隨著加筋技術的發(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，加強了分子鏈間的聯(lián)結(jié)力，大大提高了其抗拉強度，甚至比軟鋼強度還大，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；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械和專業(yè)技術人員。 （二）塑料格柵視單、雙向應用場合分別如下： 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、較淺層基礎的加筋。廣泛應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、淺層基礎加筋、大型廣場、車場、碼頭貨場、堆場等 性承載的地基增強，河道路基加筋，防治瀝青混凝土路面反射裂縫等。廣泛應用于路基、路堤加筋和淺層基礎加筋。 二、鋼塑土工格柵 鋼塑土工格柵以高強鋼絲（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合型高強抗拉條帶，且表面有粗糙壓紋，則為高強加筋土工帶。由此單帶，經(jīng)縱、橫按一定間距編制或夾合排列，采用特殊強化粘接的熔焊技術焊接其交接點而成型，則為加筋土工格柵。 （一）鋼塑土工格柵的工程作用： 1、強度大、蠕變小、適應各類環(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、極大程度的增強地基的承載力、有效的約束土體的側(cè)向位移，增強地基穩(wěn)固性能。 3、與傳統(tǒng)格柵相比更具有強度大、承載力強、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。 4、更適應于深海作業(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度低、耐腐蝕性能差、使用壽命短等技術難題。 5、能有效的避免在施工過程中被機具碾壓、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)構材料，為保護玻璃纖維、提高整體使用性能，經(jīng)過特殊的涂復處理工藝而成的土工復合材料。玻璃纖維的主要成份是：氧化硅、是無機材料，其理化性能極具穩(wěn)定，并具有強度大、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、抗拉強度極高，延伸率很低；抗拉強度能達到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)表面有機涂層處理以后與混凝土混合料有機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。 5、化學穩(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，形成了復合嵌鎖結(jié)構。這種限制能夠阻止混凝土混合料的運動，使瀝青混凝土混合料可以得到更好的壓實，獲取更大的承載力，并且能夠提高傳遞荷載能力，減少變形，增強瀝青混凝土路面。將其變?yōu)橐徽w結(jié)構，猶如混凝土中加入鋼筋一樣，具有良好的結(jié)構強度，在道路罩面中起到骨架作用。 玻璃纖維格柵的應用 （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。

河南洛陽土工格柵 本項目將結(jié)合實體工程，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)構力學分析、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用土工格柵提供科學依據(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，具有不同的力學指標。根據(jù)工程使用的情況不同，應該選擇不同的土工合成材料。在工程設計與施工中，應根據(jù)原路面的具體情況和工程特點要求，選擇符合力學性能的格柵材料。2）土工格柵改建路面結(jié)構力學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)構進行了理論分析，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施過程中，如何施工才能使土工格柵在改建路面結(jié)構中取得良好的加筋效果，可通過試驗路的鋪筑，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。技術路線如下：1）收集國內(nèi)外關于土工格柵在瀝青路面研究中的成果及經(jīng)驗。2）土工格柵的物理力學性能試驗，為理論計算提供科學的依據(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、疲勞試驗對比分析格柵對提高基層的抗彎拉強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，即補強基層底面加鋪土工格柵的設計方案，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行研究，提出適用的土工格柵類型、性能指標和力學參數(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，能使受拉時應力傳遞均勻，風格變形性好；土工格柵可以瘃減緩反射裂縫的發(fā)生；引用復合材料力學得出泊松比，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行彎拉、疲勞試驗，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）應用彈性層狀體系理論和有限元法，對土工格柵鋪設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力和路表彎沉；對路面結(jié)構力學性能的改善為理想；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)合應用貝克曼梁和落錘式彎沉儀對試驗路段路面進行承載性能測試，表明加鋪土工格柵對路面整體強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用中的技術要點并進行了經(jīng)濟效益分析。以上結(jié)論中的第2）、3）和4）條的技術內(nèi)容在國內(nèi)外文獻中未見報道，該成果的部分技術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，致使路面嚴重超負荷，在設計年限內(nèi)，過早的出現(xiàn)路面病害，嚴重制約了公路的運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。