土工合成材料在路基工程中的应用

1、1 路基工程 第八章第八章 土工合成材料在路基工程中的应用土工合成材料在路基工程中的应用 路基工程路基工程 2 TB10118-2006 TB10118-2006 铁路路基土工合成材料应用设计铁路路基土工合成材料应用设计 规范规范 第八章第八章土工合成材料在路基工程土工合成材料在路基工程 中的应用中的应用 2 3 8.1.08.1.0基本概念基本概念 1 1、土工合成材料、土工合成材料 u岩土工程应用的合成材料产品的总称岩土工程应用的合成材料产品的总称 2 2、国内土工合成原材料特性、国内土工合成原材料特性 3 3、国际土工合成材料协会、国际土工合成材料协会 8.18.1土工合成材料简介土工合

2、成材料简介 4 国际分类国际分类 8.1.18.1.1土工合成材料种类土工合成材料种类 5 1 1、土工织物、土工织物 以聚合物纤维为原料制成的具有渗透性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的布状土工合成材料 织造土工织物：织造土工织物： u由纤维纱或长丝按一定方向排列机织的土工由纤维纱或长丝按一定方向排列机织的土工 织物织物 非织造土工织物非织造土工织物 u由短纤维或长丝按随机或定向排列制成的薄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絮垫，经机械结合、热粘或化粘而成的土工 织物织物 国内国内分类分类 6 2 2、土工膜、土工膜 由聚合物

3、或沥青制成的一种相对不透水由聚合物或沥青制成的一种相对不透水 薄膜薄膜 复合土工膜复合土工膜 u用土工织物或其他材料与土工膜结合而成的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工膜可分为横向排水型和加筋型两种 国内国内分类分类 7 3 3、复合土工合成材料、复合土工合成材料 由两种或两种以上土工织物、土工膜或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其他材料复合制成的土工合成材料 复合土工排水材料复合土工排水材料 u以土工织物包裹不同形状和材料的芯材制成以土工织物

4、包裹不同形状和材料的芯材制成 的土工排水材料的土工排水材料 复合土工膜复合土工膜 国内国内分类分类 8 4 4、特种土工合成材料、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经过特殊工艺制成的具有特种用途的土 工合成材料工合成材料 土工格栅土工格栅 u塑料土工格栅：用高密度聚乙烯等聚合物经塑料土工格栅：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挤压加工再进行拉伸制成的格栅状土工合成 材料材料 u经编土工格栅：采用高强度涤纶或玻璃纤维经编土工格栅：采用高强度涤纶或玻璃纤维 原料，双轴向技术编织，经聚氯乙烯或改性原料，双轴向技术编织，经聚氯乙烯或改性 沥青涂层整理生产

5、的土工格栅产品沥青涂层整理生产的土工格栅产品 国内国内分类分类 9 4 4、特种土工合成材料、特种土工合成材料 土工模袋土工模袋 u由双层土工织物制成的连续由双层土工织物制成的连续( (或单独的或单独的) )袋状袋状 材料，其中灌注混凝土或砂浆凝结成板状或材料，其中灌注混凝土或砂浆凝结成板状或 其他形状的结构其他形状的结构 土工网土工网 u经挤压或热粘而成的平面网状土工合成材料经挤压或热粘而成的平面网状土工合成材料 国内国内分类分类 10 4 4、特种土工合成材料、特种土工合成材料 土工格室土工格室 u由土工合成材料片焊接或组装成的具蜂窝状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

6、合成材料制品。结构的三维土工合成材料制品。 土工网垫土工网垫 u由丝条状合成材料经过一定的工艺处理，并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 状土工合成材料状土工合成材料 国内国内分类分类 11 4 4、特种土工合成材料、特种土工合成材料 聚苯乙烯泡沫塑料聚苯乙烯泡沫塑料 u由聚苯乙烯加人发泡剂膨化经模塑或挤压制由聚苯乙烯加人发泡剂膨化经模塑或挤压制 成的轻型土工材料成的轻型土工材料 国内国内分类分类 12 4 4、特种土工合成材料、特种土工合成材料 其他其他 u立体植被护坡网立体植被护坡网: : 一种类似于棱型格室

7、状的一种类似于棱型格室状的 植草土工网，以塑料丝纺织加工制成植草土工网，以塑料丝纺织加工制成 u软式透水管软式透水管: :高强度圈状支撑体外包土工织物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。及强力合成纤维外覆层制成的管状排水材料。 u复合拉筋带复合拉筋带: : 经挤压拉伸再加筋制成的条带经挤压拉伸再加筋制成的条带 抗拉材料抗拉材料 国内国内分类分类 13 1 1、一般应用、一般应用 铁路路基工程土工合成材料主要应用于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、防护防渗、隔离、加筋、反滤、排水、防护 和保温等和保温等 土工合成材料的功能和技术性

8、能必须与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其使用要求和应用条件相一致 “应用条件应用条件”是指环境条件、工程地质是指环境条件、工程地质 条件和水文地质条件等条件和水文地质条件等 8.1.28.1.2土工合成材料在路基工程中土工合成材料在路基工程中 的的应用应用 14 基础加固与处理基础加固与处理 路基防护路基防护 u坡面防护、冲刷防护、风沙防护、严寒防护坡面防护、冲刷防护、风沙防护、严寒防护 路基排水路基排水 加筋土工程加筋土工程 u加筋土路堤、加筋土挡墙加筋土路堤、加筋土挡墙 地基处理地基处理 2 2、铁路、铁路应用应用 15 见见P176-177P176-177

9、页页 3 3、铁路路基工程具体、铁路路基工程具体应用应用 16 一般设计规定一般设计规定 P177P177页页 8.28.2土工合成材料加筋技术土工合成材料加筋技术 17 1 1、结构型式、结构型式 路堤边坡加筋补强结构形式路堤边坡加筋补强结构形式 8.2.18.2.1加筋土路堤加筋土路堤 18 外边回折的加筋土路堤外边回折的加筋土路堤 1 1、结构型、结构型式式 19 填土界面加筋结构形式填土界面加筋结构形式 1 1、结构型式、结构型式 20 P178-179P178-179页页 2 2技术要求技术要求 21 P178-179P178-179页页 3 3施工要点施工要点 22 P178-17

10、9P178-179页页 2 2技术要求及施工要点技术要求及施工要点 23 见第见第6 6章章 8.2.28.2.2加筋土挡墙加筋土挡墙 24 8.2.38.2.3地基处理地基处理 25 土工合成材料可用于软土、松软土、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，毛细水宜选用塑料排水带或袋装砂并，毛细水

11、 隔断宜采用复合土工膜。隔断宜采用复合土工膜。 一般一般规定规定 26 采用土工合成材料处理软土地基的措采用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。、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，可设置复合土降低地下水位等措施时，可设置复合土 工膜毛细水隔断层。工膜毛细水隔断层。 一般一般规定规定 27 软土地基加筋补强施工软土地基加筋补强施工 软土地基排水带排水固结法

12、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软土地基袋装砂井排水固结法施 工工 盐渍土路基土工膜隔断层的施工盐渍土路基土工膜隔断层的施工 施工要点施工要点 28 1 1、一般规定、一般规定 8.2.48.2.4基床加固与基床加固与处理处理 29 2 2、设计技术、设计技术 30 3 3、施工要点、施工要点 31 一般规定一般规定 土工合成材料可作为反滤层、隔水防渗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土工合成材料品种及规格

13、应结合截排水 目的及水源、结构物的特点选择，可单目的及水源、结构物的特点选择，可单 独使用，也可与其他材料配合使用独使用，也可与其他材料配合使用 8.38.3土工合成材料排水技术土工合成材料排水技术 32 一般规定一般规定 反滤材料宜选用无纺土工织物，隔水防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。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、透水性和防淤反滤材料应具有保土性、透水性和防淤 堵性。堵性。 8.38.3土工合成材料排水技术土工合成材料排水技术 33 1 1、土工织物或土工

14、织物与砂砾石、土工织物或土工织物与砂砾石 作为反滤材料作为反滤材料 适用范围适用范围 反滤材料的保土性反滤材料的保土性 反滤材料的透水性反滤材料的透水性 反滤材料的防淤堵性反滤材料的防淤堵性 8.3.18.3.1排水设计排水设计 34 2 2、土工织物作为防渗材料、土工织物作为防渗材料 适用范围适用范围 反滤材料的保土性反滤材料的保土性 反滤材料的透水性反滤材料的透水性 反滤材料的防淤堵性反滤材料的防淤堵性 8.3.18.3.1排水设计排水设计 35 3 3、具体排水设计技术要求、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

15、式透水管或塑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、直径及长度料渗水管。泄水孔位布置、直径及长度 应根据含水层水文地质情况确定，仰斜应根据含水层水文地质情况确定，仰斜 角度宜为角度宜为1010一一1515，困难时不应小于，困难时不应小于 5 5 8.3.18.3.1排水设计排水设计 36 3 3、具体排水设计技术要求、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，倾斜角度宜为渗水管，倾斜角度宜为4545，并与沿墙，并与沿墙 底纵向设置的较大管径渗水管连

16、接。斜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，管间距宜为育情况确定，管间距宜为2 2一一3 m,3 m,管径宜管径宜 为为5-lOcm;5-lOcm;纵向渗水管管径宜为纵向渗水管管径宜为8-20cm8-20cm 8.3.18.3.1排水设计排水设计 37 3 3、具体排水设计技术要求、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，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。塑料渗水管外和被保护土质情况确定。塑料渗水管外 宜用

17、土工织物包裹作为反滤层。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软式透水管、塑料渗水管和土工织物包 裹砂石料渗沟的排水量及渗水量计算，裹砂石料渗沟的排水量及渗水量计算， 可按有关规范、规定执行可按有关规范、规定执行 8.3.18.3.1排水设计排水设计 38 u1 1作反滤层的土工织物宜采用耐腐蚀、抗老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、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防淤堵设计准则，刺破强度和撕裂强度不应 小于小于400N , CBR400N , CBR顶破强度不应小于顶破强度不应小

18、于1.5 kN;1.5 kN; u 2 2作为隔水防渗材料的土工膜和复合土工膜作为隔水防渗材料的土工膜和复合土工膜 ，膜厚不应小于，膜厚不应小于0.3mrn0.3mrn，渗透系数不应大于，渗透系数不应大于 10-11cm/s, CBR10-11cm/s, CBR顶破强度不应小于顶破强度不应小于2.5 kN2.5 kN ，在严寒地区还应具有抗冻性，在严寒地区还应具有抗冻性; ; u3 3塑料渗水管材应质量轻、耐化学腐蚀，使塑料渗水管材应质量轻、耐化学腐蚀，使 用寿命长，可在用寿命长，可在-25 - 60-25 - 60条件下使用，条件下使用， 有良好的透水、渗滤、纵向排水性能，并具有良好的透水、

19、渗滤、纵向排水性能，并具 有较高抗拉、抗压强度和环形刚度。有较高抗拉、抗压强度和环形刚度。 8.3.28.3.2土工土工合成合成材料技术性能要求材料技术性能要求 39 8.3.38.3.3施工要点施工要点 40 一般规定一般规定 u路基边坡应采用土工合成材料与其他工程材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。料、工程措施相结合的综合防护措施。 u土工网垫、立体植被护坡网、土工网可用于土工网垫、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。适宜植物生长的土质边坡防护。 u土工合成材料石笼或沉枕、土工模袋等冲刷土工合成材料石笼或沉枕、土工模袋等冲刷 防

20、护类型可与土、石、混凝土等结合，覆盖防护类型可与土、石、混凝土等结合，覆盖 于坡面或河底，构成抗冲刷护坡。于坡面或河底，构成抗冲刷护坡。 u土工合成材料可用于风沙地区路基边坡防护土工合成材料可用于风沙地区路基边坡防护 。 8.48.4土工合成土工合成材料材料防护技术防护技术 41 路堑边坡路堑边坡 土质、风化岩、易风化软岩和坡面有地土质、风化岩、易风化软岩和坡面有地 下水渗出下水渗出 路堤边坡路堤边坡 坡面易受雨水冲刷坡面易受雨水冲刷 防护措施防护措施 立体植被护坡网、土工网垫、土工网等立体植被护坡网、土工网垫、土工网等 结合种植植物、植生带等绿色防护措施结合种植植物、植生带等绿色防护措施 。

21、 8.4.18.4.1坡面防护坡面防护 42 土工合成材料技术性能要求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暴露状态下使用寿命不应少于5 5年年 土工网垫水土保持能力系数不应小于土工网垫水土保持能力系数不应小于5 , 5 , 30min30min时回弹恢复率不应低于时回弹恢复率不应低于80%80%，极限，极限 抗拉强度不应低于抗拉强度不应低于0.8kN/m;0.8kN/m; 立体植被护坡网极限抗拉强度不应低于立体植被护坡网极限抗拉强度不应低于 0.8kN/m0.8kN/m 8.4.18.4.1坡面防护坡面防护 43 1 1、适用条件、适用条件 8.4.28.4.2冲刷冲刷防

22、护防护 44 1 1、土工合成材料石笼和沉枕冲刷、土工合成材料石笼和沉枕冲刷 防护工程设计防护工程设计 石笼和沉枕应具有足够大的体积和质量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，其尺寸应通过稳定性计算确定; ;稳定性稳定性 计算一般应校核抗滑稳定、抗浮稳定和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。水流作用下的稳定性。 2 2冲刷防护设计原则冲刷防护设计原则 45 1 1、土工合成材料石笼和沉枕冲刷、土工合成材料石笼和沉枕冲刷 防护工程设计防护工程设计 制作沉枕的管袋材料宜采用机织型土工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织

23、物，其经纬向断裂强度不应小于 12kN/m12kN/m 防护范围内的上、下端宜设锚固措施。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、土工格栅或土工网石笼内应选用卵石、 块石充填，块径应大于网孔尺寸块石充填，块径应大于网孔尺寸 2 2冲刷防护设计原则冲刷防护设计原则 46 2 2、土工模袋冲刷防护工程设计、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，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一般情况下模袋护坡坡度不得陡于1:1.51:1.5 模袋设计应根据工程

24、条件选用混凝土或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计算、稳定性检算和排渗核算 2 2冲刷防护设计原则冲刷防护设计原则 47 2 2、土工模袋冲刷防护工程设计、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，取其大值浮动、抗冰推力进行计算，取其大值; ;一一 般竣工后的砂浆模袋护坡平均厚度不应般竣工后的砂浆模袋护坡平均厚度不应 小于小于10cm10cm，混凝土模袋护坡平均厚度不，混凝土模袋护坡平均厚度不 应小于应小于15cm15

25、cm 土工模袋应具有一定的抗拉强度和耐老土工模袋应具有一定的抗拉强度和耐老 化能力，应承受化能力，应承受0.2MPa0.2MPa以上的压力以上的压力 2 2冲刷防护设计原则冲刷防护设计原则 48 风沙地区路基本体防护设计规定风沙地区路基本体防护设计规定 粉砂、细砂填筑的路堤边坡及粉细砂地粉砂、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、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土工网、土工网垫等作为风蚀防护层; ; P187P187页图页图 8.4.38.4.3风沙风沙防护防护 49 风沙地区路基本体防护设计规定风沙地区路基本体防护设计规定 沙层含水量大于沙层含水量大于2%2%的风沙区，应采用土的风沙区，应采用土 工网与植物防护相结合的措施工网与植物防护相结合的措施 路基两侧防沙工程设计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采取固沙与阻沙相结合的防沙措施 u固沙措施：采用立体植被护坡网、土工网、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土工网垫、土工格