土工格栅在潍九路拓宽改建施工中的应用

滕常青

摘要：土工栅格是一种主要的土工合成材料，本文论述了土工格栅的特性、工作机理及其作用，并结合潍九路拓宽改建施工，介绍了钢塑土工格栅的铺设方案、施工方法及注意事项。
关键词：土工格栅公路拓宽改建应用
中图分类号： TU41 文献标识码：A 文章编号：

Abstract: soil grid is a major geosynthetic materials, this paper discusses the characteristics of the grille, working mechanism and function, and combined with nine road together to broaden rebuilt construction, this paper introduces the laid of steel model geogrid scheme, construction method and the matters needing attention.
Keywords: grille highway broaden rebuilt applications

0 引言
近年来，土工格栅在公路施工中得到广泛的的应用，尤其在旧路拓宽改建时，由于新旧路基施工时间不同，加之作业面狭窄，压实困难，从而导致路基产生不均匀沉降，路面出现纵向裂缝，严重影响着工程质量，给公路后期运营和养护带来了很大困难。而通过铺设土工格栅，利用其加筋功能，可以分散路基土体内的应力，提高地基承载力，防止或延缓路面反射裂缝，提高路面结构的整体性。本文结合潍九路潍坊至临朐段改建工程施工，介绍了钢塑土工格栅的铺设方案、施工方法及注意事项。
1 工程概况
潍九路位于山东省潍坊境内，是潍坊通往临朐的干线公路，路线全长41.4公里，原路基宽18米，路面宽16米，按一级公路标准进行改建，改建后路基宽24.5米，路面宽23米。施工时对大路分路段进行了全翻处理，但昌乐潍城界至徐将军村段（K17+950～K20+000），由于老路路况较好，路面测量弯沉值较小，为节约工程投资，决定对该路段老路进行利用，路基两侧加宽，对旧路面进行挖补处理后，全幅做2*18cm二灰稳定碎石基层及(6+4)cm沥青混凝土面层。
2 土工格栅的特性、工作机理及其作用
土工格栅是一种高强度的土工合成材料，可分为塑料土工格栅、钢塑土工格栅、玻璃纤维土工格栅和玻纤聚酯土工格栅四大类，其中钢塑土工格栅是以高强钢丝，经特殊处理，与聚乙烯或聚丙烯，并添加其他辅助剂，通过挤压形成高强抗拉条带后，经纵、横按一定间距编制或夹合排列，采用特殊强化粘接的熔焊技术焊接其交接点后形成的加筋土工格栅。
（1）钢塑土工格栅的特性：
　　①钢塑复合格栅的拉力由经纬编织的高强钢丝承担，在低应变能力下产生极高的抗拉模量，纵横向肋条协同作用，能有效的提高加筋承载面的嵌锁、咬合作用、极大程度的增强地基的承载力、有效的约束土体的侧向位移，增强地基稳固性能。
　　②钢塑复合格栅的纵横向肋条的钢丝经纬编织成网，外包裹层一次成型，钢丝与外包裹层能协调作用，破坏伸长率很低（不大于3%）。钢塑复合土工格栅的主要受力单元为钢丝，蠕变量极低。
　　③通过生产过程中塑料表面的处理，压制有粗糙的花纹，可以增强格栅表面的粗糙程度，提高钢塑复合土工格栅与土体的摩擦系数。
　　④钢塑复合格栅的孔眼均匀，强度高，承载力强，能够实现高效、经济的加筋效果。
　　⑤钢塑复合格栅采用的高密度聚乙烯可以确保在常温下不受侵蚀；同时，聚乙烯的高分子性能也足以抵抗紫外线辐射所造成的老化，被广泛应用于公路软土地基加固、挡墙和路面抗裂工程领域。
（2）土工格栅的工作机理及其作用：
　　土工格栅加固路基的机理在于格栅与土的相互作用，这种相互作用主要表现为土粒与格栅之间的摩擦作用、嵌锁作用和被动阻抗作用，这三种作用能充分约束土颗粒的侧向位移，从而大大增加路基整体稳定性。在旧路拓宽过程中采用土工格栅，可以减少新旧路基的沉降差和不均匀沉降，从而减小后期路面纵向裂缝，其作用主要有以下方面：
①提高地基的承载力。通过土工格栅将其上部填料的垂直变形向水平方向扩散，使其上部填料的抗剪切变形能力得到充分的发挥，地基的承载力大大提高。
②增加路基的稳定性。由于土工格栅的抗拉强度高，不容易断裂，格栅节点及肋条形态结构合理，它的存在可以明显增加路基的整体稳定性。
③减少路基的不均匀沉降。当土工格栅受到上部路堤荷载作用时，土与格栅间要发生相对位移，并在界面上产生摩擦力，从而增加了对土横向变形的限制，土所受到的剪应力也必然减小，因此提高了整个土体的抗剪强度，减少了由土体侧向变形引起的瞬时沉降，同时也减少了整个路基的不均匀沉降。
3 土工格栅的铺设方案
研究试验证明，新拓宽段路基相比老路基有较大的沉降量，从而导致路面纵向裂缝，同时，由于结合部位处理不好，强度不足，也是导致纵缝的重要原因。为加强顶部新老路基的结合程度，减小和延缓路面开裂，可以在路基顶部铺设土工格栅。潍九路工程采用在路床顶部铺设两层钢塑土工格栅的方案，第一层设在12%石灰土底基层底部，第二层设在12%石灰土顶部。每层宽度为1米，以新旧路基结合部位为中心线，沿路线方向两侧对称铺设，具体铺设方案如下图所示：

4 土工格栅的施工方法及注意事项
（1）施工准备
将原路基边坡清除30cm表土后，从老路边缘按1：1坡度进行削坡，然后开挖台阶。第一级台阶从旧路沥青路面边缘开始开挖，以后每级台阶伸入削坡后路基边坡80cm，每级台阶高80cm，台阶底面做成向路中心鮙倾斜3%的横坡。
(2)路基处治
路基施工时逐层回填压实，在回填至6%石灰土补强层底部时，对路基进行强夯处理，夯实标准以平均沉降量在5厘米之内为止。夯实完毕，对路基进行整平、压实。然后对路槽顶部60cm分别采用6%、8%、10%三层石灰土进行补强处理。
(3)土工格栅铺设
路槽形成后，经验收质量合格，开始进行路面施工。施工前，先对旧路进行切边处理，切除原沥青路面外侧50cm范围内上基层及沥青面层，保留底基层，然后备土进行石灰土底基层施工。在灰土路拌完成后，将内侧1.5米范围内灰土翻到外侧，清理干净底部后进行第一层土工格栅铺筑。然后把外侧翻拌均匀的灰土回填、整平、压实、洒水养生，再进行第二层土工格栅的铺设和新路面结构基层、面层铺筑。
(4)注意事项
土工格栅的铺设面应较为平整，格栅铺设时应人工拉紧，不允许出现褶皱和扭曲。土工格栅的搭接宽度应不小于20cm，搭接部分采用聚乙烯塑料绳呈“之”字形绑扎，用U形钉把土工格栅锚固紧。施工车辆、机械应避免行驶或停放在已铺好的土工格栅上，以免产生推移和破坏，影响施工质量。
旧沥青路面外侧切边时要求切缝顺直，以利于压路机碾压，用小挖掘机挖除切割后的旧路面结构，人工配合风镐将切面修理整齐。灰土回填时应注意控制含水量，防止翻拌施工时水分流失过大，及时补充洒水。
5 结语
潍九路于2011年5月份完成，经过近一年来的通车运营，效果良好。说明在旧路改建过程中，使用土工格栅可以提高路基路面承载力、防止路面裂缝、延长路面使用寿命，保证道路交通安全，可以大大降低工程造价及今后的维护费用，其作用和意义是重大的，相信在未来的公路建设中，土工格栅将得到更加广泛的应用。

参考文献：
[1]JTG F10-2006 公路路基施工技术规范
[2]李阳土工格栅在路基加宽中的重要作用辽宁省交通高等专科学校学报，2009，6。
[3]黄洪锋土工格栅处理新旧路交接的方法现代企业文化 2009，30。
[4]孙向前土工格栅在道路拓宽改造中的应用山西交通科技 2004，2。