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23 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成材料简介4 国际分类国际分类

2、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

3、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

4、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

5、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

6、，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

7、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

8、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

9、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 P178-179P178-179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248.2.38.2.3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

10、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

11、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292 2、设计技术、设计技术303 3、

12、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

13、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

14、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 58.3.18.3.1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

15、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8-20cm8-20cm8.3.18.3.1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

16、、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38u1 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

17、，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

18、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、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398.3.38.3.3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

19、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

20、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。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/m8

21、.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

22、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

23、护坡坡度不得陡于1:1.51:1.5模袋设计应根据工程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

24、坡平均厚度不应小于应小于15cm15cm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、土工格栅等覆盖