公路改扩建路基路面拼接土工合成材料应用技术要求

公路改扩建路基路面拼接土工合成材料应用技术要求1范围本文件规定了公路改扩建路基路面拼接土工合成材料的基本规定、设计、施工和检查验收。本文件适用于二级及二级以上公路改扩建路基路面工程，二级以下等级公路参照执行。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T19274土工合成材料塑料土工格室GB/T21825玻璃纤维土工格栅GB/T44569.1土工合成材料内部节点强度的测定第1部分：土工格室GB/T50290土工合成材料应用技术规范JT/T1432.1公路工程土工合成材料第1部分：土工格栅JT/T1432.2公路工程土工合成材料第2部分：土工织物JTGD30公路路基设计规范JTGF40公路沥青路面施工技术规范JTGF80/1公路工程质量检验评定标准JTG/TD31公路软土地基路堤设计与施工技术细则JTG/TD32公路土工合成材料应用技术规范JTG/TF20公路路面基层施工技术细则JTG/TL11高速公路改扩建设计细则JTG/T3610公路路基施工技术规范JTGE50公路土工合成材料测试规范3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1公路拼宽highwaywidening公路改扩建加宽新建部分与既有部分通过横向联系组合成整体。3.2土工格栅geogrid由抗拉条带单元结合形成的有规则网格型式的平面网状结构土工合成材料。3.3土工格室geocell以高分子聚合物为基材挤出或拉伸成条带,经不同工艺连接,展开后呈蜂窝状或网格状的三维结构土工合成材料。3.4土工织物geotextile以人工或天然聚合物纤维为主要原料制成的具有透水性的布状材料,又称土工布。包括无纺土工织物、有纺土工织物等。4基本规定4.1公路改扩建路基路面拼接工程用土工合成材料时，应遵循安全可靠、经济合理、施工便捷、因地制宜、技术先进和绿色环保的原则，并满足结构使用功能及耐久性要求。4.2应根据土工合成材料性能指标、结合工程结构、使用状态、施工条件、环境条件、填料类型选择匹配的土工合成材料。4.2.1以聚乙烯、聚丙烯为主要材料制成的土工合成材料,可用于酸、碱化学环境中。4.2.2以聚酯类（涤纶）为主要材料制成的土工合成材料,不宜用于碱化学环境中，不宜用于与水泥、石灰类材料直接接触的环境。4.3公路改扩建路基路面拼接常用土工合成材料主要包括土工格栅、土工格室、土工织物等。5设计5.1一般规定5.1.1公路改扩建路基路面拼接用土工合成材料应结合工程特点，搜集地形地貌、水文气象及工点环境等资料，查明工程地质、水文地质条件。5.1.2与土工合成材料长期接触的填料及地下水、地表水，应分析其化学侵蚀环境等条件，评价土、水对土工合成材料的影响。5.1.3公路改扩建路基路面拼接土工合成材料应用设计时，应根据功能需求、应用场景、应用环境、施工条件及土工合成材料的性能特点等，综合确定土工合成材料的类型、规格及主要物理、力学、水力学等性能参数。5.1.4土工合成材料性能指标测试应按JTGE50规定的方法进行。5.2路堤底部5.2.1改扩建工程路堤底部土工合成材料铺设在既有路堤开挖第一个台阶位置，自开挖台阶根部至拼宽路堤坡面全断面铺设，如图1所示。图1路基拼接土工合成材料布置示意图5.2.2为了有效调控新老路堤基底的差异沉降，宜选择对土体约束能力强、强度高、耐久性好的土工合成材料，其拉伸模量应与新老路堤基底的差异沉降相协调。路堤底部土工合成材料应满足GB/T19274、JT/T1432.1、JT/T1432.2的规定，宜优先采用土工格室、土工格栅和有纺土工织物，其最低技术要求见表1～表10。表1土工格室条带技术要求序号项目原材料检验依据聚乙烯聚丙烯聚酯挤出型拉伸型挤出型拉伸型挤出型拉伸型1条带厚度(mm)≥1.0≥0.45≥1.0≥0.45≥1.0≥0.45JTGE502拉伸强度(kN/m)≥20≥100≥23≥100≥30≥1203拉伸屈服应变(%)≤15-≤15-≤15-4拉伸断裂应变(%)-8～20-6～15-8～205炭黑含量(%)2.0～3.06炭黑分散度10个数据中三级不多于1个，不允许有四级或五级7拉伸负荷应力开裂(h)≥300---8抗老化强度保持率(%)≥809耐化学介质性能(%)a--≥80a仅适用于环境PH值小于4或大于9的条件。表2土工格室节点技术要求序号项目焊接型微桩熔接型注塑型、卯榫型环形插件插接型检验依据Ⅰ型Ⅱ型Ⅲ型Ⅳ型Ⅴ型Ⅵ型Ⅶ型GB/T44569.11节点对拉强度(N/mm)≥20≥36≥100≥160≥240≥160≥2402节点剥离强度(N/mm)≥14≥18≥40≥80≥120--3环形插件端口剥离力(N)-----≥300≥4004环形插件拉拔力(N)-----≥700≥1000表3双向拉伸塑料土工格栅技术要求序号项目指标检验依据1单位面积质量(g/m2)≥480JTGE502内孔尺寸（mm）≥20,≤503纵横向标称拉伸强度(kN/m)≥50.04纵横向2%伸长率时的拉伸强度(kN/m)≥17.55纵横向5%伸长率时的拉伸强度(kN/m)≥35.06纵向标称伸长率(%)≤15.07横向标称伸长率(%)≤13.08炭黑含量(%)≥2.09炭黑分布(%)≤1.010抗紫外线强度保持率(%)≥90.0表4三向拉伸塑料土工格栅技术要求序号项目指标检验依据1单位面积质量(g/m2)≥150JTGE502内孔尺寸（mm）≥25,≤5030°、30°、60°、90°方向上的2%伸长率时的割线模量(kN/m)≥130.04炭黑含量(%)≥2.05炭黑分布(%)≤1.06抗紫外线强度保持率(%)≥90.0表5双向经编聚酯土工格栅技术要求序号项目指标检验依据1单位面积质量(g/m2)≥270JTGE502内孔尺寸（mm）≥15,≤603纵横向标称拉伸强度(kN/m)≥80.04纵横向2%伸长率时的拉伸强度(kN/m)≥14.45纵横向5%伸长率时的拉伸强度(kN/m)≥28.86纵横向标称伸长率(%)≤13.07抗紫外线强度保持率(%)≥80.0表6双向焊接纤塑土工格栅技术要求序号项目指标检验依据1单位面积质量(g/m2)≥700JTGE502内孔尺寸（mm）≥40,≤1803单根条带宽度(mm）≥24.04单根条带厚度(mm）≥0.85纵横向标称拉伸强度(kN/m)≥80.06聚酯材料纵横向2%伸长率时的拉伸强度(kN/m)≥18.07聚酯材料纵横向5%伸长率时的拉伸强度(kN/m)≥44.08纵横向标称伸长率(%)玄武岩纤维和玻璃纤维材料≤4.0聚酯纤维材料≤12.09连接点极限分离力(N)≥500.010炭黑含量(%)≥2.011抗紫外线强度保持率(%)≥90.0表7双向焊接聚酯土工格栅技术要求序号项目指标检验依据1单位面积质量(g/m2)≥420JTGE502内孔尺寸（mm）≥15,≤603纵横向标称拉伸强度(kN/m)≥50.04纵横向2%伸长率时的拉伸强度(kN/m)≥21.05纵横向5%伸长率时的拉伸强度(kN/m)≥39.06纵横向标称伸长率(%)≤8.07连接点极限分离力(N)≥100.08抗紫外线强度保持率(%)≥80.0表8双向注塑拉伸带土工格栅技术要求序号项目指标检验依据1单位面积质量(g/m2)≥700JTGE502内孔尺寸（mm）≥120,≤1603连接点高度（mm）≥5.04纵横向标称拉伸强度(kN/m)≥80.05纵横向2%伸长率时的拉伸强度(kN/m)≥28.06纵横向5%伸长率时的拉伸强度(kN/m)≥56.07纵横向标称伸长率(%)≤8.08连接点极限分离力(N)≥700.09炭黑含量(%)≥2.010炭黑分布(%)≤1.011抗紫外线强度保持率(%)≥90.0表9双向焊接钢塑土工格栅技术要求序号项目指标检验依据1单位面积质量(g/m2)≥930JTGE502内孔尺寸（mm）≤180.03单根条带宽度(mm）≥12.04单根条带厚度(mm）≥2.05纵横向标称拉伸强度(kN/m)≥80.06纵横向标称伸长率(%)≤3.07连接点极限分离力(N)≥300.08炭黑含量(%)≥2.09抗紫外线强度保持率(%)≥80.0表10有纺土工织物技术要求序号项目指标检验依据1单位面积质量(g/m2)聚丙烯≥200JTGE50聚酯≥1703纵向标称拉伸强度(kN/m)≥50.04横向标称拉伸强度(kN/m)按设计要求，无特殊要求时不小于纵向断裂强度的0.7倍5断裂伸长率(%)纵向≤35,横向≤306撕破强力(kN)≥0.77CBR顶破强力(kN)≥4.08抗紫外线强度保持率(%)≥80.05.3路基拼接5.3.1路基拼接用土工合成材料铺设位置宜结合既有路基高度和拼宽后应力分布情况等确定，一般在上、下路床的底部各铺设一层。当路堤较高时，可在路堤中部增设土工合成材料，土工合成材料层间竖向间距不宜大于两个台阶高度。5.3.2土工合成材料铺设长度，在拼宽路堤范围内宜达到外侧车道线外缘，既有路堤铺设范围不小于台阶宽度、既有路床范围不宜小于2.0m。5.3.3路基拼接宜优先采用土工格栅。土工格栅种类应考虑改扩建段地形地貌、拼接路基填料类型等综合选择，最低技术指标要求见表3～表9。土工格栅宜选择拉伸强度高、延伸率小、施工损伤小的材料。5.4路面拼接5.4.1路面拼接工程中基层与面层界面宜优先采用无纺土工织物、玄武岩纤维土工织物、经编格栅复合土工织物，面层拼接宜优先采用无纺土工织物、玄武岩纤维土工织物、经编格栅复合土工织物、双向经编玻纤土工格栅等土工合成材料，延缓拼接部位差异沉降引起的路面开裂或基层反射裂缝的产生，如图2所示。各类土工合成材料技术要求见表11～表14所示，其他应满足GB/T21825、JT/T1432.2的规定。表11无纺土工织物技术要求序号项目指标检验依据聚丙烯长丝聚酯长丝聚酯玻纤JTGE501单位面积质量(g/m2)120～160120～160125～2002纵横向拉伸强度(kN/m)≥11.0≥9.0≥8.03纵横向标称伸长率(%)60～12040～80≤4.04撕破强力(N)≥380≥255-5CBR顶破强力(kN)≥1.70≥1.65≥0.66刺破强力(N)≥200≥220≥607吸油率(kg/㎡)≥1.2≥1.2≥1.28耐酸碱强度保持率(%)≥90≥80a≥80aa仅适用于环境PH值小于4或大于9的条件。图2路面拼接土工合成材料布置示意图表12玄武岩纤维土工织物技术要求序号项目指标检验依据1单位面积质量(g/m2)≥250JTGE502纵横向拉伸强度(MPa)≥17003拉伸弹性模量(MPa)≥8.5×1034破坏延伸率(%)≥2.05耐酸碱强度保持率(%)≥75表13经编格栅复合土工织物技术要求序号项目指标检验依据1单位面积质量(g/m2)≥270JTGE502聚丙烯土工织物单位面积质量(g/m2)≥1003经编格栅内孔尺寸（mm）40×404纵横向标称拉伸强度(kN/m)≥50.05纵横向标称伸长率(%)聚酯纤维≤13.06玻璃纤维≤4.07吸油率(kg/㎡)≥1.2表14双向经编玻纤土工格栅技术要求序号项目指标检验依据1单位面积质量(g/m2)≥320JTGE502内孔尺寸（mm）≥12,宜为其上铺筑的沥青面层材料最大粒径的0.5～1.0倍3纵横向标称拉伸强度(kN/m)≥504纵横向标称伸长率(%)≤4.05抗紫外线强度保持率(%)≥80.05.4.2针对路面水损害对基层有影响，在路面下面层/中面层层间位置优先选用无纺土工织物、玄武岩纤维土工织物、经编格栅复合土工织物等防渗抗裂土工合成材料。5.4.3路面拼接处，当在既有路面结构上加铺一层或多层沥青面层时，可在既有路面顶部铺设一层防渗抗裂土工合成材料，如图3所示。图3既有路面加铺面层时拼接土工合成材料布置示意图5.4.4既有路面与拼接路面结合部土工合成材料的铺设长度不宜小于1.0m。5.4.5铺设土工合成材料时，应在处理过的清洁下承层上喷洒热沥青，不宜采用乳化沥青，喷洒用量可参考表15。表16热沥青的类型及用量类型热沥青类型用量（kg/m2）长丝无纺土工织物道路石油沥青1.2～1.4改性沥青或橡胶沥青1.4～2.0聚酯玻纤土工织物道路石油沥青0.8～1.0改性沥青或橡胶沥青1.0～1.2玄武岩纤维土工织物道路石油沥青1.2～1.5改性沥青或橡胶沥青1.4～2.0经编格栅复合土工织物道路石油沥青1.2～1.4改性沥青或橡胶沥青1.4～2.0双向经编玻纤土工格栅道路石油沥青1.2～1.4改性沥青或橡胶沥青1.4～2.06施工6.1一般规定6.1.1土工合成材料应有外包装，运输、储存和堆放应避免阳光曝晒或极端温度，并保持通风、干燥和远离高温源。在储存前和施工中均应保证材料的完好性，严禁使用有断裂或破损的土工合成材料施工。6.1.2土工合成材料铺设施工前，下承层表面应平整、密实，不应有尖锐凸出物，压实质量应满足设计要求和JTG/T3610、JTGF40和JTG/TF20的相关规定。6.1.3土工合成材料强度高的方向应垂直于线路方向。6.1.4路基拼接土工合成材料沿横断面横向不宜搭接，必须搭接时，搭接长度宜为30cm～60cm，且强度不低于土工合成材料拉伸强度的90%。线路纵向相邻两幅土工合成材料搭接宽度应不小于20cm。6.1.5土工合成材料的铺设应平整、无褶皱，可用人工或专用工具拉紧、U型钉固定等措施将土工合成材料固定于压实的下表面。6.1.6土工合成材料铺设后应及时进行填料摊铺或采取临时遮盖措施，避免阳光长时间直接照射。填筑采用机械碾压时应保证土工合成材料上有一定的覆土厚度，严禁机械设备直接在土工合成材料表面上行走。6.1.7路基拼接工程土工合成材料上部填筑时，应沿线路方向后退式卸料，填料不应集中堆卸。第一层填料宜采用轻型压实机具进行压实，土工合成材料上的填料厚度大于0.6m后，方可采用重型机械碾压，但应避免车辆或机械在路基上急转弯。6.1.8路基施工及质量控制按照JTG/T3610和JTG/TL11的要求进行，基层与路面施工及质量控制按照JTGF40、JTG/TL11和JTG/TF20的要求进行。6.2路基底部6.2.1土工合成材料铺设前，应根据设计要求和相关规范的规定，完成地基加固处理、排水设施、场地平整、场地压实等工序的施工，表面严禁有碎石、块石等坚硬凸出物，以免损坏土工合成材料。6.2.2土工合成材料铺设时，宜使路基横断面方向与强度高的方向一致。在路基横断面方向宜避免连接，应根据设计长度确定土工合成材料的剪裁长度，必须连接时可采用连接棒等有效方式连接或搭接。6.2.3土工格室施工应满足下列要求：a)土工格室铺设时应充分张拉和固定，张拉应满足格室条带间处于张紧状态，且应单组土工格室张拉铺设，不得褶皱和损坏。每隔1.5～2.0m用U形钉将土工格室固定于下承层表面。既有路基基底范围铺设土工格室时，应伸至台阶内缘。既有路基台阶上沿线路方向至少有一排U形钉固定土工格室。b)土工格室铺设完成后应在2d内填充路基填料，以避免强光紫外线照射导致格室材料老化和脆裂。土工格室内充填料应选择易于压实、能与土工格室产生良好摩擦和咬合作用的填料，距离土工格室10cm范围内的填料，最大粒径不得大于8cm。充填料虚铺厚度宜比土工格室高度大5～10cm，确保土工格室内填料饱满无凹陷，格室片竖直。采用大型压路机碾压时，压实面与土工格室上表面之间应保证有不少于15cm厚的填料。6.2.4土工格栅施工应满足下列要求：a)既有路基基底范围铺设土工格栅时，应伸至台阶内缘。既有路基台阶上沿线路方向至少用一排木楔或U形钉固定土工格栅。b)将既有路基台阶上的土工格栅固定后再进行张拉，铺好的土工格栅每隔1.5～2.0m用木楔或U型钉固定于平整、密实的压实面上，土工格栅应平铺、拉直，不得重叠，不得卷曲、扭结。c)土工格栅铺设完成后应在2d内填筑填料，避免强光紫外线照射导致土工格栅材料老化和脆裂。d)将填料按一定间距呈鳞状卸于土工格栅上，距离土工格栅8cm以内的填料，最大粒径不得大于6cm。6.2.5机织土工织物施工要求同6.2.4。6.3路基拼接6.3.1土工格栅施工要求同6.2.4。6.3.2土工格室施工要求同6.2.3。6.3.3路床稳定土填料路拌法施工时，不应破坏铺设好的土工格栅。6.3.4大型压实机械与边坡、挡土墙或石笼网箱、砌块等距离不应小于1.5m，在此范围内应采用小型夯实机械或人工夯实。6.4路面拼接6.4.1下承层应清洁无浮尘、无杂物、干燥、密实，施工前应用吹风机或强力清扫车将表面浮尘清扫洁净。6.4.2满铺法铺设土工合成材料时，应先将一端用固定器固定，用机械和人工张紧后，用固定器固定另一端。张拉伸长率宜控制在1.0%～1.5%，固定器可采用固定钉和固定铁皮，固定钉可用水泥钉、射钉或膨胀螺钉，钉长宜为8cm～10cm，膨胀螺钉直径宜为6mm；固定铁皮可用厚lmm、宽3cm的铁皮条。6.4.3应用土工织物时，应先洒布热沥青，再铺设土工织物；应用玻纤土工格栅时，应先铺设固定土工格栅，再洒布热沥青。洒布热沥青的横向范围要比土工合成材料宽5～10cm，应确保相应的洒布温度和洒布量，保证具有良好的渗透性和黏贴效果。洒布热沥青后禁止行车或走人。6.4.4土工织物、玻纤土工格栅宜采用平接方式，横向拼接间隙应小于10mm，纵向拼接间隙应小于30mm，拼接处的重叠部分宽度不应大于30mm，超标部位应裁剪。相邻横向拼接缝间距不应小于5m，接缝及边缘部位粘结不牢时，应采用人工涂刷沥青粘结。6.4.5土工合成材料铺设施工时，应尽可能铺设成一条直线；当需要转弯时，将布弯曲处剪开，重叠铺设并喷洒热沥青，应尽量避免打折起皱。6.4.6土工织物铺设施工时，摊铺车与沥青洒布车应相互配合、速度相当，间距应控制在10m以内，土工织物铺设过程中产生宽度大于10mm的褶皱时，应人工切除褶皱部分并整平切口位置。铺设经编格栅复合土工织物时，经编土工格栅一面朝上。6.4.7轮胎压路机初压应紧跟土工织物摊铺车，然后往返碾压1～2遍直至沥青充分浸润至土工织物表面方可结束碾压，碾压速度宜为2km/h～3.5km/h；碾压完成后，在进入下一道工序前，车辆不应进入施工现场。6.4.8上覆层沥青混合料施工应满足JTGF40的要求。7检查验收7.1材料进场验收7.2.1公路改扩建路基路面拼接用土工合成材料应结合材料进场、储存及现场施工、验收等过程，分别进行材料进场检验和施工前材料观感检验，并符合下列规定：a)土工合成材料进场时应进行现场检验和验收。b)施工前应对材料进行观感检验，材料进场堆放时间过长或观感质量检验不合规时，尚应对材料的全部或部分技术性能进行检验。7.2.2土工合成材料进场检验内容应包括资料查检、观感检验和技术性能检验等，并按材料类型、供货货源及数量等，逐批次检验和验收。a)资料查检采用核对查验出厂检验报告（材料性能报告单）、出厂合格证等方法；核对内容包括材料的品种、型号（规格）、执行标准及产地、生产日期等是否与批准的相符，并确保与合格证相符。b)观感检验采用观察、尺量等方法；检验内容包括检查材料表观质量。c)技术性能检验应按设计要求的主要技术指标和有关标准进行抽样检验，检验内容包括土工合成材料的外观尺寸、物理、力学和耐久性能等，并符合本指南第5章的相关规定。7.3材料工程质量验收7.3.1土工合成材料质量应符合设计要求，外观尺寸、色泽应均匀，无破损，无老化，无污染。7.3.2在平整的下承层上按设计要求铺设、张拉、固定土工合成材料。铺设的土工合成材料应无皱折、紧贴下承层，锚固端施工应符合设计要求。施工过程应按照隐蔽工程要求留存相关现场照片。7.3.3土工合成材料的铺设层位、范围、方向和联接方式