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1、,路基工程,第八章 土工合成材料在路基工程中的应用,路基工程,TB10118-2006 铁路路基土工合成材料应用设计规范,第八章土工合成材料在路基工程中的应用,2,8.1.0基本概念 1、土工合成材料 岩土工程应用的合成材料产品的总称 2、国内土工合成原材料特性 3、国际土工合成材料协会,8.1土工合成材料简介,国际分类,8.1.1土工合成材料种类,1、土工织物 以聚合物纤维为原料制成的具有渗透性的布状土工合成材料 织造土工织物： 由纤维纱或长丝按一定方向排列机织的土工织物 非织造土工织物 由短纤维或长丝按随机或定向排列制成的薄絮垫，经机械结合、热粘或化粘而成的土工织物,国内分类,2、土工膜
2、由聚合物或沥青制成的一种相对不透水薄膜 复合土工膜 用土工织物或其他材料与土工膜结合而成的不透水材料，根据主要功能的不同，复合土工膜可分为横向排水型和加筋型两种,国内分类,3、复合土工合成材料 由两种或两种以上土工织物、土工膜或其他材料复合制成的土工合成材料 复合土工排水材料 以土工织物包裹不同形状和材料的芯材制成的土工排水材料 复合土工膜,国内分类,4、特种土工合成材料 经过特殊工艺制成的具有特种用途的土工合成材料 土工格栅 塑料土工格栅：用高密度聚乙烯等聚合物经挤压加工再进行拉伸制成的格栅状土工合成材料 经编土工格栅：采用高强度涤纶或玻璃纤维原料，双轴向技术编织，经聚氯乙烯或改性沥青涂层整
3、理生产的土工格栅产品,国内分类,4、特种土工合成材料 土工模袋 由双层土工织物制成的连续(或单独的)袋状材料，其中灌注混凝土或砂浆凝结成板状或其他形状的结构 土工网 经挤压或热粘而成的平面网状土工合成材料,国内分类,4、特种土工合成材料 土工格室 由土工合成材料片焊接或组装成的具蜂窝状结构的三维土工合成材料制品。 土工网垫 由丝条状合成材料经过一定的工艺处理，并在结点上相互熔合而成的孔隙很大的三维网状土工合成材料,国内分类,4、特种土工合成材料 聚苯乙烯泡沫塑料 由聚苯乙烯加人发泡剂膨化经模塑或挤压制成的轻型土工材料,国内分类,4、特种土工合成材料 其他 立体植被护坡网: 一种类似于棱型格室状
4、的植草土工网，以塑料丝纺织加工制成 软式透水管:高强度圈状支撑体外包土工织物及强力合成纤维外覆层制成的管状排水材料。 复合拉筋带: 经挤压拉伸再加筋制成的条带抗拉材料,国内分类,1、一般应用 铁路路基工程土工合成材料主要应用于防渗、隔离、加筋、反滤、排水、防护和保温等 土工合成材料的功能和技术性能必须与其使用要求和应用条件相一致 “应用条件”是指环境条件、工程地质条件和水文地质条件等,8.1.2土工合成材料在路基工程中的应用,基础加固与处理 路基防护 坡面防护、冲刷防护、风沙防护、严寒防护 路基排水 加筋土工程 加筋土路堤、加筋土挡墙 地基处理,2、铁路应用,见P176-177页,3、铁路路基
5、工程具体应用,一般设计规定 P177页,8.2土工合成材料加筋技术,1、结构型式 路堤边坡加筋补强结构形式,8.2.1加筋土路堤,外边回折的加筋土路堤,1、结构型式,填土界面加筋结构形式,1、结构型式,P178-179页,2技术要求,P178-179页,3施工要点,P178-179页,2技术要求及施工要点,见第6章,8.2.2加筋土挡墙,8.2.3地基处理,土工合成材料可用于软土、松软土、盐渍土等地基的加筋补强、加速排水固结及毛细水隔断。地基加筋补强宜选用强度较高、延仲率较小的土工格栅、土工织物或土工格室，加速地基排水固结宜选用塑料排水带或袋装砂并，毛细水隔断宜采用复合土工膜。,一般规定,采用
6、土工合成材料处理软土地基的措施，应根据地基情况、路堤高度及稳定、工后沉降、工期等要求确定。 当盐渍土地区路堤高度小于不发生次生盐溃化的路堤最小高度，且难以采用降低地下水位等措施时，可设置复合土工膜毛细水隔断层。,一般规定,软土地基加筋补强施工 软土地基排水带排水固结法施工 软土地基袋装砂井排水固结法施工 盐渍土路基土工膜隔断层的施工,施工要点,1、一般规定,8.2.4基床加固与处理,2、设计技术,3、施工要点,一般规定 土工合成材料可作为反滤层、隔水防渗层、排水管等材料用于截排路基或支挡防护建筑物的地表水和地下水 土工合成材料品种及规格应结合截排水目的及水源、结构物的特点选择，可单独使用，也可
7、与其他材料配合使用,8.3土工合成材料排水技术,一般规定 反滤材料宜选用无纺土工织物，隔水防渗材料宜选用土工膜或复合土工膜，排水管可选用带孔塑料管或软式透水管。 反滤材料应具有保土性、透水性和防淤堵性。,8.3土工合成材料排水技术,1、土工织物或土工织物与砂砾石作为反滤材料 适用范围 反滤材料的保土性 反滤材料的透水性 反滤材料的防淤堵性,8.3.1排水设计,2、土工织物作为防渗材料 适用范围 反滤材料的保土性 反滤材料的透水性 反滤材料的防淤堵性,8.3.1排水设计,3、具体排水设计技术要求 引排路堑边坡或滑坡体内的地下水，宜在仰斜泄水钻孔中插人软式透水管或塑料渗水管。泄水孔位布置、直径及长
8、度应根据含水层水文地质情况确定，仰斜角度宜为10一15，困难时不应小于5,8.3.1排水设计,3、具体排水设计技术要求 地下水发育地段的路堑挡土墙，可沿墙背斜向平行设置多条软式透水管或塑料渗水管，倾斜角度宜为45，并与沿墙底纵向设置的较大管径渗水管连接。斜向渗水管的管径及布设应根据地下水发育情况确定，管间距宜为2一3 m,管径宜为5-lOcm;纵向渗水管管径宜为8-20cm,8.3.1排水设计,3、具体排水设计技术要求 塑料渗水管管径、渗水孔的大小及布置，应根据管材种类、渗水及排水的要求和被保护土质情况确定。塑料渗水管外宜用土工织物包裹作为反滤层。 软式透水管、塑料渗水管和土工织物包裹砂石料渗
9、沟的排水量及渗水量计算，可按有关规范、规定执行,8.3.1排水设计,1作反滤层的土工织物宜采用耐腐蚀、抗老化的无纺土工织物，且应满足保土、透水、防淤堵设计准则，刺破强度和撕裂强度不应小于400N , CBR顶破强度不应小于1.5 kN; 2作为隔水防渗材料的土工膜和复合土工膜，膜厚不应小于0.3mrn，渗透系数不应大于10-11cm/s, CBR顶破强度不应小于2.5 kN，在严寒地区还应具有抗冻性; 3塑料渗水管材应质量轻、耐化学腐蚀，使用寿命长，可在-25 - 60条件下使用，有良好的透水、渗滤、纵向排水性能，并具有较高抗拉、抗压强度和环形刚度。,8.3.2土工合成材料技术性能要求,8.3
10、.3施工要点,一般规定 路基边坡应采用土工合成材料与其他工程材料、工程措施相结合的综合防护措施。 土工网垫、立体植被护坡网、土工网可用于适宜植物生长的土质边坡防护。 土工合成材料石笼或沉枕、土工模袋等冲刷防护类型可与土、石、混凝土等结合，覆盖于坡面或河底，构成抗冲刷护坡。 土工合成材料可用于风沙地区路基边坡防护。,8.4土工合成材料防护技术,路堑边坡 土质、风化岩、易风化软岩和坡面有地下水渗出 路堤边坡 坡面易受雨水冲刷 防护措施 立体植被护坡网、土工网垫、土工网等结合种植植物、植生带等绿色防护措施。,8.4.1坡面防护,土工合成材料技术性能要求: 暴露状态下使用寿命不应少于5年 土工网垫水土
11、保持能力系数不应小于5 , 30min时回弹恢复率不应低于80%，极限抗拉强度不应低于0.8kN/m; 立体植被护坡网极限抗拉强度不应低于0.8kN/m,8.4.1坡面防护,1、适用条件,8.4.2冲刷防护,1、土工合成材料石笼和沉枕冲刷防护工程设计 石笼和沉枕应具有足够大的体积和质量，其尺寸应通过稳定性计算确定;稳定性计算一般应校核抗滑稳定、抗浮稳定和水流作用下的稳定性。,2冲刷防护设计原则,1、土工合成材料石笼和沉枕冲刷防护工程设计 制作沉枕的管袋材料宜采用机织型土工织物，其经纬向断裂强度不应小于12kN/m 防护范围内的上、下端宜设锚固措施。 土工格栅或土工网石笼内应选用卵石、块石充填，
12、块径应大于网孔尺寸,2冲刷防护设计原则,2、土工模袋冲刷防护工程设计 模袋应铺放在稳定的边坡上，必要时应进行边坡稳定性分析，检算其稳定性，一般情况下模袋护坡坡度不得陡于1:1.5 模袋设计应根据工程条件选用混凝土或砂浆模袋，并进行模袋混凝土护坡厚度计算、稳定性检算和排渗核算,2冲刷防护设计原则,2、土工模袋冲刷防护工程设计 模袋护坡厚度可分别按抗弯曲应力、抗浮动、抗冰推力进行计算，取其大值;一般竣工后的砂浆模袋护坡平均厚度不应小于10cm，混凝土模袋护坡平均厚度不应小于15cm 土工模袋应具有一定的抗拉强度和耐老化能力，应承受0.2MPa以上的压力,2冲刷防护设计原则,风沙地区路基本体防护设计
13、规定 粉砂、细砂填筑的路堤边坡及粉细砂地层路堑边坡，可选用立体植被护坡网、土工网、土工网垫等作为风蚀防护层; P187页图,8.4.3风沙防护,风沙地区路基本体防护设计规定 沙层含水量大于2%的风沙区，应采用土工网与植物防护相结合的措施 路基两侧防沙工程设计 采取固沙与阻沙相结合的防沙措施 固沙措施：采用立体植被护坡网、土工网、土工网垫、土工格栅等覆盖于沙面或沙地上固定浮沙 阻沙措施：采用方格状土工网沙障或高立式土工合成材料防沙网沙障,8.4.3风沙防护,土工合成材料的技术性能应符合规范规定 严寒地区路堑的边坡、堑顶、路基面以下和路堤地基需保温处理时，宜采用复合土工膜、聚苯乙烯泡沫塑料或聚胺醋保温材料等作为保护层。,8.4.4严寒地区防护,严寒地区挡土墙可采用土工合成材料在墙背设置保温层，并应符合下列规定: 可采用聚苯乙烯泡沫塑料或聚胺酯，材料应具有一定的强度、低导热系数、低吸水率 保温层的厚度应通过计算确定，B级及以下的铁路工程，可取当地标准冻结深度的1/I0-1/15，并不应小于50mm 保温板可单向、双向或三向设置;单向可设置于墙背面，双向可设置于墙背面和墙顶地面，三向可设置于墙背面、墙顶地面和垂直于墙轴的两端,8.4.4严寒地区防护,土工合成材料防护工程施工 土工合成材料石笼及沉枕冲刷防护工程施工 土工模袋冲刷防护工程施工 严寒地区土工合成材料施工,8.4.5施工要点,
