土工合成材料性能
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土工合成材料性能范文第1篇
1. 前言
（1）土工合成材料地基系在土工合成材料上填以土（砂土料）构成建筑物的地基，土工合成材料可以是单层，也可以是多层。一般为浅层地基。土工合成材料为岩土工程和土木工程中所应用的高分子聚合物材料的总称。
（2）土工合成材料是一种新型的岩土工程材料，土工合成材料具有过滤、排水、隔离、加筋、防渗和防护等六大功能及作用。目前国内已经广泛应用于建筑或土木工程的各个领域。
（3）土工合成材料适用于加固软弱地基，使之形成复合地基，可提高土体强度，显著地减少沉降，提高地基的稳定性、用于作档土墙后的加固；用于公路、铁路路基作加强层，防止路基翻浆、下沉；用于堤岸边坡，可使结构坡角加大，又能充分压实，可代替砂井。此外.还可用于河道和海港岸坡的防冲；水库、渠道的防渗以及土石坝、灰坝、尾矿坝与闭基的反滤层，可取代砂石级配良好的反油层，达到节约投资、缩短工期、保证安全使用的目的。
2. 土工织物的作用
在土工合成材料中土工织物的优点是质地柔软而重量轻，整体连续性好，施工方便，抗拉强度高，耐腐蚀性和抗微生物侵蚀性好。无纺型的当量直径小，反滤性好，它能与土很好地结合。
3. 施工工艺流程
土工合成材料地基的施工工艺流程如下：
土工合成材料验收土工合成材料加工基层处理检查土工合成材料铺放检查压载稳定表面保护回填验收。
4. 施工操作要点
4.1基层处理。
（1）铺放土工合成材料的基层应平整，局部高差不大50mm。清除树根、草根及硬物，避免损伤破坏土工合成材料：
（2）对于不宜直接铺放土工合成材料的基层应先设置砂垫层，砂垫层厚度不宜小于300 mm，宜用中粗砂，含泥量不大于5%。
4.2土工合成材料铺放。
（1）首先应检查材料有无损伤破坏。
（2）土工合成材料须按其主要受力方向铺放。
（3）铺放时应用人工拉紧，没有皱折，且紧贴下承层。应随铺随及时压固，以免披风掀起。
（4）土工合成树料铺放时，两端须有富余量。富余量每端不少于1000mm，且应按设计要求加以固定。
（5）相邻土工合成材料的连接，对土工格栅可采用密贴排放或重叠搭接，用聚合材料绳或棒或特种连接件连接。对土工织物及土工膜可采用搭接或绕接。
（6）当加筋垫层采用多层土工材料时，上下层土工材料的接缝应交替错开.错开距离不小于500mm。
（7）土工织物、土工膜的连接可采用搭接法、缝合法和胶结法。连接处强度不得低于设计要求的强度。
A.搭接法：搭接长度3001～000 mm，视建筑荷载、铺设地形、基层特性和铺放条件而定。一般情况下采用300～500mm。荷载大、地形倾斜、基层极软，不小于500 mm，水下铺放不小于1000mm。当土工织物、土工膜上铺有砂垫层何不宜采用搭接法。
B.缝合法：采用尼龙或涤纶线将土工织物或土工膜双道缝合，两道缝线间距10～25mm。
C.胶结法：采用热粘接或胶粘接。粘接时搭接宽度不宜小于100mm。
（8）在土工合成材料铺放时，不得有大面积的损伤破坏。对小的裂缝或孔洞，应在其上缝补新材料。新材料面积不小于破坏面积的4倍，边长不小于1000mm。
4.3回填。
（1）土工合成材料垫层地基，无论是使用单层还是多层土工合成加筋材料，作为加筋垫层结构的回填料，材料种类、层间高度、泥压密实度等都应由设计确定。
（2）回填料为中、粗、砾砂或细粒碎石类时，在距土工合成材料（主要指土工织物或土工膜）80mm范围内，最大粒径应小于60mm，当采用粘性土时.填料应能满足设计要求的压实度并不含有对土工合成材料有腐蚀作用的成分。
（3）当使用块石做土工合成材料保护层时.块石抛放高度应小于300mm，且土工合成材料上应铺放厚度不小于500mm的砂层。
（4）对于粘性土，含水量应控制在最佳含水量的±2%以内，密实度不小于最大密实度的95%。
（5）回填土应分层进行，每层填土的厚度应随填土的深度及所选压实机械性能确定。一般为100～300mm，但筋上第一层填土厚度不小于150mm。
（6）填土顺序对不同的地基有不同要求：
A.极软地基采用后卸式运土车，先从土工合成材料两侧卸土，形成戗台，然后对称往两戗台间填土。施工平面应始终呈“凹”形（凹口朝前进方向）。
B.一般地基采用从中心向外侧对称进行。平面上呈“凸”，（突口朝前进方向）。
（7）回填时应根据设计要求及地基沉降情况控制回填速度。 质量验收规定
5.1检验数量。 每单位工程不应少于3点，1000mm2至少应有1点，3000m2以上工程每1000m2至少应有1点，每独立基础下至少应有1点，基槽每20延米应有1点。
5.2基本要求。
（1）施工前应对土工合成材料的物理性能（单位面积的质量、厚度、比重）、强度、延伸率以及土、砂石料等做检验。土工合成材料以100m2为一批，每批应抽查5%。
所用土工合成材料的品种与性能和填料土类.应根据工程特性和地基土条件，通过现场试验确定。垫层材料宜用粘件土、中砂、粗砂、砾砂、碎石等内摩阻力高的材料。如工程要求垫层排水，垫层材料应具有良好的透水性。
（2）施工过程中应检查清基、回填料铺设厚度及平整度、土工合成材料的铺设方向、接缠搭接长度或缝接状况、土工合成材料与结构的连接状况等。
土工合成材料如用缝接法或胶接法连接，应保证主要受力方向的连接强度不低于所采用材料的抗拉强度。
（3）施工结束后，应进行承载力检验。
（4）土工合成材料地基质量检验标准应符合表3规定。
参考文献
[1]王靖涛，丁美英，李国成，桩基础设计与检测，[M].武汉：华中科技大学出版社，2005.
土工合成材料性能范文第2篇
关键词：土工合成材料公路工程应用
中图分类号：X734文献标识码： A
1．概述
土工合成材料作为一种相对新型的施工材料， 已经在欧美等发达国家得到了很成功的应用，目前在铁路、公路、建筑工程中也都得到了很广泛的应用。在公路工程中，土工合成材料通常会被应用于填挖交界处、排水、地基处理、防护以及加筋等重要的隐蔽工程上，而且取得了非常显著的效果。它具有造价低、适用性强、耐久性强，强度高以及耐腐蚀性强等优点。不仅在公路工程行业，而且在水利、铁道、岩土等工程等行业都到了广泛应用。
2．土工合成材料的种类
土工合成材料根据材质和特征的不同，目前可分为以下几中类型：
3 土工合成材料的功能
3.1隔离功能 土工合成材料将两种不同的建筑材料隔开来，也可把相同材料的不同粒径的材料隔开，避免两种材料相互混杂，或者受到外部作用力的时候不至于流失，能够保证所使用建筑材料的整体结构和功能。
3.2防护功能 当外部有比较集中的应力作用到土体上的时候，土工合成材料可以将应力从一种材料传递到另一种材料，从而起到减轻和分解的作用。防护功能主要有两种情况，一种是冲刷防护，另一种是坡面防护。
3.3 滤层功能 土工材料能够使土壤中的液体排出的同时，还可以防止在渗透力作用下的土或者其他颗粒流失，从而引起路基的不稳定性。
3.4排水功能 较厚的土工合成材料能够将土壤中的水分凝聚起来，通过材料的空隙沿着材料流出。
3.5加筋功能 主要是利用土工合成材料的抗拉性来改善土层的力学性能，将材料埋置在土体中，可增强地基的承载力，土基的整体受力，提高路基的整体强度和稳定性，从而能够起到加固路基，稳定土基的作用，土工格栅，由于土粒嵌入格橱孔口之内，产生较大的摩擦力，从而提高土体的强度。
3.6防渗功能 在公路工程施工过程中，土工合成材料由于它具有特殊的结构性能，可以按照工程的需要制成各种层厚，防渗性能也相当明显，在碎石层和路基之间加铺一层防渗土工合成材料，可以有效的起到隔离水份的作用。
4 土工合成材料在公路工程的应用
4.1用于道路面层与基层之间的柔性路面结构层 高等级公路要求“强基薄面”，将高模量的土工合成材料置于路面结构层中，可增大路面结构层的抗拉强度，减薄路面结构层的厚度，保持路面的结构完整性。
4.2用于临时道路 许多林区、海港、油田及一些军用的临时道路要通过水文地质条件不良的地区，采用避绕的方法需延长线路增大投资。将土工合成材料铺设在软弱的地基上，利用其良好的抗拉强度和变形特性，避免其上部的填料在荷载作用下与地基土相混淆，同时约束填料的侧向移动，保证填料层的相对刚度，将上覆荷载扩散到较大面积的地基上，减少地基所需承受的压力。临时道路完成使命后，由于软弱地基土工合成材料的隔离作用其上的填料可回收再用。
4.3用于排水 用软式透水管水平打人路堑边坡中，排除边坡内积水，将其铺设于道路中央分隔带中，进行分隔带排水。
4.4用于植被防护 用三维土工网垫进行路堤(堑)边坡的植被防护，也可将其铺在河岸、水库、池塘岸坡上防止边坡被冲刷，或利用土工织物袋装砂石及土工膜袋作护坡。
4.5用于护坡 用土工格栅和复合加筋带构筑加筋土挡墙和桥台或加陡路堤边坡，增强稳定性，也用于路堤边坡加强层。
4.6调节刚度 用土工格栅和土工网铺设于桥头、填挖交界处、新老路基结合部位，以谓节桥梁到路基的刚度，减小冲击力，防止桥头跳车及错台。
4.7用于软土路基加固处理 用塑料排水板代替砂井以加速软土地基的固结，提高地基承载力。或用土工织物、土工格栅、土工网结合碎石或砂砾垫层铺设于软土地基和路堤之间，利用其抗拉强度加筋软基路堤，保证路堤的稳定性。
4.8用于处理膨胀土和湿陷性路基 用不透水的土工膜作封闭层，使路基土含水量不发生大的变化。
4.9用土工膜铺设于冻融翻浆路段，保持温度稳定减小路基冻害，治理道路翻浆。
4.10用纤维土(土工材料聚酯丝和无粘性土混合)建造陡坡路基和挡墙，法国及英国道路中于70年代末就有先例。
4.11用超轻质填料(聚苯乙烯块EPS)筑路堤，铺在桥台和引堤交接处，以减小地基荷载，防止堤身出现过度沉降和沉降差，以及桥台和引堤交接处错台。
5 结束语
土工合成材料在我国公路工程中的应用时间虽然很短，但由于其施工方便、造价低廉、效果明显、技术可行等优点，因而得到了迅速的发展，已大量应用于路桥工程的各种场合。材料也从单一的土工织物发展到采用具有较高强度和模量的土工格栅、土工网和复合土工织物、玻纤网及土工垫的应用数量也在逐年增加。
参考文献：
[1]王银河， 江志超. 公路施工中土工合成材料应用的探讨[J].中国新技术新产品， 2012，（3）： 45.
[2] 尚福涛. 土工合成材料在公路软基中的应用技术探讨[J].道路工程， 2012， （6）： 47-48.
土工合成材料性能范文第3篇
关键词：港口工程；加筋土；设计方法
Abstract: this paper introduced the particularity of port engineering of port engineering reinforcement material mechanics of performance requirements, and compared the reinforcement structure and traditional structure types of the difference between the wharf, summarizes the reinforced structure used in port engineering of advantages. And analyzes the reinforced materials used in port engineering, there are still problems, this paper introduces the port engineering structure design of reinforced terminal process method.
Keywords: port engineering; Reinforced; Design method
中图分类号：U655文献标识码：A文章编号：
引言
随着我国经济的快速发展，全国各地的各类工程项目建设如火如荼地进行着，施工工艺及设计研究水平也进入到了快速的发展期。自上世纪70年代以来，土工合成材料的加筋土技术被引入我国的工程设计中，并且在各类工程项目中被广泛应用，如铁路、公路、水利以及各工程的防灾减灾中都有土工合成材料的加筋土技术的踪影，更为引人注意的是目前我国正大力发展的高铁项目建设中，加筋土技术也被广泛地推广开来了。与广大工程人员所熟知的重力式挡土墙相比，将加筋土应用于挡土墙中，使之具有用地面积更小、工期缩短、造价低廉、施工便捷、以及就地取材方便等优点。目前我国将加筋土应用于港口码头的建设的报道还不多，但随着近年来我国海洋近岸工程的快速发展，国家对海洋经济开发的高度重视，工程设计人员着眼于将加筋土技术应用于港口码头工程中，但当前国内关于加筋土应用于港口工程的实例报道不多，而且设计方法也还处于广大工程人员的研究和经验积累。本文着力于介绍加筋土应用于港口码头结构的设计方法，以及对土工合成材料的性能的特殊性要求。
1与传统类型码头的区别
如前文所述，与以往传统港口码头结构形式相比，土工合成材料的加筋土港口码头具有用地面积更小、工期缩短、造价低廉、施工便捷、以及就地取材方便等优点。以下将其优点作一阐述。
与传统码头结构相比，土工合成材料的加筋土港口码头由于其加筋土结构承载力大，更容易满足稳定性的要求，所以在设计时其挡土墙截面积可以缩小，所以占地面积要小得多。此外该结构中的加筋材料承担主要荷载，结构的表面一般配以装饰性材料，还可以美化环境，更适合现代人们既满足承载力要求也要达到美观的要求。
加筋土结构的码头由于没有传统意义上的大型构件，施工时不需要重型的机械进入到施工现场，并且加筋土结构的加筋材料一般适合就地取材。这样既节约了人力物力也缩短了工期，更使得整个港口工程的预算得到了降低。据相关的资料显示，应用了土工合成材料的加筋土港口码头结构的造价平均值是传统施工工艺下的港口码头的造价平均值的60%左右，由此看来，其对于港口工程的设计人员来说是个很好的选择。
2港口工程中加筋土材料性能要求和需要解决的问题
2.1设计使用材料的性能要求
将土工合成材料的加筋土结构应用于港口的码头工程中，主要是由于加筋土材料具有较好的抗拉性能。由于加筋土结构具有柔性结构的特性，港口工程中对加筋土材料的性能要求较高。
首先是加筋土材料需具有足够抗拉强度和符合一定要求的延伸率。参照我国的铁路行业中的相关规定，要求加筋土材料在其发生一定延伸的情况下依然具有足够的抗拉强度。一般规定土工合成材料的最大延伸率小于10%，且其抗拉强度要达到35KN/m的要求。此外，加筋土材料在长期的荷载作用下，会发生蠕变而使得材料的应力失效，进而需在考虑加筋土材料的蠕变效应的情况下，要使其抗拉强度达到设计要求。
其次，土工合成材料的加筋土结构之所以能够发挥其承担上部荷载的作用，是随着施工完成后时间的推移，加筋材料与土之间协同作用的机理，相互调整至最佳状态。即加筋材料与土之间需产生足够的摩擦力以使得筋土协同作用。参照公路行业中对加筋土材料的规定，要求加筋材料与填土结构界面的抗剪强度不小于素土结构的界面的抗剪强度的90%。所以加筋材料的摩擦性能是考量其是否能满足港口码头结构设计稳定性要求的一重要指标。
其次是对于港口工程的设计使用寿命长的特点，且港口工程所处环境的复杂性，需考察加筋材料的耐久性能，使其满足港口码头工程的设计年限的要求。
2.2加筋土材料目前存在的问题
当前港口与航道工程行业尚没有对加筋结构的筋材选择作出相关的规定，港口工程由于其特异性，对于加筋结构应用于港口工程中还有诸多问题有待工程人员进一步研究，完善加筋材料的选取规范，也为研发部门提供方向。
国内关于加筋土挡墙结构的设计理论体系，更多在考虑公路或铁路工程的工程特性的基础上搭建而成的。而港口工程的加筋土结构具有其特有的性状。尚需工程研究设计人员结合现有理论基础，并考虑港口工程的特殊性的情况下，总结出适用于港口工程的设计理论。
如前文所述，加筋材料的蠕变效应是影响其材料的强度性能的重要因素，从而对于加筋土结构的稳定性及耐久性的相关研究无法绕过的一个问题。国内对于加筋材料的蠕变特性的处理方式主要是根据不同材料提出不同的蠕变折减系数，应用到工程设计中去。对于土工合成材料千变万化的特性，且新材料层出不穷，不同的土工合成材料的蠕变折减系数尚处于经验积累过程中。
加筋土结构的设计使用年限与土工合成材料的耐久性时息息相关的，港口工程结构由于其特殊性，对土工合成材料的抗冻融的能力、海水的侵蚀、阳光辐射以及长期荷载作用下的耐久性能要求较高。随着材料科学的快速发展，土工合成材料的在抵抗老化的性能上面取得了可喜的进步，但据相关资料统计，港口工程中的土工合成材料的老化速度较其他工程项目上同类型材料更快，即港口工程对土工合成材料的抗老化性能有更高的要求。目前国际上以荷兰对土工合成材料的使用寿命研究最为领先。
3港口工程加筋土码头结构设计流程
图1为笔者根据本人的工程经验总结的港口工程中加筋土码头结构的设计流程，总体上首先对结构所需的加筋土在工程中的长期荷载作用（包括筋材的蠕变特性、环境温度、水文、材料的老化特点）下抗拉强度设计值的确定，其次分别进行加筋土码头结构的内部稳定性验算和外部稳定性验算。其中内部稳定性验算中的其他验算，为根据工程的不同要求，进行其抗震设计验算、验算筋材与面板直接的链接强度等；外部稳定性验算中的其他计算包括加筋结构的深层滑动稳定性、加筋土结构的各位置的沉降预测计算并且对于有抗震要求还需进行地震稳定性验算等。
图1 港口工程中加筋土码头结构设计流程图
4结论
随着我国海洋经济的大力发展，加筋土结构逐渐被广泛应用于海洋近岸工程中。将加筋土结构应用于港口工程的码头建设中，其结构设计计算理论体系有待研究人员加以完善。本文结合港口工程的特殊性介绍了港口工程对加筋材料的力学性能的要求，分析了相比与传统结构的港口码头，加筋结构具有造价低廉、施工便捷、工期短等优势。对于港口工程设计人员，还需考虑到应符合港口工程对加筋材料特殊性要求，对于加筋材料的应用于工程存在一些问题有待研究人员进一步研究。
参考文献
[1] 李敏,柴寿喜,杜红普,魏丽,石茜. 麦秸秆加筋石灰土的抗剪强度及剪切破坏形式[J]. 深圳大学学报(理工版), 2011,(01) .
[2] 李文旭,王宁,韩志型,姚勇. 土工格栅加筋黏性土动力性能的试验研究[J]. 工业建筑, 2011,(07) .
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[4] 陈榕. 土工格栅加筋特性及其加筋结构计算方法研究[D]. 大连理工大学, 2011 .
土工合成材料性能范文第4篇
关键词：土工合成材料；灰库；应用
0 前言
土工合成材料是一种新型的建筑材料，由于其具有质量轻、施工简易、运输方便、料源丰富等优点，自问世以来，发展非常迅速，尤其是近二三十年在全世界范围内得到迅速的发展和广泛的应用，取得了良好的经济、社会和环境效益，国内外已广泛应用在水利、交通、电力、堤坝、防止沙漠化和水土保持等工程建设中，其中我国电力能源系统新建电厂粉煤库90％以上采用土工合成材料修建灰库堤，40％的老灰库维修和扩建也均采用了土工合成材料。
1 土工合成材料在黄石火电厂灰库加高子坝工程中的应用
用于储存火电厂粉煤灰的地方称为灰库，其相应挡灰的建筑物称为灰坝。在火电厂运行过程中，灰库将逐渐被粉煤灰填满，因此，许多电厂在原来灰坝上加筑子坝，从而提高了灰库的库容，延长灰库的使用寿命。湖北黄石火电厂分别对其所属的筲箕窝灰库和百沙滩灰库进行了加高子坝的工程。在这两项工程中，均采用了土工合成材料，下面具体介绍一下土工合成材料在这两项工程中的应用和施工。
1.1 筲箕窝灰库加高子坝工程
1.1.1工程情况。该工程由1号、2号两座土石代料子坝，两座排水竖井组成。加高子坝高6m，由混合代料经分层填筑碾压而成。在坝体的排水盲沟、坝基以及迎灰面均铺设有400g/m2的无纺土工布，共计28550m2。
坝底排水盲沟尺寸为50cm×50cm，沟中充填瓜米石。为保证排水盲沟的反滤排水，在沟底三个侧面均铺设无纺土工布。由于地基是粉煤灰，为防止渗透破坏，故沿整个坝基也铺设了无纺土工布，把粉煤灰与上部填筑代料隔离开来，同时又增强了地基承载能力。坝体迎灰面铺设的无纺土工布主要起到反滤排水的作用，以防止粘土铺盖和粉煤灰中细小颗粒进入到后部代料区。
1.1.2无纺土工布施工。在施工中，无纺土工布的铺设采用人工操作，设专人负责。具体方法是：在碾压平整后的坝基面和坝坡面上，垂直坝轴线方向铺设，铺设过程中采用撤退式方法铺设。垂直坝轴线方向上的土工布必须是整块，不允许连接。平行坝轴线方向允许土工布连接，连接采用专用缝合机和涤纶线双线缝接，为保证整体性，搭接长度大于10cm。土工布和岸边基岩结合处考虑沉陷引起的张拉现象，各边应留0.5m左右的余量，可供伸缩变形，以杜绝漏灰问题的发生。
1.2 百沙滩灰库加高子坝工程
1.2.1工程情况。该工程为一长约1300m、高1m的子坝。子坝直接修筑在原灰坝上，一面挡灰，一面挡水，采用“HEC”固化粉煤灰分层填筑、碾压而成。在该工程中，为防止加高子坝与老坝结合面的渗透破坏，在坝身内部加设一道垂直的土工膜，土工膜在老坝和子坝中各插入25cm。选用土工膜为“F-5”型（580g/m2），其物理力学指标为：抗拉强度19KN/m，延伸率53.6％，CBR顶破强度3.41KN，垂直渗透系数4.76×10-13cm/s。
1.2.2土工膜施工。在铺设垂直防渗土工膜时，设计深度应深入老坝内0.25m。先由人工在老坝坝面开挖10cm×25cm的槽缝，然后将土工膜垂直放入槽内，铺完塑的沟槽采用粘土浆充填。每两块土工膜之间采用搭接，搭接长度30cm，待搭接部位洗净擦干后采用自走式热熔双缝焊机焊接。局部破损的土工膜补漏，采用PVC胶合剂粘接，粘接宽度不小于15cm，要求粘贴牢固、均匀、可靠。土工膜槽口外漏段，应敷土加以保护，避免阳光直接照射。
上述两工程由于采用了土工合成材料，简化了设计和施工程序，一定程度上为工程的顺利完工创造了有利条件。工程投入正常使用一年后，经实地复检表明两座灰坝均运行正常，没有出现渗透破坏现象，这说明土工合成材料在灰坝工程中的运用是成功的。
2 结束语
土工合成材料作为一种全新的工程材料应用时间不长，经验不足，目前还存在一些问题，如测试设备的升级滞后于该材料在工程中的应用，部分类型材料易老化以及该材料价格过高，提高了工程造价等，这些都限制了它的进一步推广应用。但我们相信，随着土工合成材料研究工作的深入，随着生产的批量化和生产技术的改进，更重要的是人们对这种材料优良技术性能的进一步认识，土工合成材料在工程实际中，特别是灰库工程中会得到越来越广泛的运用。
参考文献
土工合成材料性能范文第5篇
关键词：土工合成材料；铺设损伤；强度折减系数；现场试验
土工合成材料铺设损伤是加筋土工程中广为关注的问题，国外研究结果表明：在路堤加筋工程中，压实机械的碾压是导致土工合成材料强度降低的主要因素之一，相对于国外的深入研究，国内对该领域的研究工作较少，用于指导工程实践的研究成果更为缺乏，而随着国内高等级公路建设的不断深入，公路穿越的不良地基也越来越复杂，导致土工合成材料用量急剧增加。因此，对土工合成材料铺设损伤进行研究，已成为工程建设的一项迫切需求。本文依托某高速公路扩建工程，对土工合成材料铺设损伤进行了现场试验研究，从而为土工合成材料铺设损伤研究提供了现场试验依据，对于进一步深入研究以及工程实践，都具有重要的实际意义和参考价值。
1 工程概况及现场试验
在某高速公路施工现场选择一块15m×4.5m的平坦的场地，去除表层杂草及腐殖土，用施工机械整平并用重型压路机（本试验采用徐州工程机械厂生产的18t光轮压路机）碾压4～6遍，以前后两次的碾压不再出现明显轮迹为止。
根据现场路堤施工所确定的松铺系数，在压实好的场地上用路基填筑材料铺筑一定厚度的填料并压实至30cm厚的下卧层，然后用压路机进行碾压，在碾压初始不断用人工来找平，下卧层的施工完全按照现行《公路路基施工技术规范》（JTGF10-2006）进行。
将事先裁好的土工布和土工格栅按试验方案要求平铺在已碾压好的下卧层上，试样的裁剪严格按照现行《公路土工合成材料试验规程》（JTG E50-2006）进行。并用人工在上面铺筑一定厚度的同一种填料，不同厚度之间保留0.5m的过度段，试验段两侧填料各宽出土工合成材料1m，以保证合成材料上面填料的压实度。本试验采用压实后10cm、20cm和30cm的不同对比厚度。铺筑完毕后进行压实，然后用灌砂法测定碾压后的压实度，所有的碾压和试验方法皆按现行有关公路技术规范进行。除地基外，下卧层及上层填料的压实度皆保证93%且最低碾压次数不低于10次。
图1 现场铺设试验路段碾压前照片
本次试验共用两种填料，分别为砾类土（粗颗粒为花岗岩）和砂类土（粗颗粒为砂岩）。每种填料各做了压实后10cm、20cm、30cm三种不同铺设厚度的对比试验，共做了5个不同厂家的 12块试样。除土工织物的每块尺寸均为1.2m×1.2m外，其他几种土工格栅的铺设用试样尺寸分别为：A土工格栅0.8m×1.6m，B土工格栅的尺寸约为1m×1.8m，C土工格栅的尺寸为2.4m×3.6m。
图2 现场试验路段碾压后情况
2 试验结果分析
为了解碾压后土体颗粒粒径变化，用四分法取试验前后不同碾压厚度的砾类土各100kg左右进行筛分试验，表1给出了砂岩砂类土的物理指标，表2给出了花岗岩砾类土筛分后D50的变化值，图3则给出了花岗岩砾类土未碾压前及碾压后的筛分曲线。
图3 花岗岩砾类土筛分试验曲线
由表2可以看出花岗岩砾类土经碾压后D50迅速降低，铺设厚度越小，D50降低的也越小，30厚填料经碾压后，D50下降了近一半，由此可以看出，土工合成材料在碾压过程中所承受损伤也将相当严重，图4为试验后塑料土工格栅照片。
图4 30cm花岗岩砾类土下B土工格栅
压实后10cm厚砾类土下的塑料土工格栅，掘出后共有7根断肋，占整个肋数的21.8%，并有超过一半的粘结点出现滑动脱落；压实后20cm厚花岗岩砾类土下的塑料土工格栅，亦有近一半的接点遭到破坏，但未发现断肋，这说明20cm以上砾类土的填筑厚度对土工格栅有较好的保护作用，但由此造成的损伤仍很明显；压实后30cm厚砾类土填料下的塑料土工格栅，亦未发现因碾压而造成的断肋现象，但遭到破坏的接点数亦近1/3，在此种填料和厚度下铺设的两块土工织物，上层表面明显的搓松起毛，特别是规格为250g/m2的土工织物，上表面破坏更为明显，粗估其强度降低有一半左右，但与下卧层相接触的下表面却仍非常光滑，几乎未有什么改变，由此可见下卧层的光滑和平整对于土工合成材料的铺设损伤具有一定影响。同时，这两块土工织物经铺设碾压后各有多处孔洞，比较严重的一块有明显10多处较大的孔洞。在30cm厚砂岩砂类土下铺设的塑料土工格栅，外表无明显变化，既无断肋也无结点破坏。在该类填料下铺设的两块土工织物，其下表面变化不大，但上表面亦被搓动起毛，这显然会对土工织物的强度造成影响。由此可见，即便在土工合成材料上面铺筑30cm厚的砂类土，其损伤情况亦比较明显。在10cm和20cm厚砂岩砂类土下铺设的塑料土工格栅，亦未发现断肋或结点破坏，由此可见，填料的颗粒大小和硬度对土工合成材料铺设损伤具有一定影响。
将铺设前后的土工合成材料进行宽条样拉伸，其中塑料土工格栅亦应用20cm的夹具，所得拉伸试验结果见表3。
注：强度折减系数为原始试样最大拉伸强度与铺设损伤后试样的最大拉伸强度比值。
由表3可以看出，两种土工织物在砂岩砂类土下的强度折减系数都在1.5左右，而在花岗岩砾类土下的强度折减系数都大于2.0，亦即铺设后最大拉伸强度损失了50%以上，由此可见，铺设损伤对土工合成材料强度降低的影响非常显著。
针对单向粘结式C塑料土工格栅CATTDG40，现场还用花岗岩砾类土和砂岩砂类土做了压实后10cm、20cm和30cm三种不同厚度的对比试验，试验所得的强度折减系数见表4。
由上表可以看出，当填料压实后厚度为10cm时，试验用土工合成材料强度降低极为明显，这说明过薄的填料铺设厚度会对土工合成材料产生严重损伤，国外研究结果表明：土工合成材料上面覆盖15cm厚的填料松铺厚度是施工时的最低铺设厚度，虚铺厚度低于此值，土工合成材料铺设损伤后强度将急剧下降。本次现场铺设用18t重型振动压路机，对以上两种填料的有效压实厚度皆在30cm左右，故当填料的铺设厚度在20cm左右时，塑料土工格栅仍承受了较大的铺设损伤。由此可见：在路堤加筋工程中，当填料的铺设厚度在压实机械有效压实厚度附近时，不仅可有效利用压实机械，而且对降低土工合成材料的铺设损伤具有重要意义，过薄的碾压层厚不仅会导致施工机械的浪费，而且对土工合成材料的强度保持也不利。
3 结语
通过土工合成材料铺设损伤现场试验，验证了室内模拟试验结果的可靠性和可重复性，也证明本文所得出的土工合成材料铺设损伤折减系数建议值获得了工程实践验证，该系数具有可推广性和工程实用性。同时通过对不同铺设厚度的现场铺设损伤试验结果进行分析表明，过薄的填料铺设厚度会对土工合成材料造成过大铺设损伤，在加筋土工程施工中，根据填料和压实机具类型合理确定出填料的有效摊铺厚度，不仅可充分发挥压实机具的有效性能，而且对于避免土工合成材料遭受过大的铺设损伤具有重要意义。
在路堤加筋工程中，压实机械的碾压是导致土工合成材料强度降低的主要因素之一，欧美等发达国家通过研究发现，土工合成材料的最不利状态是在施工铺设阶段，如果土工合成材料经受得了施工铺设过程中引起的应力，那么也就能经受使用阶段的应力。由此可以看出铺设损伤对土工合成材料工程应用有着重要的影响。试验结果不仅证明了铺设损伤是导致土工合成材料强度降低的一个主要影响因素，同时也土工铺设损伤的研究提供了重要的现场试验依据。
参考文献
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[2] 王正宏.ASTM有关土工合成材料的试验标准，兼述我国的相应标准[A].2009.
[3] 交通运输部.公路工程土工合成材料试验规程[S].北京：人民交通出版社，2006.
