公路加筋土路基结构与工程应用

公路加筋土路基结构与工程应用2023年5月16日杨广庆石家庄铁道大学教授博导公路土工合成材料及相关技术标准加筋材料的发展整体拉伸型、编织型、焊接型三大类整体拉伸型：单向、双向、多向拉伸塑料土工格栅编织型：经编涤纶、经编玻纤土工格栅焊接型：焊接聚酯、焊接钢塑土工格栅加筋材料的主体—土工格栅整体拉伸型采用高密度聚乙烯（HDPE）或聚丙烯（PP）为原材料，经塑化挤出、冲孔、整体拉伸而成的平面网状结构土工格栅整体拉伸型编织型采用涤纶纤维长丝为原材料，经纬向定向编织成网格坯布，涂覆聚氯乙烯（PVC）胶或丁苯胶乳加工成的平面网状结构土工格栅。智能化焊接型焊接聚酯土工格栅：以聚酯为主料，加入抗老化剂和其他助剂，经过低倍数机械拉伸成精制肋条，或者以聚酯纤维为芯材外覆聚乙烯保护鞘形成土工加筋带，按平面经纬成直角，经焊接成型的平面网状结构土工格栅。焊接钢塑土工格栅：高强钢丝（或其他纤维）经特殊处理与聚乙烯（PE）或聚丙烯（PP）并添加其他助剂，通过挤出使之成为复合型高强抗拉条带。条带经纵、横按一定间距编制或夹合排列，采用超声波焊接技术焊接其交接点而成的平面网状结构土工格栅。标准类型标准名称材料标准（1）长丝纺粘针刺非织造土工布（JT/T519-2004）（2）短纤针刺非织造土工布（JT/T520-2004）（3）土工格栅（JT/T480-2002）（4）土工网（JT/T513-2004）（5）有纺土工织物（JT/T514-2004）（6）土工膜袋（JT/T515-2004）（7）土工格室（JT/T516-2004）（8）土工加筋带（JT/T517-2004）（9）土工膜（JT/T518-2004）（10）塑料排水板（带）（JT/T521-2004）（11）防水材料（JT/T664-2006）（12）排水材料（JT/T665-2006）（13）无纺土工织物（JT/T667-2006）（14）复合材料的分类、性能要求和试验方法（JT/T669-2006）试验标准公路工程土工合成材料试验规程（JTGE50-2006应用标准主导标准公路工程土工合成材料应用技术规范相关标准（1）公路路基设计规范（JTGD30）（2）公路排水设计规范（JTJ018）（3）公路沥青路面设计规范（JTGD50）（4）公路水泥混凝土路面设计规范（JTGD40）（5）公路隧道设计规范（JTGD70）（6）公路工程质量检验评定标准（JTGF80-1）公路土工合成材料标准规范材料标准规范了土工合成材料产品的分类、规格、性能指标及要求试验标准规范了土工合成材料物理性能、水力性能、耐久性能、合成材料与介质相互作用力学性能等试验方法应用标准规范了土工合成材料在不同场合应用的材料选择、结构型式、设计计算、施工等要求

加筋土结构是在土体中铺设适量的拉筋材料，通过界面摩擦将筋材的抗拉特性与土体的抗压特性结合起来，提高结构的整体稳定性。我国公元230年采用芦苇柳条作为加筋材料建造的古长城至今仍屹立不倒。加筋土结构被誉为“继钢筋混凝土之后又一造福人类复合材料”。公元230年前的古长城四川锦屏电站52m加筋土陡坡米兰古城古戍堡公元700年新疆吐蕃自1982年英国netlon公司的拉伸塑料土工格栅生产以来，加筋土技术得到长足发展。目前国内有上百家生产企业。单向拉伸土工格栅双向拉伸土工格栅焊接土工格栅玻纤土工格栅经编土工格栅钢塑土工格栅双向格栅在受到重载车辆碾压时，其斜向受力很大，而斜向约束力有限，容易造成破坏，影响使用效果。三角形/菱形结构的三向土工格栅提供了多向约束力和抗拉能力，提升了产品的抗拉、抗剪能力。

土工格栅新产品：三向格栅2010年世界杯体育场，南非

四向三角土工格栅以聚丙烯为原料，经特殊工艺、多向拉伸生产而成。该产品在纵向、横向、正负45度方向均具有较强的抗拉强度。产品为三角形结构，与双向拉伸土工格栅的正方形网格相比较，具有较好的结构刚性和稳定性。土工格栅新产品：四向三角土工格栅具有稳定的三角形结构，受力时不易发生结构变形；能够同时承受多方向荷载，不易产生节点扭转破坏；

具有矩形截面，不易产生与土体的滑移，加筋效果更好；节点比双向格栅大，节点效率更高，节点不易破坏；

多条筋共用节点，节省材料。较双向格栅具有创新性，但材料受力的均匀性和整体加筋效果低于三向格栅。立体式土工格栅是以结构力学的方式用高分子聚酯肋带经过立体纺织而成的，是一种具有特殊性能的专利格栅。能均匀荷载分布，具有较高的双向拉伸模量和抗拉强度以及较高的抗施工破坏能力。能有效使纵向受力改变成横向受力，具有较强的过载能力。

中国专利新产品：立体式土工格栅增加了格栅对土体的被动阻抗，提高了网孔对土体无法有效嵌锁。立体格栅纵横向肋带很窄，结点圆柱体具有很强的支持强度，在施工过程中能有效提高土体密度，固土能力大大提高，承载能力显著提高。可以适用于软土地基处理和加筋土挡墙墙及加筋土边坡工程。

PET双向焊接格栅

PET带焊接格栅具有较好的抗蠕变性能，应用于长期承载环境中。

采用振动摩擦焊接模式，具有焊点强度高、无需更换模具、节能环保的优点。

嵌锁性能更好低延伸率高应变长期稳定性整体钢追塑格栅筐是以碳唉素弹簧悬钢丝复倦合与聚竹乙烯PE，并添饶加其他约辅助剂施，通过扫挤出使撞之成为援复合形成条隔带，饭经纵需、横炮按一如定间谋距排岗列，锅然后祸采用特殊熔笋焊工艺焊接其烘交接点坟而成型返的一种荡二维网缴状结构万的土工塔合成材鉴料。钢塑凸季结点格拢栅在整献体钢塑帐格栅的涂基础上爽，在结恩点处采速用先进看的熔铸成闯型工艺，使盼得格缎栅条增带交唇叉点猛的极虎限剥扔离力邻较交孩通行首业标失准提锡高了姨近17倍达惧到并曲超过500滴N。结争点处寨的凸临点结虾构可吼增强仔格栅蹈与土郊体的令嵌锁旅咬合成作用等。一、公路土岂工合成炊材料应页用范围路基加航筋路基甜不均瓶匀沉墙降防域治用于边顽坡基底随，起到业提高承遍载力和外减小变跟形的作稍用（土栽工格称栅或命土工牙格室妻）。用于浅好层换填钓后的基微底，起意到提高宣稳定性俘、减小功不均匀啄沉降变独形作用（土枯工格河栅或赛土工环格室谅）。加筋去地基加筋花地基用于桩网结交构中的得“网”稳，实现莫在软哲弱地脾基上摔快速嫁填筑住稳定跳的高考路堤风，充象分发机挥桩弃的承召载作脖用，传工后鼠沉降爹小。加筋乏地基(a霉)土拱效司应(b糟)加筋网效垫受力锐变形持力层软弱层路基桩垫层软弱地基土工格栅英国北欧、萄日本规仇范德国魄规范格栅仪受力娱计算凉理论土工格访栅受力骆不大，粘实测最薯大的拉顷应变为礼＜0.1垂%，换拌算土剥工格耗栅拉扯力＜0.0融57k耗N/m路堤加秘筋受地形井、地物梨限制需妇加陡路扣堤边坡旷时，采萌用加筋狡土路堤峰结构形寸式。一般姿用单即向或棉双向余塑料槽拉伸嫂土工淋格栅网、双权向经罢编涤亏纶土杏工格射栅或港钢塑欠格栅豪，幅房诚宽及防间距夺根据得计算摊确定镇。湖北省越某高速至公路某灾段，最扑大高度51.耽3m。桥改路琴项目：桥梁施般工难度域大消化隧浩道弃方弃方征呆地费用+运费二次夸环境撒破坏节约明土地罚、环奸境友其好结构形誓式多样子性沪蓉西协高速公提路刚性雁挡墙栽结合加筋闸土柔浆性结矿构高填方旬路基加浊宽土钉加筋土党短筋郑州敲市郑哈上路红位于巧郑州落市西诱郊，夺是进竖出郑蚁州市叫区的奋西大袋门。咱路堤确工程得所在皂地紧稠临一放湖泊稿，为减保护午湖泊茄，减嫩少工没程填胆方量营，以尊及避亡免大玻范围涂处理钓基础嚼处理陷，采为用加众筋陡俘坡。陡坡输高度16米，邮坡角秆：630，包皇裹式娃结构生，下具部临立水处滤外表榨面采到用浆巴砌面刊，上象部直役接进敢行包停裹。郑州茧郑上棕路工半程工程简响介：云南竿安（颤宁）—楚（雄根）高速眨公路大读红田段霞加筋土委路基工侦程加筋寨土路姿基高正为7～20m，坡串率为1：0.5。部碎分为顾软基颤上高林填方袖，对号软基岩进行偷了换裕填片牌石、显换填巾碎石间结合陵土工圾格室距和碎贯石垫库层、辛土工倍布进并行处秀治，梢软基浅处理摔完毕赞后在脂其上帜修筑伐加筋正土路搬堤。填料直：隧夏道弃蹦方，率为土音石混高合填烈料。薄加筋例材料啄：强僵度120贴KN宵/m的高密向度聚乙禽烯（HD耽PE）单向港土工格零栅TGD煤G-1输20型，铺储设间距怒为60蓄cm。加筋思土挡购墙的潜墙面瞒形式与常规招的路基良边坡相比比，6米高煮加筋辉土挡稿墙每磨公里范节约很占地27亩，节女约土方三填筑量6万方母。边坡加筋土挡墙加筋藏土挡些墙的怜断面介形式加筋土嗓挡墙的担断面形霜式加筋虑土挡羊墙的紧断面秆形式加筋臣土挡蓝墙的握破坏叮形式19罩95年的阪陆神地震搜为里氏7.赤2级。扁在阪枣神地携震中渔，调窗查了120个加筋莲土构造油物，只毛有3个墙恶有明熄显的纠横向众位移蒸，变揉形在4-参11紫3m晚m之间，厚但是所祝有这些欢结构都停保持着透使用功孝能。日本龟阪神捡地震放中钢劳筋混杨凝土央桥墩脱破坏地震枯区国道G21后3都江陷堰至咬映秀厕段三捆级公座路6处加枯筋土戚挡土炒墙有2处挡宝墙在绒汶川旬地震鹅中遭忆受。模块式堂面板邢临高恰速公路K56依+62朵2～K5坏7+总23吹0穿越村阁庄，线洋路左侧退修筑辅直道，线皱路右侧首还有灌染渠，为愉了减少就征地拆怕迁同时裤又不压述缩灌渠贺的断面葡，设置说了模块经式土工尼格栅加秀筋土挡抵土墙，跌挡墙墙军高1.9坦5m～9.7僚9m。地基为隆软土地母基，采烦用水泥暂搅拌桩栽和挤密遇砂砾桩竞。两种蚕复合地浇基上设初置50c臂m砂砾户垫层损，垫属层中直间加细铺一磁层EG徒30传30聚丙倘烯双怕向土愉工格柿栅。加筋土杆挡墙模枝块尺寸昌为0.5葡m×0貌.2m军×0.芬2m(长×宽×高)。挡现墙模降块为C25混凝模土预炎制块甘，模顶块预签埋HDP票E单向萝土工匆格栅6c秩m，外留党一完整份肋条，国预埋土常工格栅痰与加长弟土工格中栅采用懂连接棒昆连接。缎土工格当栅长度僚视填土茅高度分栏别为2.柏5m至5.驳0m不等。土工格芽栅加筋容石灰土牌挡墙应饰用技术夫研究邢临高仓速公路级模块式袖土工格科栅加筋怒土挡土梳墙位于K56当+62艳2～K5葡7+爪23讽0段落，酿属软土致地基处饮理地段拜，路线颠南侧为驴灌溉水慨渠，北情侧紧邻柳邢临公矿路和居剥民密集抢区，最诊大填方渐高度约6m。为愧了减炎少征锣地拆纷迁同她时又铃不压中缩灌驾渠的肥断面蹈，采道用模呜块式相土工亦格栅飞加筋职土挡麦土墙晒设计忍。云南楚碧大高速从公路k瞒218欣+06祝5～k买218妖+77望8加筋廊土高墙进（墙高斩43m役，19钢98年退）云南升楚大嚷高速唇公路香加筋虫土高央墙（梢墙高村43遭m）199络8竣工捎时拍摄200架8年1言2月拍场摄重庆长熔滨路加眨筋土挡溪墙加筋况土挡勉土墙递水平费变形怖控制季技术传统边的加飞筋土电结构半强度问控制错设计受理论返是一架种静壤态的绢极限次平衡摩分析筛理论筛，忽虹视了近挡土础墙施唇工过到程、芽演化板与形暴态形山成等担问题猴。在笋达到革极限僻平衡颗状态煎之前各，加男筋土假挡墙争有一披个变提形的杀发展吊和积筑累的劈燕过程奔。变箩形发臭展过驶程潜惕伏着励强度卡破坏迫的积恋累，嫂有效俗控制布变形哀意味游预防最破坏农的发耍生，海遏制孝突发嘱性的贱破坏斥事故纱。因卵此，盾加筋魂土挡阶墙的益设计课应该宰由按启强度困控制容设计彩过渡赏到按桥变形袋控制馒设计寨。变形收控制柄设计行理论稻和强过度控距制设迎计理群论正慕成为诵加筋告土支皂挡结许构设切计的够主要艘理论仙基础游，因禽此也退印证宗了变瞎形问闹题和骂强度床问题胆始终畅是土摊力学武的两螺大主吗要问忆题。河北省坐保（定父）沧（歪州）高切速公路特土工格炼栅加筋枪土挡墙库工程位垫于河北软省保定幸市清苑丝式县境内封，里程夺为K14仓+53题0.5但7～K15黄+62提9，该段取落