隨著加筋技術(shù)的發(fā)展和土工合成材料加筋理論的不斷完善，新型的土工加筋材料不斷涌現(xiàn)。土工格柵的出現(xiàn)，對公路工程的發(fā)展起到了重要的推動作用。但由于不同的土工產(chǎn)品的作用不同，正確選擇合適的材料對公路工程的質(zhì)量保證起到了關(guān)鍵作用。 土工格柵是聚合物材料經(jīng)過定向拉伸形成的具有開口網(wǎng)格、較高強(qiáng)度的平面網(wǎng)狀材料。常用的聚合物有聚丙烯、高密度聚乙烯、玻璃纖維、滌綸、合成纖維等。土工格柵分為塑料土工格柵、鋼塑土工格柵、玻璃纖維土工格柵和玻纖聚酯土工格柵四大類。 一、塑料土工格柵 塑料土工格柵是經(jīng)過拉伸形成的具有方形或矩形的聚合物網(wǎng)材，按其制造時拉伸方向的不同可為單向拉伸和雙向拉伸兩種。它是在經(jīng)擠壓制出的聚合物板材（原料多為聚丙烯或高密度聚乙烯）上沖孔，然后在加熱條件下施行定向拉伸。單向拉伸格柵只沿板材長度方向拉伸制成，而雙向拉伸格柵則是繼續(xù)將單向拉伸的格柵再在與其長度垂直的方向拉伸制成。 （一）塑料土工格柵的基本特性 1、力學(xué)性能：由于在制造過程中，經(jīng)過了定向拉伸，使聚合物分子沿拉伸方向定向排列，加強(qiáng)了分子鏈間的聯(lián)結(jié)力，大大提高了其抗拉強(qiáng)度，甚至比軟鋼強(qiáng)度還大，延伸率卻很小。土石料在網(wǎng)格內(nèi)互鎖力增高，它們之間的磨擦系數(shù)也顯著增大。 2、抗溫度性能：由于拉伸作用，使其抗高溫性能也提高。 3、耐久性能：由于土工格柵中加入炭黑等老化材料，使它具備較好的耐酸、耐堿、耐腐蝕、抗老化等耐久性。 4、施工性能：土工格柵重量輕，與土或碎石咬合力強(qiáng)；抗酸堿、耐腐蝕、耐老化；柔性、質(zhì)輕易施工。塑料土工格柵是有一定柔性的塑料平面網(wǎng)材，易于現(xiàn)場裁剪和連接（可用聚乙烯繩或連接棒連接），也可重疊搭接，便于現(xiàn)場組裝成所需形狀，且在施工過程中折曲影響小，施工簡單，不需要特殊的施工機(jī)械和專業(yè)技術(shù)人員。 （二）塑料格柵視單、雙向應(yīng)用場合分別如下： 單向土工格柵適用于公路及鐵路路基、路堤、邊坡加筋、各類擋墻加筋、江河海壩的加筋及堆場加筋、橋臺加筋、較淺層基礎(chǔ)的加筋。廣泛應(yīng)用于各類加筋擋土墻。雙向格柵適用于公路及鐵路路基、路堤加筋、淺層基礎(chǔ)加筋、大型廣場、車場、碼頭貨場、堆場等 性承載的地基增強(qiáng)，河道路基加筋，防治瀝青混凝土路面反射裂縫等。廣泛應(yīng)用于路基、路堤加筋和淺層基礎(chǔ)加筋。 二、鋼塑土工格柵 鋼塑土工格柵以高強(qiáng)鋼絲（或其他纖維），經(jīng)特殊處理，與聚乙烯（PE），并添加其他助劑，通過擠出使之成為復(fù)合型高強(qiáng)抗拉條帶，且表面有粗糙壓紋，則為高強(qiáng)加筋土工帶。由此單帶，經(jīng)縱、橫按一定間距編制或夾合排列，采用特殊強(qiáng)化粘接的熔焊技術(shù)焊接其交接點(diǎn)而成型，則為加筋土工格柵。 （一）鋼塑土工格柵的工程作用： 1、強(qiáng)度大、蠕變小、適應(yīng)各類環(huán)境土壤，完全可以滿足高等級公路中的高大擋墻使用。 2、能有效的提高加筋承載面的嵌鎖、咬合作用、極大程度的增強(qiáng)地基的承載力、有效的約束土體的側(cè)向位移，增強(qiáng)地基穩(wěn)固性能。 3、與傳統(tǒng)格柵相比更具有強(qiáng)度大、承載力強(qiáng)、抗腐蝕、防老化、摩擦系數(shù)大、孔眼均勻、施工方便、使用壽命長等特點(diǎn)。 4、更適應(yīng)于深海作業(yè)、堤岸加固，從根本上解決了其他材料做石籠因長期受海水沖蝕而造成的強(qiáng)度低、耐腐蝕性能差、使用壽命短等技術(shù)難題。 5、能有效的避免在施工過程中被機(jī)具碾壓、破壞而造成的施工損傷 （二）鋼塑土工格柵在工程的適用范圍 公路、鐵路、橋臺、引道、碼頭、水壩、渣場等的軟土地基加固、擋墻和路面抗裂工程等。 　　三、玻璃纖維土工格柵 玻璃纖維土工格柵是以玻璃纖維為材質(zhì)，采用一定的編織工藝制成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)材料，為保護(hù)玻璃纖維、提高整體使用性能，經(jīng)過特殊的涂復(fù)處理工藝而成的土工復(fù)合材料。玻璃纖維的主要成份是：氧化硅、是無機(jī)材料，其理化性能極具穩(wěn)定，并具有強(qiáng)度大、模量高，很高的耐磨性和優(yōu)異的對寒性，無長期蠕變；熱穩(wěn)定性好；網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)使集料嵌鎖和限制；提高瀝青混合料的承重能力。因表面涂有特殊的改性瀝青使其具有兩重的復(fù)合性能，極大地提高了土工格柵的耐磨性及剪切能力。 （一）玻璃纖維土工格柵的工程性能： 1、抗拉強(qiáng)度極高，延伸率很低；抗拉強(qiáng)度能達(dá)到100 kN/m，斷裂延伸率為3％左右。 2、沒有長期蠕變性；玻琉纖維格柵不發(fā)生蠕變，這保證產(chǎn)品能夠長期使用。 3、高溫穩(wěn)定性：玻璃纖維格柵熔點(diǎn)在1 000℃以上，在160℃熱鋪瀝青混凝土上不受任何影響。 4、與路面混合料具有很好的相容性：玻璃纖維土工格柵經(jīng)表面有機(jī)涂層處理以后與混凝土混合料有機(jī)物具有很好的相容性，特別是瀝青材料，從而改善了玻璃纖維土工格柵不耐磨、不耐折的缺點(diǎn)。 5、化學(xué)穩(wěn)定性：經(jīng)過特殊處理后，玻璃纖維格柵能防止各類化學(xué)侵蝕，抵抗生物侵蝕和氣候變化。 6、嵌鎖和限制作用：瀝青混凝土混合料穿過玻璃纖維土工結(jié)構(gòu)，形成了復(fù)合嵌鎖結(jié)構(gòu)。這種限制能夠阻止混凝土混合料的運(yùn)動，使瀝青混凝土混合料可以得到更好的壓實(shí)，獲取更大的承載力，并且能夠提高傳遞荷載能力，減少變形，增強(qiáng)瀝青混凝土路面。將其變?yōu)橐徽w結(jié)構(gòu)，猶如混凝土中加入鋼筋一樣，具有良好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，在道路罩面中起到骨架作用。 玻璃纖維格柵的應(yīng)用 （二）玻璃纖維格柵的適用范圍 玻璃纖維格柵適用于瀝青混凝土路面加筋、路面反射裂縫防治及新舊路面的銜接等變形量不是很大的場合。玻璃纖維格柵用于瀝青道路時發(fā)揮的作用有抗疲勞開裂、抗低溫收縮、耐高溫車轍和延緩反射裂縫。

遼寧盤錦土工格柵 本項(xiàng)目將結(jié)合實(shí)體工程，主要解決土工格柵材料選擇、含有土工格柵的改建路面結(jié)構(gòu)力學(xué)分析、施工工藝、檢測方法等方面的問題。為路面改建工程中合理應(yīng)用土工格柵提供科學(xué)依據(jù)。1）土工格柵材料選擇土工合成材料的質(zhì)量性能差異較大，具有不同的力學(xué)指標(biāo)。根據(jù)工程使用的情況不同，應(yīng)該選擇不同的土工合成材料。在工程設(shè)計與施工中，應(yīng)根據(jù)原路面的具體情況和工程特點(diǎn)要求，選擇符合力學(xué)性能的格柵材料。2）土工格柵改建路面結(jié)構(gòu)力學(xué)分析分析土工格柵位于基層下、基層上、面層下等位置時，在汽車荷載作用下，路面的彎沉、各層層底彎拉應(yīng)力的變化情況，路面裂縫處理情況和舊路加寬部位的路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行了理論分析，確定土工格柵的合理層位及所起作用。3）施工工藝研究在工程實(shí)施過程中，如何施工才能使土工格柵在改建路面結(jié)構(gòu)中取得良好的加筋效果，可通過試驗(yàn)路的鋪筑，總結(jié)施工工藝，尋求可行的檢測手段提出檢測方法。4．研究方法采用理論分析與室內(nèi)室內(nèi)外相結(jié)合的方法。技術(shù)路線如下：1）收集國內(nèi)外關(guān)于土工格柵在瀝青路面研究中的成果及經(jīng)驗(yàn)。2）土工格柵的物理力學(xué)性能試驗(yàn)，為理論計算提供科學(xué)的依據(jù)。3）制作加格柵與未加格柵的半剛性水泥穩(wěn)定碎石材料試件，通過室內(nèi)梁的拉彎拉試驗(yàn)、疲勞試驗(yàn)對比分析格柵對提高基層的抗彎拉強(qiáng)度及疲勞特性所起的作用。4）理論計算及分析。5）通過改建前后的常規(guī)彎沉測試方法及運(yùn)營過程中的落錘式彎沉儀（FWD）現(xiàn)場彎沉測試，評定格柵對路面承載能力起到的作用。6）結(jié)論與建議。5．研究結(jié)論1）結(jié)合河南省洛界公路襄城茨溝至舞陽界段二級瀝青公路路面改建工程，提出在交通量較大，超重車具有單方向性的路幅舊路面上，即補(bǔ)強(qiáng)基層底面加鋪土工格柵的設(shè)計方案，提高改建路面的抗反射裂縫能力。2）對土工格柵材料性能進(jìn)行研究，提出適用的土工格柵類型、性能指標(biāo)和力學(xué)參數(shù)。正六邊形的土工格柵受力均勻、穩(wěn)定。建議選用對稱性好的材料，能使受拉時應(yīng)力傳遞均勻，風(fēng)格變形性好；土工格柵可以瘃減緩反射裂縫的發(fā)生；引用復(fù)合材料力學(xué)得出泊松比，可以為理論計算提供依據(jù)。3）對土工格柵加筋半剛性基層材料進(jìn)行彎拉、疲勞試驗(yàn)，結(jié)果表明，在半剛性基層下加鋪土工格柵，可延緩半剛性基層的裂縫，增加疲勞壽命。4）應(yīng)用彈性層狀體系理論和有限元法，對土工格柵鋪設(shè)在改建路面不同層位、原有路面裂縫處理和舊路加寬部位時的路面結(jié)論進(jìn)行了理論分析并得出了類似的結(jié)論。在新建或改建路面基層底面加鋪土工格柵會：改變基層地面的層底拉應(yīng)力和路表彎沉；對路面結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的改善為理想；可以減薄半剛性基層厚度，減小的厚度與土工格柵模量成正比等。5）聯(lián)合應(yīng)用貝克曼梁和落錘式彎沉儀對試驗(yàn)路段路面進(jìn)行承載性能測試，表明加鋪土工格柵對路面整體強(qiáng)度和剛度均有提高作用，落錘式彎沉儀精度較高，可作為評價路面剛度的有交往檢測手段。6）提出了土工格柵改建路面工程應(yīng)用中的技術(shù)要點(diǎn)并進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)效益分析。以上結(jié)論中的第2）、3）和4）條的技術(shù)內(nèi)容在國內(nèi)外文獻(xiàn)中未見報道，該成果的部分技術(shù)在國際上具有一定的創(chuàng)造性，因此該成果在國內(nèi)外具有一定的先進(jìn)性。隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，道路交通量不斷增加，國省干線公路交通趨于飽和，特別是近年來超限、超載、超重車輛的增多，致使路面嚴(yán)重超負(fù)荷，在設(shè)計年限內(nèi)，過早的出現(xiàn)路面病害，嚴(yán)重制約了公路的運(yùn)輸條件及道路的通行能力，未能充分發(fā)揮國省干道的作用。

減緩反射裂縫的措施。反射裂縫是由于舊面層在接縫或裂縫附近的位移，引起接縫或裂縫上方瀝青混凝土加鋪層內(nèi)出現(xiàn)應(yīng)力集中所造成的，其包括因溫度和濕度變化而產(chǎn)生的水平位移以及因交通荷載作用而產(chǎn)生的豎向剪切位移。而根據(jù)國內(nèi)外理論，在舊混凝土板與加鋪層之間設(shè)置玻纖土工格柵加筋層可以使瀝青混凝土加鋪層底面的應(yīng)力或應(yīng)變因離開應(yīng)力集中的接縫或裂縫端部而降低，同時也可以改變加鋪層結(jié)構(gòu)的抗拉和抗剪切能力，從而可以有效減少由荷載、溫度、地基脫空等產(chǎn)生的不利影響和提高瀝青混凝土加鋪層的抗反射裂縫能力；且根據(jù)研究，在加鋪層底部加設(shè)土工格柵時，延緩反射裂縫的效果非常明顯。故本工程在加鋪層底部采用玻纖格柵作為加筋層面來作為減緩反射裂縫的措施。三、基層彎沿測量采用BZZ－100型、后軸重10t的標(biāo)準(zhǔn)車，5.4m的長桿彎沉儀，每隔20m對拓寬范圍路面基層進(jìn)行彎沉測量。共測N＝90個點(diǎn)，平均彎沉為L＝0.240 mm，均方差S＝5.28，計算代表彎沉為L＝0.331mm。混土板測定點(diǎn)n＝28，平均彎沉為L＝0.102mm，均方差為δ＝5.4，代表彎沉為L＝0.195mm。其中＞0.10mm占34.60％，≥0.15mm占11.51％，≥0.20mm占7.70％，≥0.30mm占2.55％。以上結(jié)果符合設(shè)計要求。四、鋪設(shè)土工格柵（一）路面鋪筑。由于舊水泥混凝土路面，以及新拓寬部分的混凝土路面是沿按舊水泥混凝土路面的坡度進(jìn)行澆筑的，表面的平整度較好，但是由于混凝土路面的路拱不對稱，要調(diào)整為路拱對中，則路拱兩邊路面的瀝青鋪筑厚度是不相同的，薄的為7cm，厚的為15 cm，因此，采用瀝青碎石作為瀝青混凝土調(diào)平層。調(diào)平層鋪筑完后，再進(jìn)行面層的鋪筑。（二）土工格柵技術(shù)要求1．土工格柵厚度應(yīng)薄，一般3.0mm左右，以便攤鋪；2．格柵網(wǎng)格尺寸應(yīng)為0.5～1.0倍骨料粒徑。本工程采用25.4×25.4mm；3．土工格柵抗拉強(qiáng)度應(yīng)選大值，縱向大于等于50KN/M，橫向大于等于50KN/M，抗變形能力強(qiáng)；4．伸長率小于4％；5．含膠量大于等于20％；6．土工格柵采用自粘式，幅寬為2m，耐溫性－100至280攝氏度。（三）鋪筑土工格柵1．在清掃干凈的水泥混凝土路面上用小型瀝青灑布機(jī)按0.5┧/┫噴灑粘層乳化瀝青，幅寬為2.0 m；2．在大氣溫度10℃以上，路面不潮濕時噴灑粘層乳化瀝青；3．在噴灑粘層乳化瀝青后，待粘層瀝青已破乳時開始進(jìn)行土工格柵鋪設(shè)。鋪設(shè)完土工格柵后，用輕型膠輪壓路機(jī)在其上作適度碾壓，以確保土工格柵與原路面有良好的粘接。4．采用土工格柵鋪筑設(shè)備，人工一次攤鋪土工格柵。對不平整處，應(yīng)用攤桿推平，如遇到彎道，應(yīng)將彎道內(nèi)側(cè)的土工格柵用剪力裁開，然后將一側(cè)推平，涂刷瀝青，再將另一側(cè)疊蓋搭接，鋪設(shè)時應(yīng)保證平順并使縱橫向張緊。5．一卷土工格柵攤完后，再噴灑另一幅土工格柵的粘層瀝青。鋪設(shè)時土工格柵的搭接：縱向距離不小于15 cm，橫向距離不小于10 cm；要在前一幅攤好的土工格柵上補(bǔ)灑20 cm的瀝青帶，然后再攤鋪第二幅土工格柵。按此鋪攤的工藝順序直到半幅路面的土工格柵鋪滿，并超出半幅路面寬度20 cm，以便與第二幅路面的土工格柵搭按。（四）鋪筑瀝青砼1．為了方便汽車在土工格柵上和已噴灑瀝青路面上行走而不帶動土工格柵，在半幅路面攤鋪完土工格柵后，再灑上5mm的石粉。2．在土工格柵的起始端要用鐵釘加強(qiáng)固定，并灑一層粘層瀝青。3．禁止汽車在土工格柵上剎車、轉(zhuǎn)彎、調(diào)頭。4．當(dāng)土工格柵被汽車?yán)?，?yīng)立即用攤桿推平。5．用瀝青混凝土鋪機(jī)攤鋪瀝青混凝土路面。五、試驗(yàn)路檢測1.彎沉測定。試驗(yàn)路鋪筑后，用BZZ-100型標(biāo)準(zhǔn)汽車、5.4m長桿彎沉儀，每隔50m測定混凝路面彎沉值。2.實(shí)側(cè)彎沉和平均彎沉L＝11.50 mm，均方差δ＝2.21，代表彎沉L?代＝15.14mm。3.按理論計算，在舊路上(δ＝0.330mm)加鋪10cm瀝青混凝土，計算彎沉到達(dá)0.24mm，增加一層土工格柵計算彎沉值能達(dá)到0.14mm，相當(dāng)于增加了8cm厚的瀝青混凝土，實(shí)測數(shù)據(jù)表明＞0.10mm的點(diǎn)占2.8％；≥0.15mm的點(diǎn)占2％，≥0.30點(diǎn)占1.1％。以上數(shù)據(jù)表明在瀝青混凝土中加設(shè)土工格柵作用明顯。