淺析土工合成材料在道路橋梁工程中的應(yīng)用一

1、淺析土工合成材料在道路橋梁工程中的應(yīng)用摘要：土工合成材料,尤其是新型的合成型材料,在工程中占有越來越重要地位.由于其材料特性和價格上的雙重優(yōu)勢,應(yīng)用前景廣泛.合成材料應(yīng)用于路基與不加筋邊坡相比,土工格柵加筋路堤邊坡大大提升邊坡的穩(wěn)定性和承載水平.合成材料加筋土技術(shù)、土工格柵、土工織物、土工復(fù)合排水材料在各種工程中的應(yīng)用.關(guān)鍵詞：土工合成材料一、概述什么是土工合成材料,概括而言,土工合成材料是應(yīng)用于巖土工程的、以合成材料為原材料制成的各種產(chǎn)品的統(tǒng)稱.由于它們主要用于巖土工程,故冠以土工兩字,稱為生工合成材料,以區(qū)別于天然材料.土工合成材料在早期曾被稱為土工織物和土工膜隨著工程需要,這類材料不斷有

2、新的品種出現(xiàn),例如土工格柵、土工網(wǎng)和土工模袋等,原來的名稱已不能準確地涵蓋全部產(chǎn)品,這樣,在其后的一段時期內(nèi),把它們稱之為土工織物、土工膜和相關(guān)產(chǎn)品顯然,這樣的名稱不宜作為一種技術(shù)名詞或?qū)W術(shù)名詞.為此,1991994 4年在新加坡召開的第五屆國際土工合成材料學(xué)術(shù)會議上,正式確定這類材料的名稱為生工合成材料工土工合成材料的原材料是高分子聚合物polymerpolymer.它們是由煤、石油、天然氣或石灰石中提煉出來的化學(xué)物質(zhì)制成,再進一步加工成纖維或合成材料片材,最后制成各種產(chǎn)品.制造土工合成材料的聚合物主要有聚乙烯PEPE、聚酯PERPER、聚酰胺PAPA、聚丙烯PPPP和聚氯乙烯PVCPVC等

3、.聚乙烯是在 19311931 年前后,首先由英國 ICIICI 公司研制成功的,19391939 年成為商品在市場上出售,它是聚合物中分子結(jié)構(gòu)最簡單的一種,可分為低分子量和高分子量兩類.聚乙烯的比重為 0.920.92,耐酸堿,抗化學(xué)劑水平強,吸濕性低,低濕時仍具柔性,電絕緣性極好.在 19501950 年前后,又開發(fā)出了高密度聚乙烯HDPEHDPE材料,其比重、機械強度、熔點和硬度等都比低密度的為優(yōu).聚酰胺約在 19351935 年研制成功,俗名為尼龍,其吸濕性較高,枯燥時有一定絕緣性、機械性能好.此外,常用的原材料還有聚氯乙烯,它的比重為 1.41.4, ,具有極好的化學(xué)穩(wěn)定性,不燃燒,

4、可用于制造透明薄膜、管道、板材等.二、土木合成材料的功能1 1隔離作用：將土工合成材料放在兩種不同的材料之間或同一材料不同粒經(jīng)之間以及土體外表與上部建筑結(jié)構(gòu)之間,使其隔離開來.當受外部荷載作用時,雖然材料受力相互擠壓,但由于土工合成材料在中間隔開,不使其互相混雜或流失,保持材料的整體結(jié)構(gòu)和功能.土工合成材料隔離作用己廣泛應(yīng)用于鐵路、公路路基、土石壩工程、軟土根底處理以及河道整治工程.2 2防護作用：土工合成材料可以起到分散應(yīng)力的作用.也可由一種物體傳遞到另一物體,使應(yīng)力分解,預(yù)防土體受外力作用破壞,從而起到對材料的防護作用.土工合成【精品文檔】材料的防護作用分兩種情況：一是外表防護,即將土工合

5、成材料放置于土體外表,保護土體不受外力影響、破壞：二是內(nèi)部接觸面保護,即將土工合成材料置于兩種材料之間,當一種材料受集中應(yīng)力作用時,而不使另一種材料破壞.(3)(3)濾層作用濾層作用是土工織物的主要功能,被廣泛地應(yīng)用于水利、鐵路、公路、建筑等各項工程中,特別是水利工程中用作堤、 壩根底或邊坡反濾層已極為普遍.在沙石料緊缺地區(qū),用土工合成材料做反濾層,更顯示出它的優(yōu)越性.因此通過把土工織物置于土體外表或相鄰?fù)翆又g,土中水分可以通過織物排同時織物可阻止土顆粒流失,以免造成土體失穩(wěn)(管涌),可代替砂、礫石等反濾層.(4)(4)排水作用土工合成材料是良好的透水材料,無論是材料法向或水平向均具有較好的

6、排水能力,能夠?qū)⑼馏w內(nèi)的水集聚到織物內(nèi)部,形成排水通道,排出土體.土工合成材料現(xiàn)己廣泛應(yīng)用于土壩、 路基、 擋土墻建筑以及軟土基排水固結(jié)等方面.它與工程中的其他排水結(jié)構(gòu)充分配合,形成完善的排水體系,排除地下水、地表水和結(jié)構(gòu)中的多余水份.(5)(5)加筋作用土工合成材料有較高的抗拉強度,將士工合成材料埋在土體中或路面結(jié)構(gòu)適當位置,可以分布土體或路面結(jié)構(gòu)應(yīng)力、傳遞拉應(yīng)力、限制其側(cè)向位移,增強它與土體或路結(jié)構(gòu)層材料之間的摩阻力,使土或路面結(jié)構(gòu)層一一土工成材料復(fù)合體的強度提升,從而約束土體或路面結(jié)構(gòu)層的形,并抑制或減少土體的不均勻沉降,提升土體或路面結(jié)構(gòu)層的穩(wěn)定性具有加筋功能.(6)(6)防滲作用土工

7、膜和復(fù)合型土工合成材料,可以作為各種工程的防滲材料.土工合成材料用于某一項工程會發(fā)揮主次作用,如公路的碎石基層與地基之間鋪放織物,一般說,隔離是主要的,濾層和加筋是次要的,排水是不甚重要的設(shè)計者合考慮,如選用光滑的土工膜來隔離,那么可能引起路基中孔隙水壓力升高,造成路基失穩(wěn).弱地基上修路,加筋可能起限制作用.土工合成材料的耐久性和防護保養(yǎng)土工合成材料的原材料是高分子聚合物.這種物質(zhì)是鏈節(jié)結(jié)構(gòu),它對氧化(老化)十分敏感,容易發(fā)生降解反響和交換反響,導(dǎo)致材料破壞.為此,土工合成材料的使用壽命自然引起工程人員的高度關(guān)注.氧化包括熱和溫度引起的熱氧化,以及陽光中紫外線產(chǎn)生的光氧化.其中光氧化的破壞作用

8、很強,由于紫外線具有很大能量,能切斷聚合物的分子鏈,或引發(fā)光氧化反響.各種原材料抗紫外線的水平以聚丙烯和聚酰胺最差,聚酯最正確,聚乙烯、聚氯乙烯介乎其間,顏色淺的比深的差.由于老化是從表層逐漸向內(nèi)部開展,故產(chǎn)品厚的較薄的耐老化.老化是高分子材料的固有特性之一,不能完全消除,但如果采取有效舉措,可以大大延緩.延緩老化的舉措可以從兩方面著手：一方面是在原材料中加人防老化劑,抑制光、氧、熱等外界因素對材料的作用,如摻適量的抗氧劑、光穩(wěn)定劑和深色碳黑等.有的單位在聚丙烯中參加防老化劑,經(jīng) 4 4 年日光直接爆曬,強度僅損失 25%25%,如果不加防老化劑,直【精品文檔】接在日光下照射 2 23 3 月,強度即損失殆盡.另一方面是在工程中采取防護舉措,如盡量縮短材料在日光中的暴露時間,用巖土要求在 30cm30cm 厚以上或深水覆蓋等.老化破壞程度常以材料的某物理力學(xué)量的變化率來反映,例如材料抗拉強度的損失或延伸率的變化等.參考文獻11蔡寧,陳紅；土工合成材料在工程中的應(yīng)