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土工格柵(geogrid)是一種主要的土工合成材料,與其他土工合成材料相比,它具有獨特的性能與功效。常用作加筋土結構的筋材或復合材料的筋材等。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聚酯經編滌綸土工格柵四大類。格柵是用聚丙烯、聚氯乙烯等高分子聚合物經熱塑或模壓而成的二維網格狀或具有一定高度的三維立體網格屏柵,當作為土木工程使用時,稱為土工格柵。技術優勢磨擦不易產生靜電。在煤礦井下的環境里,塑料網表面電阻平均值均在1×109Ω以下。阻燃性能良好。可分別到煤炭行業標準MT141-2005、MT113-1995規定的阻燃性能。便于洗煤。塑料網的密度在0.92左右,小于水的密度,在洗煤過程中,破碎的網片漂浮在水面,易于被沖洗掉。防腐蝕能力強,抗老化。便于施工和運輸。塑料網相對比較柔軟,在施工中不宜劃傷工人,而且具有容易卷曲打捆,礦用格柵剪裁和比重輕的優點,因而便于井下運輸、攜帶和施工。縱橫方向均有較強的承載能力。由于這種塑料網是雙向拉伸而非編織的,所以網孔蠕變量小,而且網孔尺寸均勻,能有效防止碎煤塊的掉落,保護井下工人的和礦井下工人的和礦車運行的。
道路劃分為快速路、主干路、次干路、支路。快速路、主干路為高級路面,水泥混凝土為30y,瀝青混凝土、瀝青碎石、天然石材為15y;次干路、支路為次高級路面,瀝青貫入式碎(礫)石為10y,瀝青表面處置為8y。柔性路面:荷載作用下產生彎沉變形較大、抗彎強度小,在反復荷載作用下產生累積變形,它的破壞取決于極限垂直應變和彎拉應變。代表為瀝青路面。剛性路面:行車荷載作用下產生板體作用,抗彎拉強度大,彎沉變形很小,呈現出較大的剛性,它的破壞取決于極限彎拉強度。代表為水泥混凝土路面。城鎮瀝青路面道路結構由路基、基層和面層組成。路基可分為土方路基、石方路基、特殊土路基。路基斷面形式有:路堤(填)、路塹(挖)、半填半挖。高液限黏土、高液限粉土及含有機質細粒土,不適于做路基填料,必須采用時應摻加石灰或水泥等結合料進行改善。巖石或填石路基頂面應鋪設整平層。采用未篩分的碎石和石屑或低劑量的水泥穩定粒料,一般為100-150mm。路基的性能主要指標:1、整體穩定性;2、變形量控制。水泥穩定土路面結構的組成包括:路基、墊層、基層、面層。填土路基施工要點:1、排除原地面積水,清楚樹根、雜草、淤泥等。應妥善處理墳坑、井穴、樹根坑的坑槽,分層填實至原地面高【清表】;2、填方路段事先找平,當地面坡度陡于1:5時,需修成臺階狀,每層臺階高不宜超過300mm,寬度不應小于1m;3、根據測量中心線樁和下坡腳樁,分層填土、壓實;4、碾壓前檢查鋪筑層厚度和寬度,合格后即可碾壓,碾壓"先輕后重",后碾壓應采用不小于12t級的壓路機;5、填方高度內的管涵頂面填土500mm后方可用壓路機碾壓;6、路基填方高度按設計標高增加預沉量值。填土至后一層時,應按設計斷面、高程控制填土厚度并及時碾壓修整挖土路基施工要點:1、路基施工前,應將現況地面積水排除、疏干,將樹根坑、糞坑等部位進行技術處理【清表】;2、根據測量中線和邊樁開挖;3、挖土時應自上而下分層開挖,嚴禁掏洞開挖。機械開挖時,必須避開建構筑物、管線,在距離管道邊1m范圍應采用人工開挖;在距直埋線纜2m范圍內必須采用人工開挖。挖方段不得超挖,應留有碾壓到設計標高的壓實量;4、壓路機不小于12t級,碾壓應從道路兩邊向路中心進行,直至表面無明顯輪跡為止;5、碾壓時,應視土的干濕程度采取灑水、換土、晾曬等措施;6、過街雨水支管溝槽及檢查井周圍應用石灰土或石灰粉煤灰砂礫填實。石方路基施工要點:1、修筑填石路基應進行地表清理,先碼砌邊部,然后逐層水平填筑石料,確保邊坡穩定;2、先修筑試驗段,以確定松鋪厚度、壓實機具組合、壓實遍數及沉降差等施工參數;3、填石路堤宜選用12t以上的振動壓路機、25t以上的輪胎壓路機或2.5t級以上的夯壓機(夯錘)壓實;4、路基范圍內的管線、建構筑物四周的溝槽宜回填土料。
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鋼塑土工格柵的設計應用:當鋼塑土工格柵應用于軟基處理時,在依據地質狀況確定加鋪格柵的位置和層數的同時,還應根據路基填土高度確定土工格柵的設計強度。當填土高度大于4m時,土工格柵滿足行業標準的要求即可,縱橫向極限拉力應不小于20kN/m當填土高度在3-4m之間時,土工格柵縱橫向極限拉力不小于40kN/m當填土高度小于3m時,土工格柵縱橫向極限拉力不小于50 kN/m,伸長率小于4%,建議采用GSZ60-60型土工格柵當土工格柵用于路基填挖結合部時應采用雙向不低于40kN/m的土工格柵,采用GSZ60-60型土工格柵當用于舊路加寬新舊路結合部位時,借鑒沈大高速公路擴建使用格柵的方法:凡填高大于3米的路基,在距路基封頂20㎝處加鋪鋼塑復合格柵,采用縱向(垂直路線方向)極限拉力大于或等于60kN/m,橫向(平行路線方向)極限拉力大于或等于20kN/m的鋼塑復合格柵,伸長率≤4%。
土工格柵是一種用于路面增強、老路補強,加固路基及軟土基的優良土工合成材料。玻纖土工格柵高強無堿玻璃纖維通過國際先進的經編工藝制成網狀基材,經表面涂覆處理而制成的半剛性制品。具有經、緯雙向很高的抗拉強度和較低的延伸率,并具有耐高溫、耐低寒、抗老化、耐腐蝕等優良性能,廣泛應用于瀝青路面、水泥路面及路基的增強和鐵路路基、堤壩護坡、機場跑道、防沙治沙等工程項目。 玻纖土工格柵是以玻璃纖維為材質,采用一定的編織工藝制成的網狀結構材料,為保護玻璃纖維、提高整體使用性能,經過特殊的涂復處理工藝而成的土工復合材料。玻璃纖維的主要成份是:氧化硅、是無機材料,其理化性能極具穩定,并具有強度大、模量高,很高的耐磨性和優異的對寒性,無長期蠕變;熱穩定性好;網狀結構使集料嵌鎖和限制;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合性能,極大地提高了土工格柵的耐磨性及剪切性能。在傳統的養護理念中,瀝青混凝土路面在15年的設計壽命內至少需要進行1次大修、2次中修及各類表面處治。張紅春博士提出的道路路基路面不大修的養護理念是基于道路養護技術日新月異的發展、性養護的普及應用以及無損檢測技術的進步,而提出的全新養護概念。在該理念的指導下,未來道路路基路面有望實現在設計壽命內(甚至更長時間)不大修,并減少中修次數。概括起來,道路路基路面不大修的核心理念為:性養護、深層病害檢測、深層病害處治。在傳統的養護理念中,大中修必不可少,是為了恢復道路設計技術指標而必須進行的養護作業;但隨著我國道路總里程的不斷增加,養護規模越來越大,傳統的道路大中修養護模式的弊端越發凸顯。傳統養護模式的弊端據交通運輸部發布的《2016年交通運輸行業發展統計公報》顯示,2016年我國公路里程達到469.63萬km,其中高速公路里程13.1萬km,截至2016年年末,公路養護里程達到459.00萬km,占總里程的97.7%。數據表明,我國公路已經進入了大規模養護時代。在目前已建成和計劃修建公路的施工工藝中,95%以上為半剛性基層瀝青路面,這種道路路面結構在建設成本、承載等方面具有優勢,但易發生裂縫、松散、唧漿、脫空、沉陷、路基強度不足、路基滑移等深層病害。道路深層病害的處治并不容易,傳統的養護方案一般為:在深層病害的初期不進行處理,任其發展;當發展到一定程度進行罩面或者加鋪;等深層病害嚴重到影響交通時,再進行開挖處治,即傳統的大中修養護施工,其帶來的弊端如下。成本高我國每年至少有10%的道路陸續進行大修,且往往需要開挖處理,費用高昂。目前,我國普通道路養護資金普遍匱乏,高速公路略好,但也不容樂觀,加上大部分高速公路的盈利能力并不強,大修費存在嚴重的不足,尤其隨著高速公路路網的逐年擴大,養護經費不足的情況愈發嚴重。浪費嚴重我國每年至少有15%的道路陸續進行中修,通常會采用罩面或者加鋪處理,這類工藝只能解決路表的病害,而深層病害依然存在。因此,加鋪層的壽命往往達不到預期,要反復罩面或加鋪,造成極大的浪費。影響交通大中修都需要對路面進行開挖施工,工期少則數周、多則數月,對交通影響大,是造成目前道路擁堵和交通事故的重要因素。影響環加鋪、開挖施工污染高,還會產生大量廢料,帶來環保問題。我國每年大約有100多萬km的道路要進行大中修,施工中產生揚塵,生產和使用各類施工材料會排放大量的污染物。由此可見,目前的公路養護技術缺乏可持續性,亟需改變和創新。
鋼塑土工格柵以高強鋼絲(或其他纖維),經特殊處理,與聚乙烯(PE),并添加其他助劑,通過擠出使之成為復合型高強抗拉條帶,且表面有粗糙壓紋,則為高強加筋土工帶。由此單帶,經縱、橫按一定間距編制或夾合排列,采用特殊強化粘接的熔焊技術焊接其交接點而成型,則為加筋土工格柵。鋼塑土工格柵產品特點:強度大、變形小;蠕變小;耐腐蝕、壽命長:鋼塑土工格柵以塑料材料為保護層,在輔以各種助劑使其具有抗老化、氧化性能,可耐酸、堿、鹽等惡劣環境的腐蝕。因此,鋼塑土工格柵可以滿足各類性工程100年以上的使用需求,且性能優,尺寸穩定性好。施工方便快捷、周期短、成本低:鋼塑土工格柵鋪設、搭接、定位容易、平整,避免了重疊交叉,可有效的縮短工程周期,節約工程造價的10%-50%。玻璃纖維玻璃纖維土工格柵是以玻璃纖維為材質,采用一定的編織工藝制成的網狀結構材料,為保護玻璃纖維、提高整體使用性能,經過特殊的涂復處理工藝而成的土工復合材料。玻璃纖維的主要成份是:氧化硅、是無機材料,其理化性能極具穩定,并具有強度大、模量高,很高的耐磨性和優異的對寒性,無長期蠕變;熱穩定性好;網狀結構使集料嵌鎖和限制;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合性能,極大地提高了土工格柵的耐磨性及剪切能力。
路基施工測量器使用前應進行檢驗、校正。原有導線點不能滿足施工要求時,應進行加密,保證在道路施工的全過程中,相鄰導線點間能互相通視。路基施工前,應詳細檢查、核對縱橫斷面圖,發現問題時應進行復測。 路線主要控制樁,如交點、轉點、圓曲線和緩和曲線的起訖點等。對于高速公路、一級公路應采用坐標法恢復主要控制樁。恢復中線時應注意與結構物中心、相鄰施工段的中線閉合,發現問題應及時查明原因,并報現場監理工程師或業主。路基施工前,應根據恢復的路線中樁、設計圖表、施工工藝和有關規定釘出路基用地界樁和路堤坡腳、路塹塹頂、邊溝、護坡道等的具體位置樁,在距路中心一定距離處設立控制樁,其間隔不宜大于50m。 水準點間距不宜大于1km,在人工結構物附近、高填深挖地段、工程量集中及地形復雜地段宜增設臨時水準點。臨時水準點必須符合精度要求,并與相鄰路段水準點閉合。
路基填土與壓實(1)原地表處理:根據規范規定,清理后的地面及其基底壓實度、地面橫坡等均應符合規范要求,除特殊要求要保留的植被和保留物外,在公路用地范圍內的所有樹木,樹根、灌木和垃圾均應予運走。地表清理完畢后再進行基底壓實,直至滿足規范要求。(2)填料應分層填筑,不得混填。路基的填筑厚度應不超過30cm,每層填料的鋪設寬度,每側均應較設計路基寬填30cm。(3)碾壓檢測:根據試驗段提供的資料,按標準碾壓方法及檢測方法進行碾壓、檢測。 (4)路基整修和邊坡休整:整修路基要符合表層平整度、坡度、寬度的規定要求。邊坡修整必須達到轉折處棱線明顯,直線平直,曲線圓順。
(1)過濕地區的填壓:一是壓實度標準可根據試驗資料確定或較表列數值降低2~3個百分點;二是對于天然稠度小于1.1,液限大于40,塑性指數大于18的粘質土,用于下路床及下路堤填料時,可采用規定的輕型壓實標準;三是改善填料的性質,在土中摻加生石灰,通常可以獲得預期的效果,也可采用新型吸水材料加固。
(2)黃土路基的壓實分為兩類:①沖擊壓實:沖擊壓實處理地基的原理是用一定的沖擊能量使土體里的水分擴散固結并擠密壓實土體而達到加固土體的目的。沖擊壓實技術只適合于淺層濕陷性及濕軟性黃土地基的處理,且其有效影響深度一般不超過80cm,沖壓遍數以30遍左右為宜。在沖壓施工的過程中應注意:保持含水量;受沖擊壓實機的機型限制,被沖壓的路基長度一般不應小于120m,寬度不宜小于15m;每一層沖壓前,應先沿路基邊沿沖壓5遍左右,以減少在沖壓過程中沖擊能對路基的側向擠壓作用;沖壓時應注意輪跡的連續性,特別是調頭處,不要預留空白帶而影響壓實效果。②強夯施工:又稱動力固結法,是用起重機械將8t~40t夯錘起吊到6m~25m高度后,自由落下,給地基以強大的沖擊能量的夯擊,使土中出現沖擊波和沖擊應力,迫使土體孔隙壓縮,土體局部液化,在夯擊點周圍產生裂隙,形成良好的排水通道,孔隙水和氣體逸出,使土粒重新排列,經時效壓密達到固結,從而提高地基承載力,降低其壓縮性的一種有效地基加固方法。
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