江蘇土工格柵的應(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(chē)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(guò)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(duì)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(duì)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(wèn)題。本項(xiàng)目將結(jié)合豫20線(xiàn)茨溝至舞陽(yáng)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(wèn)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(lái)，國(guó)內(nèi)外也進(jìn)行了相關(guān)的研究，但大都是針對(duì)以上三個(gè)方面，沒(méi)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(duì)比的研究、土工格柵應(yīng)用于基層以下的研究、土工格柵對(duì)路基加寬新舊結(jié)合部的研究。

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(duì)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(duì)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(guò)定向拉伸形成的具有開(kāi)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(lèi)。 一、塑料土工格柵 塑料土工格柵是經(jīng)過(guò)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(zhǎng)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(zhǎng)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(guò)程中，經(jīng)過(guò)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(chǎng)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(chǎng)組裝成所需形狀，且在施工過(guò)程中折曲影響小，施工簡(jiǎn)單，不需要特殊的施工機(jī)械和專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員。 （二）塑料格柵視單、雙向應(yīng)用場(chǎng)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(lèi)擋墻加筋、江河海壩的加筋及堆場(chǎng)加筋、橋臺(tái)加筋、較淺層基礎(chǔ)的加筋。廣泛應(yīng)用于各類(lèi)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(chǎng)、車(chē)場(chǎng)、碼頭貨場(chǎng)、堆場(chǎng)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(guò)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(lèi)環(huán)境土壤，完全可以滿(mǎn)足高等級(jí)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(zhǎng)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(zhǎng)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(guò)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(chǎng)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(guò)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(wú)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(duì)寒性，無(wú)長(zhǎng)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(méi)有長(zhǎng)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(zhǎng)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(guò)特殊處理后，玻璃纖維格柵能防止各類(lèi)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(guò)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(chǎng)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(kāi)裂、抗低溫收縮、耐高溫車(chē)轍和延緩反射裂縫。

為適應(yīng)城市交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展需要，在原有道路線(xiàn)型基礎(chǔ)上拓寬和在原水泥混凝土路面上加鋪瀝青混凝土面層，可提高城市道路的交通運(yùn)輸能力和水泥路面的使用功能，改善路面的平整度，減少汽車(chē)行駛的噪音。但如何防止原有水泥路面以及拓寬路面與原有路面之間接縫的反射型裂縫的發(fā)生，是城市道路改造中遇到的一個(gè)新課題。一、方案的提出經(jīng)過(guò)改革開(kāi)發(fā)二十多年的發(fā)展，柳州市文惠路、廣場(chǎng)路的交通流量猛增，路面變得相對(duì)狹窄，成了柳江河南、北半島的交通瓶頸。為改善柳江南北兩岸道路交通不暢的狀況，提高道路的通行能力，對(duì)80年代末在舊瀝青路面上相繼修建全長(zhǎng)605米主車(chē)道寬10m的文惠路水泥混凝土路面，及全長(zhǎng)為460m主車(chē)道寬18m的廣場(chǎng)路進(jìn)行拓寬改造。文惠路車(chē)行道由原來(lái)的10m拓寬到15.5m，構(gòu)成4車(chē)道；廣場(chǎng)路車(chē)行道由原來(lái)的18m，拓寬到30m，構(gòu)成8車(chē)道。鑒于這兩條道路位置及周邊環(huán)境的特殊性，道路設(shè)計(jì)保留原有的水泥混凝土路面作為道路基層，且只考慮單邊拓寬。但單邊拓寬將出現(xiàn)路拱不對(duì)稱(chēng)，影響行車(chē)和拓寬部分的路面與舊水泥路面的銜接問(wèn)題，以及按原水泥路面進(jìn)行拓寬后，車(chē)速提高產(chǎn)生更大噪音對(duì)道路兩側(cè)居民造成更大的影響。故為了解決上述問(wèn)題，采用在水泥路面上加鋪改性瀝青面層，但將面臨如何防止瀝青混凝土路面產(chǎn)生反射裂縫的問(wèn)題。為防止半剛性基層與剛性板之間、以及舊水泥板塊之間、新舊水泥混凝土板塊之間的接縫出現(xiàn)反射裂縫，采用鋪設(shè)玻璃纖維土工格柵、加鋪改性瀝青混凝土面層的方案。二、舊路及拓寬范圍的基層處理（一）舊路基層狀況。經(jīng)調(diào)查，路面損壞評(píng)定狀況為中等，水泥混凝土板塊損壞較少，故采用液壓鎬破碎、鑿除舊混凝土病害板并清理路槽，用C20混凝土補(bǔ)強(qiáng)基層。（二）拓寬部分基層處理。因拓寬部分就是原來(lái)的人行道，原人行道下面布置有通信管線(xiàn)、高壓電力電纜、給水管道等地下設(shè)施，這些管線(xiàn)無(wú)法中斷，只能采用混凝土就地進(jìn)行保護(hù)，其余拓寬范圍能用壓路機(jī)碾壓的采用級(jí)配碎石，寬度不夠上不了壓路機(jī)的采用片石混凝土做底基層，基層采用20cm厚C20早強(qiáng)混凝土。（三）接縫處理。混凝土板路面接縫不但是受力薄弱處，也是雨水進(jìn)入基層的必經(jīng)之處，因此必須處理好。在實(shí)施中由于沒(méi)有清縫機(jī)，故先用混凝土板切割機(jī)先對(duì)準(zhǔn)接縫切割，割松并剔除填縫后再用壓縮空氣干凈縫隙中其它的泥土雜物，然后重新灌注瀝青碼蹄脂填縫料進(jìn)行封縫，以防止雨水通過(guò)接縫進(jìn)入基層引起病害。