土工格室產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JTT512004

1、土工格室產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JT/T516-2004）的研制凌天清1、李昌鑄2、夏曉霞2、鄭智能1、周吉遂3（1重慶交通學(xué)院、2交通部公路科學(xué)研究所、3重慶百田塑料建材有限公司）0、引言土工格室是由高強(qiáng)度的HDPE或PP寬帶或土工帶，經(jīng)過強(qiáng)力焊接（或扣接）而形成的蜂窩狀立體網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。它伸縮自如，運(yùn)輸時(shí)可縮疊起來，使用時(shí)張開并充填土石或混凝土，構(gòu)成具有強(qiáng)大側(cè)向限制和大剛度的結(jié)構(gòu)體。在巖土工程中與土、砂、石或混凝土等填料共同構(gòu)成不同視粘聚力、不同加筋強(qiáng)度、不同深度的墊層，這些墊層可以根據(jù)工程的要求放置于需要的位置，用以加固公路、鐵路的路基與軟土地基、邊坡防護(hù)與綠化結(jié)構(gòu)、修建擋土墻等。其最大特點(diǎn)是可以完成

2、巖土工程中常規(guī)方法難以處理的多種疑難問題，如橋頭跳車、軟基沉陷、翻漿、塌方和沙漠路基等。同時(shí)，這種材料施工也很方便。塑料土工格室源于上世紀(jì)70年代，美國陸軍工程兵（USACE）率先對三維結(jié)構(gòu)土工格室進(jìn)行性能研究與野外現(xiàn)場試驗(yàn)。此后英國桑德蘭工學(xué)院、加拿大皇家軍事學(xué)院、美國佛羅里達(dá)大學(xué)、馬里蘭大學(xué)都對此進(jìn)行了深入研究。美國、英國、日本、瑞士、巴西等國家的鐵路部門相繼完成了進(jìn)一步的現(xiàn)場試驗(yàn)。英國在其東海岸沿線鐵路率先應(yīng)用土工格室對許多軟弱路基區(qū)段進(jìn)行加固處理。1993年，該項(xiàng)技術(shù)傳入中國，率先被華北石油管理局橡膠制品防腐技術(shù)研究所等單位開發(fā)、應(yīng)用于沙漠地區(qū)石油勘探中的臨探路、機(jī)場路建設(shè)，后又直接用

3、于永久性沙漠石油公路的路基處理，以后又將其用于部分油區(qū)的灘涂、沼澤、潮間帶筑路，都取得了令人驚喜的工程效果和經(jīng)濟(jì)效益?？梢哉f，石油工業(yè)為土工格室最先提供了國內(nèi)應(yīng)用的寬廣試驗(yàn)和應(yīng)用領(lǐng)域。近幾年，隨著巖土工程界對這種特殊的土工合成材料的深入認(rèn)識和理解，已經(jīng)越來越多的應(yīng)用于多種工程條件下鐵路部門用其治理軟土路基、挖填連接段、綠色通道建設(shè)、青藏鐵路邊坡防護(hù)。公路部門用其處理軟基沉降、松散填料路基加固、高速公路路基挖填連接段、護(hù)坡，以及機(jī)場建設(shè)、輸水灌渠堤岸穩(wěn)固、西氣東輸管道建設(shè)中的擋土墻等都不同程度的使用了土工格室。雖然這方面的理論研究稍稍落后于工程實(shí)踐，但是國內(nèi)巖土工程專業(yè)院校和科研部門已經(jīng)開始了對

4、土工格室的特殊原理和性能方面的量化研究，并對施工過程中的各種應(yīng)用條件進(jìn)行了深入研究。努力積極地推廣新型的、經(jīng)濟(jì)的、具有生命力的工程材料是我國工程界的一貫做法，而我國目前還沒有一部正式的國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。因此，制定土工格室的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范化土工格室的產(chǎn)品生產(chǎn)，規(guī)范土工格室的市場，有利于土工格室的盡早推廣，有利于充分發(fā)揮土工格室的使用效果。本標(biāo)準(zhǔn)的研制是在土工格室大量推廣應(yīng)用的實(shí)踐中，又在施工安裝工藝研究基礎(chǔ)上，總結(jié)提出土工格室的性能要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則等技術(shù)要求，盡量與實(shí)際使用狀態(tài)相符合，便于土工格室按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)來檢驗(yàn)產(chǎn)品性能、生產(chǎn)質(zhì)量，使得土工格室的推廣應(yīng)用有了全面而可靠的保障。1、編制過

5、程2002年8月經(jīng)交通部科教司批準(zhǔn)成立標(biāo)準(zhǔn)編寫組（計(jì)劃編號:JT2002-141),并得到了交通部西部交通建設(shè)科技項(xiàng)目管理中心的大力支持。編寫組開始制定工作計(jì)劃，開展收集資料及調(diào)研，先后收集分析整理了全國多家土工格室生產(chǎn)廠家的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和眾多的工程設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營情況資料。2003年2月編寫組召集各有關(guān)材料的生產(chǎn)廠家，對編寫組提出的標(biāo)準(zhǔn)編制大綱進(jìn)行討論和學(xué)術(shù)交流，交通部科教司主管領(lǐng)導(dǎo)到會指導(dǎo)，隨后課題組做了一些室內(nèi)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)分析，于2003年4月完成標(biāo)準(zhǔn)討論稿，2003年6月完成標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿及編制說明。2003年9月15日16日在北京召開了專家論證會，根據(jù)專家意見，標(biāo)準(zhǔn)編寫最后完成了送審稿。于2

6、003年11月完成了交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)批稿。2、產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)的確定2.1產(chǎn)品分類與結(jié)構(gòu)塑料土工格室在荷載作用下極限延伸率高，加筋結(jié)構(gòu)物變形大。為了滿足公路巖土工程結(jié)構(gòu)物對變形嚴(yán)格控制的要求，公路工程師與材料工程師一道，研發(fā)了在荷載作用下極限延伸率低的增強(qiáng)土工格室。增強(qiáng)土工格室是近年我國生產(chǎn)廠家和科技工作人員自主開發(fā)的一種新型土工格室，作為加筋使用中已經(jīng)顯示出眾多優(yōu)點(diǎn)。在制定交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)我們把這類A焊接距惠:C一格室間格室片的邊暮連接處：+七題夠展開后的長度；J颯瞬儂的中間連接處KWKJ麒溟展開后的寬度圖1單組土工赍室的示意圖新型格室納入標(biāo)準(zhǔn)之中，因此在交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JT/T516-20

7、04)列入了塑料土工格室和增強(qiáng)土工格室兩大類。單組土工格室的示意圖見圖1增強(qiáng)土工格室是在塑料片材中加入鋼絲、玻璃纖維、碳纖維等筋材組成的復(fù)合片材，通過插件或扣件等連接而成，展開后是蜂窩狀的立體網(wǎng)格。格室未展開時(shí)，在同一條片材的同一側(cè)，相鄰兩連接處之間的距離為連接距離。增強(qiáng)土工格室的結(jié)構(gòu)見圖2和圖3。插招A點(diǎn)大樣圖川圖2卷雖土工輕泉示意圖之一接點(diǎn)B9I面圖接點(diǎn)B示意圖口圖3增強(qiáng)土工脩室示意之二十2.2產(chǎn)品技術(shù)要求2.2.1力學(xué)性能JT/T516-2004標(biāo)準(zhǔn)中的產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)是結(jié)合現(xiàn)在市場上已經(jīng)被工程廣泛采用的產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)，并參照國內(nèi)相關(guān)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)而制定的。目前廣泛使用的塑料土工格室的性能指標(biāo)如表

8、1和表2所示。表1A類廠家的塑料土工格室產(chǎn)品性能指標(biāo)產(chǎn)品型號格室伸長時(shí)的寬度(mm格室伸長時(shí)的長度(mm)格室高(mm格室焊點(diǎn)距離(mm)格室片厚(mm格室單位面積質(zhì)量(g/mnn)焊點(diǎn)剝離強(qiáng)度(N/mm)聯(lián)接剝離強(qiáng)度(N/mm)格室片屈服強(qiáng)度(MPaGS-50-40040005000504001550101018GS-75-40040005000754001850101018GS-100-4004000500010040011100101018GS-150-4004000500015040011650101018GS-200-4004000500020040012200101018備注：產(chǎn)品

9、幅寬可按客戶要求隨意制作，其他特殊規(guī)格按協(xié)議或合同執(zhí)行。表2B類廠家的土工格室產(chǎn)品性能指標(biāo)規(guī)格格室縮疊時(shí)的寬度(mm)格室縮疊時(shí)長(mm格室伸張時(shí)的寬度(mm)格室伸張時(shí)的長度(mm)格室圖(mm)格室焊點(diǎn)距離(mm)格室片厚(mm格室單位面積質(zhì)量)(g/mm)格室焊接處結(jié)合力(N)GS-25034001302470610025034010.0533102002560GS-20034001302470610020034010.0526482002050GS-15034001302470610015034010.0519862001460GS-10034001302470610010034010

10、.0513242001023GS-753400130247061007534010.05993200864GS-503400130247061005034010.05662200560注：特殊規(guī)格按協(xié)議或合同執(zhí)行。我們通過驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)表明，塑料土工格室能夠達(dá)到上述標(biāo)準(zhǔn)，且尚有比較大提高空間。課題組在標(biāo)準(zhǔn)編制過程中，研制了增強(qiáng)土工格室，并由重慶百田塑料建材有限公司生產(chǎn)投入使用，其效果好。增強(qiáng)土工格室的力學(xué)性能見表3。表3重慶百田增強(qiáng)土工格室的力學(xué)性能廳P型號格室片的拉伸屈服強(qiáng)度，N格室片間連接處連接件的抗剪強(qiáng)度，N1GC100300030002GC150400040003GC200500050004

11、GC30060006000為此，我們在交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JT/T516-2004中制定的塑料土工格室和增強(qiáng)土工格室的力學(xué)性能分別見表4和表5。表4塑料土工格室的力學(xué)性能廳P測試項(xiàng)目單位材質(zhì)為PP的土工格室材質(zhì)為PE的土工格室1格室片單位寬度的斷裂拉力N/cm2752202格室片的斷裂彳時(shí)長率%101001004格室組問連接格室片邊緣N/cm1201205處抗拉強(qiáng)度格室片中問N/cm120120表5增強(qiáng)土工格室的力學(xué)性能廳p型號格室片單位寬度的斷裂拉力，N/cm格室片的斷裂彳件長率，%格室片間連接處連接件的抗剪切力，N1GC10030030002GC15045003GC20060004GC30090

12、002.2.2光老化性能土工格室土工程在一般公路建設(shè)中的應(yīng)用一般都為永久性或半永久性工程，因此對塑料土工格室產(chǎn)品的耐久性按不同的工程等級提出了不同的抗老化要求。交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JT/T516-2004中對塑料土工格室的光老化等級規(guī)定見表6所示。表6塑料土工格室的光老化等級光老化等級IIIIIIIV紫外線輻射強(qiáng)度為550W/m照射150h,格室片的拉伸屈服強(qiáng)度保持95率，%炭黑含量，%2.00.5a.對于高速公路、一級公路的邊坡綠化，才需要做紫外線輻射試驗(yàn)。其他情況該指標(biāo)僅作參考b.采用其他抗老化外加劑的土工格室無指標(biāo)要求。03、試驗(yàn)方法在試驗(yàn)方法上主要引用了相關(guān)行業(yè)的試驗(yàn)方法對本標(biāo)準(zhǔn)中產(chǎn)品的指標(biāo)

13、進(jìn)行測試，見引用（參考）標(biāo)準(zhǔn)。對于新型的增強(qiáng)土工格室連接件的抗剪切力檢測我們在JT/T516-2004標(biāo)準(zhǔn)中要求按下列步驟進(jìn)行試驗(yàn)：試樣在增強(qiáng)土工格室連接處兩端兩格室片各取150mm,試樣的寬度為格室片的寬度（格室的高度）。共五件。試驗(yàn)設(shè)備試驗(yàn)用設(shè)備包括：a）萬能試驗(yàn)機(jī)b）夾具：一對夾持試樣的夾具，大于或等于試樣的寬度，其鉗口面要有一定的約束力，防止試樣在鉗口內(nèi)打滑，同時(shí)要防止試樣在鉗口內(nèi)被破壞。試驗(yàn)步驟試驗(yàn)步驟如下：a）用上夾具夾住試樣同一格室片的兩端，格室片間應(yīng)墊一塊表面粗糙的墊鐵片。b）下夾具夾持方法與上夾具相同，具體見圖4。c)開動試驗(yàn)機(jī)，同時(shí)起動記錄裝置，直到連接處的連接件被剪切破壞

14、為止，方可停機(jī)。d)五個(gè)試樣測完后，取其算術(shù)平均值為此格室連接件的抗剪切力,也即是連接處的抗剪切力。圖4,4、結(jié)束語本標(biāo)準(zhǔn)(JT/T516-2004)已經(jīng)由交通部正式頒布實(shí)施，相信本標(biāo)準(zhǔn)的正式頒布實(shí)施，對于土工格室在公路交通建設(shè)工程的推廣應(yīng)用起到積極的推動和指導(dǎo)作用，將產(chǎn)生重大的經(jīng)濟(jì)效益。另一方面，由于土工格室這種新型土工合成材料在公路工程中應(yīng)用起步較晚，工程實(shí)踐不多，加之新型材料更新?lián)Q代快和編制者收集的資料有限、驗(yàn)證試驗(yàn)數(shù)據(jù)不多以及編制者水平有限，因此該行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的不足自它誕生時(shí)就已經(jīng)存在，條件成熟時(shí)必須加快修訂。引用標(biāo)準(zhǔn)GB/T2828逐批檢查計(jì)數(shù)抽樣程序及抽樣表(適用于連續(xù)批的檢查)GB/T2918塑料式樣狀態(tài)調(diào)節(jié)和實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境(idtISO291)GB/T4357碳素彈簧鋼絲(neqJISG3521GB/T8170數(shù)字修約規(guī)則GB9344塑料氤燈光源曝露方法GB/T1040塑料拉伸性能實(shí)驗(yàn)方法GB11116高密度聚乙