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土工格栅主要作用

时间:2020-11-10 20:18

  土工格栅主要作用_建筑/土木_工程科技_专业资料。土工格栅主要作用 1、减缓反射裂缝 反射裂缝是由于旧混凝土面层在接缝或裂缝附近的较大位移引起其上方沥青加铺层内 出现应力集中所造成的,它包括因温度和湿度变化而产生的水平位移,以及因交通荷载作用 而产生

  土工格栅主要作用 1、减缓反射裂缝 反射裂缝是由于旧混凝土面层在接缝或裂缝附近的较大位移引起其上方沥青加铺层内 出现应力集中所造成的,它包括因温度和湿度变化而产生的水平位移,以及因交通荷载作用 而产生的竖向剪切位移。前者导致接缝或裂缝上方的沥青加铺层内出现较集中的拉应力;后 者则使接缝上方的沥青加铺层经受较大的弯拉应力和剪切应力。 由于土工格栅的模量很大,达到 67Gpa,作为刚度大的硬夹层应用在沥青罩面层中, 其作用是抑制应力,释放应变,同时作为沥青混凝土加筋材料,提高加铺层结构的抗拉和抗 剪能力,从而达到减少裂缝的目的。实践表明,一条改变了方向的水平裂缝的对应裂缝能量 可从其起点移动 0.6 米,1.5 米以上宽度的加筋材料有助于确保能量在裂缝两侧完全消散。 2、抗疲劳开裂 在旧水泥混凝土路面上的沥青加铺层,其主要作用是提高路面的使用功能,对承载作用 则贡献不大,加铺层下的刚性混凝土路面仍起关键的承载作用。而在旧沥青混凝土路面上进 行沥青罩面则不同,沥青加铺层将与旧沥青混凝土路面一起承载。因此,在沥青混凝土路面 上进行沥青罩面,除了会出现反射裂缝,同时还会因为荷载的长期作用而出现疲劳开裂。我 们对旧沥青混凝土路面上的沥青加铺层受荷情况做受力分析:由于沥青罩面层下为与沥青罩 面层同一性质的柔性面层,当受到荷载作用时,路表将发生弯沉。在直接与车轮接触的沥青 罩面层受到压力,在轮载边缘以外的区域,面层受到拉力作用,由于两处受力区域所受力性 质不同,而又彼此紧靠,因此在两块受力区域的交界处即力的突变处容易发生破坏。在长期 荷载的作用下,发生疲劳开裂。 玻纤土工格栅在沥青罩面层中,能够将上述的压应力与拉应力分散,在两块受力区域 之间形成缓冲带,在这里应力逐步变化而不是突变,减少了应力突变对沥青罩面层的破坏。 同时玻纤土工格栅的低延伸率减小了路面的弯沉量,保证了路面不会发生过渡变形。 3、耐高温车辙 沥青混凝土在高温时具有流变性,具体表现在:夏季沥青道路面层发软、发粘;在车 辆荷载作用下,受力区域产生凹陷,车辆荷载撤除后沥青面层无法完全恢复至受荷前的状况, 即产生了塑性变形;在车辆的反复碾压的作用下塑性变形不断积累,形成车辙。我们对沥青 面层结构进行分析后,可以知道由于高温下沥青混凝土具有流变性,而在受到荷载时,面层 中没有任何可以约束沥青混凝土中集料运动的机制,造成沥青面层的推移,这就是形成车辙 的主要原因。 在沥青罩面层中使用玻纤土工格栅,其在沥青面层中起到骨架作用。沥青混凝土中集 料贯穿于格栅间,形成复合力学嵌锁体系,限制集料运动,增加了沥青罩面层中的横向约束 力,沥青面层中各部分彼此牵制,防止了沥青面层的推移,从而起到抵抗车辙的作用。 4、抗低温收缩开裂 严寒地区的沥青道路,冬季面层温度接近于气温,在这样的温度条件下,沥青混凝土 遇冷收缩,产生拉应力。当拉应力超过沥青混凝土拉伸强度时,产生裂纹,在裂纹集中的地 方产生裂缝,形成病害。从裂纹的成因看,如何使沥青混凝土强度抵抗住拉应力是解决问题 的关键。 玻纤土工格栅在沥青罩面层中的应用,使得沥青混凝土的拉伸强度大大提高,可以抵 抗住较大的拉应力而不致发生破坏。另外,即使因为局部区域产生裂纹,使裂纹发生处的应 力过于集中,但经玻纤土工格栅的传递而逐渐消失,裂纹不再会发展成裂缝。在选用玻纤土 工格栅时,除其性能指标应符合上表规定之外,还应特别注意保证其幅宽不小于 1.5m,以 满足其作为控制反射裂缝夹层时有足够的横截面积来充分消散裂缝能量;同时,其网眼尺寸 宜为其上沥青面层材料最大粒径的 0.5~1.0 倍,这样有助于达到最佳剪切胶粘性,促进集料 嵌锁与限制。 土工格栅 (1)塑料土工格栅的性能 ①力学性能:由于在制造过程中,经过了定向拉伸,使聚合物分子沿拉伸方向定向排列, 加强了分子链间的联结力,大大提高了其抗拉强度,甚至比软钢强度还大,但延伸率却很小。 土石料在网格内互锁力增高,它们之间的摩擦系数也显著增大。 ②抗温度性能:由于拉伸作用,提高了其抗高温性能。 ③耐久性能:由于土工格栅中加人炭黑等老化材料,使它具备较好的耐酸、耐碱、耐腐 蚀、抗老化等性能。 ④施工性能:土工格栅是一种重量轻并具有一定柔性的塑料平面网材,易于现场裁剪和 连接(可用聚乙烯绳或连接棒连接),也可重叠搭接,并可在现场组装成所需的形状。由于土 工格栅在施工过程中折曲影响小,所以施工简单,不需要特殊的施工机械和专业技术人员。 塑料土工格栅是目前应用最广泛的一种格栅产品,分为单、双向格栅。在经挤压制出的聚合 物板材上冲孔,然后纵向(沿板材方向)拉伸便制成单向格栅;在此基础上,再在其长度垂直方 向拉伸便制成双向格栅。塑料土工格栅的规格品种较丰富,其基本性质如下: 塑料土工格栅是经过拉伸形成的具有方形或矩形的聚合物网材,按其制造时拉伸方向的不同 可为单向拉伸和双向拉伸两种。 它是在经挤压制出的聚合物板材(原料多为聚丙烯或高密度聚乙烯)上冲孔,然后在加 热条件下施行定向拉伸。 由于塑料土工格栅在制造中聚合物的高分子会随加热延伸过程而重新排列定向,加强 了分子链间的联结力,达到了提高其强度的目的。其延伸率只有原板材的10%~15%。 如果在土工格栅中加入炭黑等抗老化材料,可使其具有较好的耐酸、耐碱、耐腐蚀和抗老化 等耐久性能。塑料土工格栅、经编土工格栅和玻纤土工格栅虽然都属于格栅类产品,但它们 的生产工艺、制造原料及物理力学性质指标各不相同。 2.1 双向拉伸塑料土工格栅性能分析和种类 2)单向土工格栅 单向土工格栅在拉伸方向具有很高的强度(100kN/m)和拉伸模量,是一种较理想的加 筋材料。由于单向格栅在成型时只能轴向被拉伸,故只能在轴向受力。其工程性能表现在以 下方面: ①增强路基,有效分配载荷,增强土体受力性能,提高路基稳定性和承载力及使用寿 命。 ②约束路基侧向变形与路基材料流失造成的整体或局部变形,减少不均匀沉降,有效 防止路体的断裂。 ③适用于加筋挡土墙,可提高墙体稳定性。 ④适用于各种土质,无需异地取材,省工省时。 (3)双向土工格栅 双向土工格栅在纵向和横向上都具有较大的拉伸强度(能达到 30 kN/m),与单向格栅比, 双向都能受力。用于加筋时,能将力均匀分布于各个方向,整体性更好。变形率适当,适应 于填料土的变形要求。 经编格栅是近十几年才发展起来的,它是以高强度纤维或涤纶为原料,经衬纬双轴向经 编机织成双轴向经编网格,再经 PVC 浸溃涂层加工制成的一种土工格栅。双轴向经编网格 是经编土工格栅的骨架,它的性能很大程度上影响着经编格栅的性能。经编土工格栅具有优 良的工程性能:抗拉强度很高( 60 kN/m);延伸率较小(10%左右);抗撕裂强度大;纵横向强度 差异小、变形均匀;与土或碎石咬合力强;抗酸碱、耐腐蚀、耐老化;具有柔性、质轻和易施工 的特性。 土工格栅施工工艺流程:检测、清理下承层→人工铺设土工格栅→搭接、绑扎、固定 →摊铺上层路基土 →碾压→检测 土工格栅的作用是什么? 1.用于路基补强,使粒状填料与网格互相锁合在一起,形成稳定的平面,防止填料下陷,并 可将垂直载苛分散,地理条件恶劣地区可采用多层补强; 2. 铺于堤坝及路基填土中能增加它的稳定性,减少占地面积; 3. 用于路面补强,使网格与路面材料掺合在一起,可以有效地分散传递载荷,防止路面裂 纹; 4. 可承受一定冲击载荷; 5. 可承受较大的交变载荷; 6. 缩短工程建设周期; 7. 在恶劣环境条件下,也能施工; 8. 可防止翻浆造成的路面沉陷和裂纹; 9. 可减少路面材料用量; 10. 加快施工速度。 土工格栅是一种加筋材料,在土体工程中起加固增强作用,设计成网格状结构是为了不完全 隔离土层,土石之间产生咬合,增加土体的整体性和承受应力强度。高强纤维格栅具有塑料 格栅不可比拟的优点,塑料产品因其原料分子结构的先天局限和热挤压而成,强度远不及纤 维格栅,且门幅窄、柔性差、成卷短,增加施工搭接损耗。 高强纤维格栅选用原料分为: 玻璃纤维土工格栅 玻璃纤维土工格栅强度高、伸长低、耐高温。用在公路沥青摊铺层与二灰碎石层面,可给 路面增加补强,防止车辙疲劳、热冷缩和反射等裂纹,并能将路面承载应力分散,延长路面 使用寿命。 涤纶纤维土工格栅 涤纶纤维土工格栅强度极高,右“纤维软钢筋”之称,置在土地中充当拉力元件,约束土体 分散位移和不匀称沉降,提高土体的整体性和承力负荷。适用于加筋土挡墙、加筋土垫层、 加筋土斜坡、桥台填土、路堤膨胀土、软地基处理。 一.单向土工格栅 单向土工格栅是以聚丙烯,高密度聚乙烯为原料,经特别的挤压。拉伸制成,具有很 强的单向强度和耐久能力,对土石料有很高的侧限能力。主要适用于加筋挡墙,加筋陡 坡、桥台及公路、铁路、机场的加筋土结构。 施工要点: ◆设置基础,按设计的墙面系统进行施工,当选用预制钢筋混凝土墙面板时,一般 厚 12~15cm 支承在预制混凝土基础上。其宽度不大于 30cm,厚度不小于 20cm,埋深 不小于 60cm 应防止地基冻胀影响。 ◆平整墙基,按设计要求开挖。平整。软土需压实或换填压实到要求密度,应略超 出墙面范围。 ◆筋材铺设,筋材主强度方向应垂直于墙面,以销钉固定。 ◆墙体填土,借机械填土,车轮与筋材间的距离至少应保持 15cm。压实后一层土 厚约 20~15cm。 ◆墙面施工时,墙面处应包土工织物,防止填土漏失。 单向聚丙烯土工格栅性能参数 特性 单位 TGDG25 TGDG35 TGDG50 TGDG80 TGDG110 单位面积质量 g/m2 370±50 450±50 550±50 700±50 1100±50 卷宽 m 1.00+0.20 或 2.00+0.20 每延米拉伸屈服力≥ KN/m 25 35 50 80 110 屈服伸长率 ≤ % 12 2%伸长率时的拉伸力≥ KN/m 7 10 12 26 32 5%伸长率时的拉伸力≥ KN/m 14 20 28 48 64 单向拉伸土工格栅是一种以高分子聚合物为主要原料,加入一定的防紫外线、抗老化助剂, 经过单向拉伸使原来分布散乱的链形分子重新定向排列呈线性状态,经挤出压成薄板再冲规 则孔网,然后纵向拉伸而成的高强度土工材料。这种过程中使高分子成定向线性状态并形成 分布均匀、节点强度高的长椭圆形网状整体性结构。此种结构具有相当高的拉伸强度和拉伸 模量,抗拉强度达到 100-200Mpa,接近低碳钢的水平,大大优于传统的或现有的加筋材料, 特别是我公司此类产品更具有超国际水平的高早期(伸长率在 2%~5%)拉伸强度和拉伸模 量。给土壤提供了理想的力的承担和扩散的连锁系统。该产品拉伸强度大(>150Mpa),适 应各种土壤,是目前广为采用的加筋加固材料。 单向土工格栅用途: 1、 单向土工格栅用于加固软弱地基:土工格栅能迅速提高地基承载力,控制沉降量 的发展,对道路基层的侧限作用能有效地将荷载分布到更宽的底基层上,从而减少基层厚 度,降低工程造价,缩短工期,延长使用寿命。 2、 单向土工格栅用于加筋沥青或水泥路面:土工格栅铺设在沥青或水泥铺层底部,可 减少车辙深度,延长路面抗疲劳寿命,还可以减少沥青或水泥铺面厚度,以节约成本。 3、 单向土工格栅用于加固路堤坝迦坡及挡土墙:传统的路堤尤其是高路堤的填筑往往 需要超填且路肩边缘不易压实,从而导致后期边坡雨水浸袭,坍塌失稳的现象时有发生,同 时需用较缓的边坡,占地面积大,挡土墙也有同样的问题,采用土工格栅对路堤边坡或挡土 墙进行加固可减少二分一占地面积,延长使用寿命,降低造价 20~50%。 4、 单向土工格栅用于加固江河海堤:可做成石笼,再与格栅并用,防止堤坝被海水冲 刷造成塌陷,石笼具有渗透性,能减缓海浪冲击,延长堤坝寿命,节省人力物力,缩短工期。 5、 单向土工格栅用于处理垃圾掩埋场:土工格栅与其它土合成材料结合使用处理垃圾 掩埋场,可以有效地解决地基不均匀沉降、衍生气体排放等问题,且可最大限度地提高垃圾 掩埋场的存储能力。 6、 单向土工格栅的特殊用途:抗低温性。联谊公司的抗低温土工格栅,在-45℃~50℃ 反复冷热循环 200 次后,各项性能指标均满足要求,并已经过青藏铁路的考验,适用于北方 的少冰冻土、富冰冻土、高含冰量冻土不良地质。 双向土工格栅 产品主要应用与铁路、地铁、公路、电力、水利、水土保持、双向拉伸塑料土工格栅是 用高分子聚合物通过挤压、成板、冲孔过程后再纵向、横向拉伸而成。该材料在纵向和横向 上都具有很大的拉伸强度,这种结构在土壤中同样也能提供一个更为有效的力的承担和扩散 的理想的连锁系统,适应于大面积永久性承载的地基补强。 用途:双向拉伸塑料土工格栅适用于各种堤坝和路基补强、边坡防护、洞壁补强,大 型机场、停车场、码头货场等永久性承载的地基补强。