淺談土工合成材料在公路工程中的應用

周炳輝

（青海省公路科研勘測設計院，青海 西寧 810001）

近幾年來，隨著我國公路里程的持續增加和改擴建工程的增多，越來越多的土工合成材料用于新舊路基填筑。土工合成材料(Geosynthetics)開始大量用于巖土工程是近三十年發展起來的一項新技術。土工合成材料是一種以塑料、化學纖維、合成橡膠等原材人工合成的聚合物，具有強度高、成本低、質量輕和實用性強的優點，主要有加筋、排水、防滲、過濾等功能。目前，具有代表性的土工合成材料有土工格柵(Geogrid)、土工網(Geonets)、土工膜(Geomembrane)和及其組合產品。土工合成材料在巖土工程的應用極大地推動了路基填筑技術的發展。

1 土工合成材料的種類

土工合成材料根據功能和工藝的不同，總體上可以分為4類，即土工織物、土工膜、土工復合材料和土工特種材料。土工織物可分為四種類型：有紡土工織物、無紡土工織物、針織土工織物和復合土工織物。土工膜主要由透水性低的材料制成，具有較強的防水性、耐久性和抗變形性，厚度一般在0.25~4mm之間。土工復合材料是將兩種或兩種以上的材料相互結合起來的一種材料，將不同性質的材料組合起來，可以更好的滿足工程的實際需要。土工特種材料主要包括土工格柵、土工網、土工膜袋、土工墊、土工格室等。

2 土工合成材料的作用

土工合成材料一般具有多種功能，在實際應用中根據工程的具體情況往往只有一種功能起主導作用，其他作用則在一定程度上發揮作用。土工合成材料在工程中有多種作用，總體上可以分為以下六種。

2.1 排水作用

土工合成材料（如土工織物）具有多孔隙的性質，可以將土體中的水分匯集并排出。有的針織型無紡織物或復合型土工材料可以沿平面方向和垂直其平面方向排水。這種土工織物本身具有的排水通道可以把土體中的水分緩慢排出。在填筑路基時，可以鋪設厚的無紡織物墊層，可起到固結排水的作用，防止翻漿。同時，在擋土墻、隧道燈構造物中，多采用土工織物作為排水設施。

2.2 過濾作用

由土工織物做成的過濾層可以起到代替砂石、砂礫的作用，具有造價低、施工簡單，質量容易得到保證的優點。有紡織物和無紡織物都可以起到過濾的作用，防止土顆粒的流失，但在過濾要求不高時通常采用無紡織物作為過濾層。

2.3 隔離作用

在巖土工程中，為防止不同層之間的顆粒發生相互混雜，造成污染，通常將土工合成材料鋪設在不用粒料層之間，起到隔離作用。如在軟基路段，在鋪設碎石層之前，在路基上鋪設一層土工織物，可以有效的防止層間相互傾入和控制不均勻沉降。

2.4 加筋作用

土工合成材料（如有紡織物、土工格柵和土工網等）一般具有較強的抗拉強度，埋在土中形成土—土工合成材料復合體，可承受一部分拉應力，限制土體側向位移，從而增強土體的穩定性。其中，土工格柵具有較強的抗拉強度和張拉模量，同時因土顆?？梢郧度敫駯诺目锥粗校a生較大的摩阻力，是一種比較理想的加筋材料。

2.5 防護作用

土工合成材料不僅可以擴散集中應力，還可以將應力由一種物體傳遞到另一物體，使應力分解，防止土體破壞，起到防護作用。如較厚的無紡織物和復合材料可以減緩和防止路面反射裂縫的發展。

2.6 防滲作用

土工材料中如土工膜，因具有良好的防滲功能，可以與無紡土工布形成復合材料，其中，土工膜可以起到防水，防滲的作用，而土工布可以起到導流的作用。

目前公路工程中使用較多的土工復合材料有以下幾種，各類土工材料主要作用如表1所示。

表1 不同土工材料的主要功能

3 土工合成材料在公路中的應用范圍

土工合成材料和以土工合成材料為基材制成的材料，因其優良的力學性能、耐腐蝕性、耐久性能和良好的抗變形性能，從而廣泛的用于路基路面加固工程，軟基處理和邊坡防護工程。

（1）在道路改擴建工程中的應用；為了保持新老路基銜接處出現不均勻沉降，從而導致縱向裂縫的產生，采用土工格柵等作為加筋材料的應用可以有效的防止不均勻沉降的發生。

（2）在路面工程中的應用；在柔性路面中，采用土工合成材料，可以增強基層或底基層的整體強度。同時，在舊路路面進行罩面處理時，可以有效防止和減緩路面反射裂縫的發展。

（3）在軟件處理中的應用；軟基因其承載力低，如果在其上面直接修筑構造物或路基，容易導致沉降的發生。但如果在軟基處理時，采用土工合成材料加固，則可以迅速提高地基承載力，減少沉降量，縮短工期。

4 結語

目前，土工合成材料在公路工程中的應用越來越廣泛，具有廣闊的應用前景。但土工合成材料還有很多性質和功能并沒有完全得到應用，我們需要從實際工程中進行進一步的探討。

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