合成橡胶等材料组成。在公路建设中的应用逐渐广泛，因为它不仅可以起到加强或者保护土体的作用，而且还起到公路加宽、公路排水、公路防渗等作用，对公路建设具有重要的意义。
　　一、土工合成材料在公路工程中的应用
　　在公路工程中，土工合成材料主要应用于防止路面的反射裂缝的罩面以及延缓反射裂缝的发生和发展这三大项中，虽然土工合成材料有很多实用性功能，但是公路工程施工过程中，这些作用不能兼顾到。所以要根据具体的公路工程情况进行运用，做到根据实际情况处理，使其一种功能处于主导地位，其他功能起辅助作用，要分清主次，这些功能都不是孤立的，它们之间相互作、用相互影响。
　　（一）在公路的滤层排水中的应用
　　土工合成材料本身就具有一定的过滤与排水的功能，土工合成材料与其他合成材料作用下能共同形成良好的排水体和过滤体，并与公路中的其他排水体和过滤体形成一个完整的系统进而充分配合协调排除地下水和地表水，以保持公路路基处于一个稳定的良好的状态，防止公路路基的沉降和强度的降低，预防冻胀翻浆带来的危险。
　　（二）在路基中的应用
　　在软弱地基上修筑高填土路堤或堤坝，由于填土中的侧向土压力，使地基表面产生水平剪应力，导致堤身向两侧位移，很容易造成堤身失稳。对于这类加筋工程，通常在堤身的底部进行铺设单层或者多层高模量土工织物、土工格栅、土工网或者土工垫等土工材料，以限制土基侧向的位移，从而提高堤坝稳定性，进一步增加堤坝填土的高度，减少堤坝下沉的差异沉降量而因此造成的堤面开裂。一些通道横穿于公路的构筑物和构筑物台背之间的填土。往往因其刚度的悬殊而极易产生阶梯状的不均匀的沉降。从而引发"桥头跳车"的现象。而采用构筑物台背回填土进行土工材料的加筋，主要是利用了土工合成材料和构筑物之间良好的锚固力，土工合成材料与回填土之间具有良好的界面摩阻力，从而将结构物同回填土连为一个整体，提高整体性，减少了两者之间的不均匀沉降。
　　（三）起到公路防护加筋防固作用
　　在路堤中植入土工合成材料进行试验分析时，可以将路堤看成平面应变的问题，可以通过对试验模型的剪切试验得到有关数据和作用机理。通常来说，经过加筋处理的土样要比纯土料的水平位移和垂直变形小很多。
　　1、土和加筋材料在荷载的作用下会发生相对位移，在两者界面上产生剪应力，加筋材料收到拉应力的影响会对土体的横向变形产起到限制作用，提高了土体的整体抗剪强度
　　2、加筋材料在对土体起到限制作用的同时，会有一种张力膜的效果，使得土体的铅直变形减小，可以防止剪切带的扩大，提高土体承载能力。
　　3、加筋材料在土体中的布设位置要尽可能的再拉伸变形区和主拉应力的方向一致。在抗滑方向布设加筋材料不但不会增大土体的强度，还会因为界面的摩擦角减小，使土体更加容易破坏。
　　4、加筋材料由于其本身特点，只能在发生较大变形时才能很好的发挥抗拉效果，所以在相对刚性结构物中不能充分的发挥其作用。所以对加筋材料进行特殊处理，提高拉伸模量，事先施加预应力，并使其表面粗糙，对其抗拉效果的发挥有很大影响。
　　（四）在旧路加宽中的应用
　　1、对于普通路基加宽后如果不采用土工合成材料，其竖向变形会朝向新建路基的一侧，具有很明显的不均匀沉降性，加入合成材料后真个的竖向位移都会减少，不均匀沉降明显，竖向变形靠近原有的稳定路基。
　　2、在软土地基上使用土工合成材料时，要考虑软土的厚度对加筋效果的影响，通常在软土厚度超过10m的情况下，沉降基本和土工合成材料的使用没有很大的关系，在侧向位移上，深度超过4m的软土地基，土工合成材料的侧向限制作用不能发挥，而对浅层软土地基来说还是具有很明显的加固效果。
　　3、路基加宽时，加宽数值越大，土工合成材料对减少不均匀沉降和总体沉降量的影响越大，并和软土厚度具有一定的关系。当软土厚度和宽度比值超过0.5时就要采取相应的软土处理办法。
　　4、路堤高度的变化，也会对何曾材料在新旧路基中的作用效果产生很大的影响"随着路堤高度增大，其减少沉降量和侧向位移占总体的比值都会减少，虽然路堤高度的增大会一定范围内增大土工合成材料的作用效果，但其增量和路堤高度增大引起的增量相比并不具有很大的优势。
　　（五）在公路的防渗中的应用
　　在土工合成材料表面涂一层防水的材料，只要是具有防水的材料，橡胶和树脂都可以，让土工合成材料和塑料薄膜一起合作作用于公路，这就是防渗作用，防渗在公路工程中的作用是不可小觑的。
　　（六）护坡方面的应用
　　在公路建设中的护坡当前主要采用的是坡面防护和冲刷防护两种方法，坡面防护主要是防护极易受到自然因素而影响的土质不稳定，冲刷防护主要是防护流水对路基的冲刷，其中土质边坡可以采用拉伸网草皮或用网格固定后撒种，岩石边坡的防护则可以采用土工网或者土工格栅沿着公路的路基覆盖铺设，防止水流的冲刷，土工合成材料在土质边坡上应用的最广泛的是拉伸网种草皮，这种草皮可以进行集中的生产，也可以随意的进行切割和收卷，且其具有搬运方便，不容易损坏草根等特点，现已广泛应用于路基坡面的防护之中。

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