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(dòng)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(shí)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(tái)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(tái)、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(dòng)，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(shí)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。

　玻璃纖維土工格柵概述玻璃纖維土工格柵在國外尤其是歐美、日本的應(yīng)用極廣,已有幾十年的歷史了,它廣泛涉及到道路建設(shè)、鐵路施工、水庫水壩、地下工程建設(shè)等諸多領(lǐng)域。但由于觀念所限在我國尤其是在道路建設(shè)方面的應(yīng)用還很窄,基本上是一個(gè)空白,這種新型復(fù)合材料不僅質(zhì)優(yōu)價(jià)低,而且突出的優(yōu)點(diǎn)是降低了道路養(yǎng)護(hù)費(fèi)用,延長了道路使用壽命,降低了路面病害的產(chǎn)生。道路專用玻璃纖維土工格柵是一種增強(qiáng)道路路面的新型優(yōu)良基材,該產(chǎn)品采用纖維長絲雙面涂覆而成,具有很高的縱橫向抗拉強(qiáng)度,低延伸率,耐高溫性。經(jīng)表面處理之后,抗堿性較高,可應(yīng)用于瀝青混凝土路面和水泥混凝土路面的施工。同傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的路面相比能降低工程造價(jià)和工程的維護(hù)費(fèi)用,延長道路的使用壽命。有效地防止了道路反射裂縫、龜裂、網(wǎng)裂等質(zhì)量通病。2.?1?　玻璃纖維土工格柵的優(yōu)良特性1)?高抗拉強(qiáng)度玻璃纖維土工格柵的強(qiáng)度/?重量比要比鋼材大,在20?℃時(shí)其彈性模量與瀝青混凝土的彈性模量比高達(dá)20∶1?,這說明該復(fù)合材料為防止反射裂縫的發(fā)生提供了足夠的強(qiáng)度保證。2)?低延伸性經(jīng)過我們的實(shí)驗(yàn)研究表明:玻璃纖維土工格柵的應(yīng)力/?應(yīng)變圖形實(shí)際上接近一條垂直線,這說明該材料具有很高的抗變形能力,而且在發(fā)生斷裂時(shí)其延伸率小于2?％。3)?沒有長期蠕變性玻璃纖維土工格柵不發(fā)生蠕變,從而可以確保該產(chǎn)品的長期使用。4)?和路面混合料具有很好的相溶性玻璃纖維土工格柵是經(jīng)表面有機(jī)涂層處理以后與混合料有機(jī)物具有很好的相溶性。特別是瀝青材料,并徹底改善了玻璃纖維土工格柵不耐磨、不耐折的缺點(diǎn)。可以發(fā)揮其優(yōu)良的技術(shù)性能。5)?高溫穩(wěn)定性玻璃纖維土工格柵的熔點(diǎn)在100℃以上,對160℃熱鋪瀝青混凝上不受任何影響。其它材料的彈性模量均會(huì)受到溫度的影響,如碳纖維、開夫拉纖維、鋼筋、滌綸纖維等在斷裂強(qiáng)力之前由于受溫度的影響,發(fā)生伸長,影響反射裂縫的控制。所以只有玻璃纖維土工格柵能達(dá)到之 效果。6)?優(yōu)良的物理化學(xué)穩(wěn)定性玻璃纖維土工格柵其表面經(jīng)特殊處理之后,能防止各類物理磨蝕、化學(xué)侵蝕。同時(shí)也能抵抗生物侵蝕和氣候變化,其抗堿性在5?％的NaOH?溶液中浸泡28?天之后,其強(qiáng)度大于原來的50?％。7)?嵌鎖和限制作用瀝青混凝土混合料穿過玻璃纖維土工格柵結(jié)構(gòu),形成了一復(fù)合嵌鎖結(jié)構(gòu)。這種限制區(qū)域能夠阻礙混合料的活動(dòng),瀝青混合料可以得到更好的壓實(shí),獲取更大的承載力,并且能夠提高傳荷能力,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,具有優(yōu)良的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,在道路罩面中起到骨架作用。使用玻璃纖維土工格柵可以有效地改善路面結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布,抵抗和延緩由于路面的基層裂縫所造成的路面病害的發(fā)生,從而提高路面的使用壽命。使用該材料和傳統(tǒng)路面相比能大幅度地降低工程綜合造價(jià),如果用在新建道路施工工程中可以起到加筋骨架的作用,用于道路養(yǎng)護(hù)可以防止反射裂縫的再發(fā)生。3?　玻璃纖維土工格柵在工程中的應(yīng)用為了探究復(fù)合材料在城市道路施工中的應(yīng)用,我們在平陽南路道路拓寬工程中,選用了由江蘇省如皋市九鼎集團(tuán)生產(chǎn)的GGAIOII?型道路專用玻璃纖維土工格柵。主要用在新舊道路的銜接段,之所以選在此部位原因有二:1)?作為材料的局部實(shí)驗(yàn)段較為典型(處于機(jī)動(dòng)車道且交通量大可以經(jīng)受實(shí)踐的檢驗(yàn))?,可以取得一些基本的施工經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)以便今后更大面積的推廣應(yīng)用；2)?新舊路結(jié)構(gòu)段是施工技術(shù)難點(diǎn),所暴露的質(zhì)量問題也較多,同時(shí)從設(shè)計(jì)角度而言也有其不合理的地方,本次施工將從根本上解決這些問題。選用的GGAIOH?型玻璃纖維土工格柵有關(guān)技術(shù)指標(biāo)如表1?。3.?1?　工程概況及應(yīng)用層位平陽南路道路拓寬工程全長2.?2km?,規(guī)劃紅線50m?,屬舊路拓寬工程(原舊路15m?寬)?,工程總投資1100?萬元。玻璃纖維土工格柵用在快車道東西各7.?5m?的部位。根據(jù)設(shè)計(jì)和多年的施工經(jīng)驗(yàn),新舊路結(jié)合段的設(shè)計(jì)存在以下問題:1)?從施工質(zhì)量而言:結(jié)合段直接連接(無連接措施)?,這無疑會(huì)使路面在荷載重復(fù)作用下短期內(nèi)出現(xiàn)通長縱縫、龜裂等質(zhì)量問題。2)?從政治經(jīng)濟(jì)而言:短期內(nèi)出現(xiàn)這些質(zhì)量問題不僅會(huì)造成養(yǎng)護(hù)費(fèi)用上的浪費(fèi)；社會(huì)影響和社會(huì)效益差。所以選用玻璃纖維土工格柵可以有效地防止瀝青混凝土路面各種裂縫的產(chǎn)生。3.?2?　對原有舊路的要求為了達(dá)到良好的施工效果,使玻璃纖維土工格柵的應(yīng)用起到真正的作用,我們在基層施工中重點(diǎn)做了以下幾方面的工作；1)?縱向平整度、橫斷面路拱的坡度和平順度,應(yīng) 符合設(shè)計(jì)要求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),全線施工三級檢測中,合格率百分之百。2)?對基層壓實(shí)度的評價(jià),這是關(guān)鍵。若壓實(shí)度局部達(dá)不到要求,新舊路結(jié)合部會(huì)逐漸下沉開裂,玻璃纖維土工格柵將不起任何作用。為此我們做到工序施工專人專職,施工驗(yàn)收檢測率高出規(guī)范要求5?倍,全部合格,加大了隨機(jī)性。3)?不得出現(xiàn)局部坑洞、松散、裂縫,在鋪設(shè)玻璃纖維土工格柵之前,基層應(yīng)清潔,并打一層結(jié)合油,以保證上下一體3.?3?　玻璃纖維土工格柵的施工工藝1)?目前常用的玻璃纖維土工格柵有帶自粘膠和不帶自粘膠兩種,本次采用的是不帶自粘膠的,故而需用鋼釘固定。固定所需之材是:?(a)?50mm?×50mm?×0.?3mm?的固定鐵皮,要求不翹角,平整。(b)兩英寸的優(yōu)質(zhì)水泥鋼釘。2)?在用鋼釘固定玻璃纖維土工格柵時(shí),將一端用固定鐵皮和釘子固定,在灑了結(jié)合油的基層上,將材料縱向展開拉緊,每隔10?至15m?釘一個(gè)鋼釘,通常一卷玻璃纖維上工格柵長100?米,幅寬1～1.?5m?左右。3)?固定所用的鋼釘不應(yīng)置于土工格柵骨架上,否則應(yīng)重新固定,固定之后 用大噸位的膠輪壓路機(jī)穩(wěn)壓,以確保和基層結(jié)合,使其表面平整。在玻璃纖維土工格柵上應(yīng)嚴(yán)禁機(jī)動(dòng)車輛剎車或轉(zhuǎn)向,以防破壞基材。4)?瀝青黑色碎石和瀝青混凝土面層的鋪筑依照現(xiàn)行的施工技術(shù)規(guī)范即可。4?　綜合造價(jià)和社會(huì)效益分析1)?我們于99?年6?月鋪筑玻璃纖維土工格柵,于當(dāng)月完工,使用半年多后。全線道路通行順暢,路面完好無損,質(zhì)量和外觀明顯好于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的路面,取得了較好的社會(huì)效益。2)?玻璃纖維土工格柵綜合造價(jià)15?元/?m2?,該工程共用4400m2?,合計(jì)6.?6?萬元。在使用該材料以后可以確保瀝青混凝土路面在長時(shí)期內(nèi)不需養(yǎng)護(hù)(除去材料老化和其它特殊原因)?,節(jié)省了大量的養(yǎng)護(hù)經(jīng)費(fèi)和工、料、機(jī)的投入。如果是傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的路面,以道路使用壽命十年計(jì),養(yǎng)護(hù)周期為兩年一次,共需養(yǎng)護(hù)經(jīng)費(fèi)110?萬元(以4400m2?做為一個(gè)核算單元)?。其經(jīng)濟(jì)效益是顯著的。5?　施工體會(huì)1)?使用玻璃纖維土工格柵綜合造價(jià)低,社會(huì)效益明顯,施工工藝容易掌握。具有很廣的應(yīng)用價(jià)值,如果我們能夠在新建和養(yǎng)護(hù)工程中大面積使用,不但可節(jié)省大量的資金,而且可以做到 基礎(chǔ)建設(shè)的資金合理使用發(fā)揮其 的效益。2)?在市政工程建設(shè)施工中融進(jìn)一些技術(shù)含量高的先進(jìn)的工藝、設(shè)備、材料是我們今后探究的一個(gè)重要課題

安徽六安土工格柵的應(yīng)用及作用機(jī)理土工格柵的應(yīng)用很廣泛，在水利工程、工民建工程和公路工程均有著大量應(yīng)用。公路方面主要集中在以下方面：1）布置在瀝青混凝土面層以下，減少反射裂縫、提高抗車轍能力和增加抗疲勞性能。2）應(yīng)用在粒料基層中間以防止產(chǎn)生過大的 變形和疲勞破壞。3）土方路基施工中軟弱地基的處理，保證路基承載能力，減少土方工程量。土工格柵的作用機(jī)理如下：1）格柵表面與混合料的摩擦作用。2）混合料對格柵筋肋條和節(jié)點(diǎn)的被動(dòng)阻抗力作用。3）格柵上的孔眼對混合料的鎖定作用。2．課題的提出改建路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，很大程度上取決于原路面的狀況。土工格柵放在什么位置，起什么改善作用是值得研究的問題。本項(xiàng)目將結(jié)合豫20線茨溝至舞陽界段改善工程，將土工格柵放在基層下部，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)。近年來，國內(nèi)外也進(jìn)行了相關(guān)的研究，但大都是針對以上三個(gè)方面，沒有進(jìn)行以下研究：傳統(tǒng)理論與有限元相結(jié)合的研究、各種土工材料性能及其對比的研究、土工格柵應(yīng)用于基層以下的研究、土工格柵對路基加寬新舊結(jié)合部的研究。