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1、边坡防护论文化工腐蚀与防护论文土工合成材料在路基边坡防护中的应用摘要：本文分析了路基边坡的病害类型、原因和边坡的侵蚀机理，对当前路基边坡问题进行调研，认识了解土工合成材料在路基防护中的发展，对土工合成材料在边坡防护工程中的应用技术进行研究，体现土工合成材料在路基边坡防护上发挥的重要作用。 关键词：边坡防护 边坡病害 侵蚀机理 土工合成材料 1 路基边坡防护发展现状 从20世纪80年代开始，我国的公路基础设施实现了跨越式的发展，取得了举世瞩目的成就。随着我国基础设施的大力发展，在公路、铁路等部门都涉及到大量的边坡问题，因此对边坡的正确认识、合理设计、适当治理、把边坡失稳造成的灾害降到最低限度意义
2、重大。 当前，我国高等级公路防护主要是沿袭过去普通公路的习惯，在高等级公路的边坡防护中大量采用浆砌片石护坡(护面墙)、拱型截水骨架等劳动密集型的边坡防护方式。这些防护方式由于材料简单，在过去技术落后的年代确实行之有效，并且如今也在发挥着它们的作用。但是，在很多高等级公路建设地区难以寻找优质的砌筑材料，而且大量的劳动力也使得些防护工程造价很高。在各行各业都在向着技术密集型转化的今天，边坡的防护措施也应该多采用新的技术。目前，土工合成材料发展很快，应用范围不断扩大，工艺水平日新月异，使得新产品常常成为展览品。各种土工合成材料，包括土工薄膜、土工织物、土工栅条、土工网格、土工模袋，在填土衬垫、陡坡和
3、竖直挡土墙的加固、排水系统、软土路基、侵蚀控制、堤防和大坝等方面补充或替代了传统的设计。 2 路基边坡病害分析及防护设计原则 2.1 边坡破坏产生的危害边坡破坏带来系列的工程问题和环境问题，严重的中断交通，甚至造成人员伤亡，给国家和人民的利益带来巨大的损失。边坡的浅层破坏造成边坡落石，还危及行车安全，导致人员伤亡事故有时发生。边坡深层破坏带来的后果更加严重。除在公路建设和养护期间需要花费大量的人力和财力进行处治外，还往往中断交通。处治后发生病害的边坡在进行处治时，技术和施工难度增加。路堤边坡破坏往往导致路面断板、开裂，这种现象较为普遍，严重的情况是出现路堤整体滑动和中断交通，除给公路运营管理部
4、门带来直接的经济损失外，还给用路者带来难以估量的间接损失。公路路基边坡面广、量多、涉及面广、影响面大，其稳定问题解决不好，是阻碍山区高等级公路进一步发展的主要因素之一。 2.2 路基边坡病害的原因分析 2.2.1 气候因素 气候因素有气温、降水、风速、风向、最大冻土深度等。在大面积裸露的土质或风化岩质坡面上，由于温差对地表的影响，加上雨水直接冲刷坡面，极易风化剥落，导致堑坡水土大量流失，或坡面产生裂缝，发生浅层溜方。 2.2.2 水文和水文地质因素 水文因素如地表水的排泄，河流常水位、洪水位，有无地表积水和积水时间长短，河岸淤积情况；水文地质因素有地下水埋深、移动规律，有无层间水、裂隙水、泉水
5、等。 2.2.3 地质因素 沿线地质因素，如岩石的种类、成因、节理、风化程度和裂隙情况，岩石走向、倾向、倾角、层理和岩层厚度，有无夹层或遇水软化的夹层，以及有无断层或其它不良地质现象。 2.2.4 土质因素 土是建筑路基及边坡的基本材料，不同的土类具有不同的工程性质。砂粒土的强度构成以内摩擦力为主，强度高，受水的影响小；粘性土的强度形成以粘聚力为主，强度随密实程度的不同变化较大，并随湿度的增大而降低；粉土类土毛细现象强烈，强度和承载力随着毛细水上升和湿度的增大而下降。对于黄土质砂粘土或其它粘土质土，因其透水性弱、崩解性强、经雨水浸泡后土体表层含水量达到和状态时，易使边坡失稳而溜方；若路堤填料不
6、合格，又没有进行土质改良，将导致边坡结构层断裂破坏。 2.2.5 人为因素 地质勘察不准确、边坡设计不合理、施工方法不当等都会造成边坡不稳定。 2.3 边坡防护设计原则 根据当地气候特征选择适宜的植被防护。对于黄土土质采取土工格室技术护坡。结合岩石地质条件采用水泥砂浆喷盖技术。防护设计的优化在具体设计中，应考虑节约土地资源、尽量减少路基的占地面积，或根据沿线不同的地形地貌，对防护类型进行合理选择和灵活组合。 综合防护应遵循“实用、经济、美观”的指导思想，明确“为行车服务”的目的，在实用、经济的前提下，力求边坡三季有花，四季常绿。 3 土工合成材料在路基边坡防护中的应用 3.1 土工合成材料的种
7、类 土工合成材料大体可以分为土工织物、土工膜、特种土工合成材料和复合型土工合成材料四大类，每类材料又都有各自的相关产品。 3.1.1 土工织物是采用编织技术生产的透水性土工合成材料，他的特点是重量轻、整体连续性好。可作成较大面积的整体，长度可达数百米。并且施工简便、抗拉强度高、耐腐蚀和微生物侵蚀性好。 3.1.2 土工膜是一种不透水的土工合成材料，可分为沥青土工膜和聚合物土工膜两类。土工膜的主要特点是透水性极低，其工程特性随类别、制作方法、产品类型的不同而发生很大的变化。土工膜还有很好的弹性和应变能力、良好的耐老化能力，尤其适用于水下工程。 3.1.3 土工格栅、土工网、土工模袋、土工垫和土工
8、室以及轻型土工合成材料统称为土工合成材料。土工格栅是经过拉伸工艺形成的具有方形或矩形格栅的聚合物板材，主要用作加筋材料。土工网是合成料条带编织或合成树脂压制成的具有较大孔眼、刚度较大的网状合成材料，是主要的加筋材料。土工模袋是一种双层聚合物化纤织物制成的袋状材料，他可以代替模板成型混凝土或砂浆。土工垫和土工室是合成材料特制的三维结构，前者多为透水聚合物网垫，后者多为蜂窝状或网状三维结构，主要用于护坡或植草绿化。 3.1.4 复合型土工合成材料 复合土工膜：土工膜一土工织物组合，称为复合土工膜，主要用于防渗、加筋和增加与土面之间摩阻力的作用。土工复合排水材料：土工复合排水材料是以无纺土工织物和土
9、工网或不同形状合成材料芯材组成的土工应用的排水材料，常用的入塑料排水板，用于软土地基处理，可加速排水固结。 3.2 土工合成材料在边坡防护中的应用 近年来，随着高速公路的发展，边坡的防护问题越来越得到人们的重视，如何有效地解决岩质边坡、高陡边坡的防护问题，提高边坡的整体和局部的稳定性，同时降低造价，创造一个绿意浓郁的边坡生态环境，改善高速公路景观，保持水土，是边坡工程的发展方向。下面就土工格室、土工织物、土工膜袋在边坡中使用进行详细介绍。 3.2.1 土工格室 塑料土工格室是由高分子聚合物片材经高温、高压强力焊接而成的一种三维网状结构，使用前可以紧密地叠合在一起，以便运输，使用时拉开成网状结构
10、，填入砂子、碎石及泥土等松散物材料形成一种组合结构材料体，可以获得较高的承载能力，并具有很强的抗冲蚀能力。 土工格室应用于边坡防护时，展开后的格室壁形成一层层挡墙，可以大大缓解水流流速，避免坡面径流的形成。格室内可以填充种植土，上面可以种植灌木和种草，在原始坡面无法恢复植被的情况下，同样可以获得理想的绿化效果，具有不可估量的环保价值。另外土工格室具有较高的整体性和一定的柔韧性，大大弥补了片石骨架防护具有的松动、塌陷、架空等缺陷。土工格室是由直径12mm螺蚊钢筋制作而成的带钩钉子(钉子的长度大于50cm)固定于路基边坡上，可以铺设于土质边坡，亦可以铺设于石质边坡上。 3.2.2 土工织物临时护坡
11、 京沪高速公路沿海段由于长期处于风浪侵袭的恶劣环境之中，路基不仅填筑困难，而且边坡土方损失严重。路基填筑完工后，若遇有5级风天气，浪高达0.5m，风浪侵袭土方损失速度可高达1.0m/d。沧州地区原本砂石贫乏，路基填料以土为主，而盐汪子路段一片汪洋，无土可取，所用土方均须远购(平均单价高达1520元/m3)。于是，路基边坡永久性防护工程实施之前需要采用土工织物(聚丙烯织物，俗称“蛇皮布”)临时护坡，具体做法如下：夯实路基边坡因风浪作用而形成的浪窝，并按坡比要求修整边坡。根据填土高度，确定“蛇皮布”长度，选用长度大于2.0m的杂木杆子，用“蛇皮布”下端裹绕杂木杆子后缝合。用挖掘机在路基坡脚处水下挖
12、沟、清淤。将砖、石等重物捆绑于裹绕“蛇皮布”杂木杆子之上，顺路置放沉入沟底。借挖掘机长臂将裹绕“蛇皮布”的杂木杆子压入沟低泥土中，然后填土压牢。“蛇皮布”上端于路基顶边缘处弯折覆盖路基顶面，其宽度不小于1.0m，并距“蛇皮布”边缘10cm处用长度不小于30cm的木桩固定，然后覆盖宽度不小于1.5m、厚度不小于30cm的素土并夯实。 3.2.3 土工膜袋混凝土护坡 路基边坡防护工程原设计为浆砌片石，由于盐汪子平均水深1.5m，淤泥深0.50.8m，护坡坡脚基坑开挖，采用“围堰法”但需要大量的远购土，并且工期太长，事后清除任务繁重，砌筑质量难以保证，工程造价高。经反复技术经济论证采用了“土工模袋”
13、新技术，浇注混凝土护坡，取得了理想的效果。所谓“土工模袋混凝土护坡”用丙纶机织布，缝制成袋状物称“充填单元”，以此代替模板平铺于路基边坡，将混凝土充填于袋内，待混凝土达到设计强度后就形成了土工模袋混凝土护坡。 4 土工合成材料的发展前景 土工合成材料有诸多功能，又有重量轻，体积小，强度高，耐腐蚀等特点，尤其是缺砂少石的地区更有其用武之地。但土工合成材料毕竟是一门非常年轻的新技术，对其生产、试验、设计、施工工艺等在世界范围内还没有完全统一，很多人对这种新型建筑材料还不甚了解，但土工合成材料毕竟是富有生命力的新生事物，况且世界对土工合成材料的研究与应用已达相当高的水平，我想在不远的将来，其效能一定能蓬勃发展，为社会主义工程建设作出重大贡献。 参考文献： 1杨航宇，朱赞凌，罗志聪.公路边坡防护与治理，人民交通出版社. 2王道雄.土工合成材料在公路工程中的应用.人民交通出版社.
