三种土工格栅的性能及在土木工程中的应用
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作者: 张文楠
随着加筋技术的发展和土工合成材料加筋理论的不断完善，新型的土工加筋材料不断涌现。目前，有塑料土工格栅、经编土工格栅及玻纤土工格栅。因为土工产品多样化和选择材料的余地广阔，我们对材料的选择应该慎重，一旦选择不当，将会给工程带来严重损失。
一、三种格栅的性能比较
（一）塑料土工格栅性能分析
塑料土工格栅分为单、双向格栅。在经挤压制出的聚合物板材上冲孔，然后纵向（沿板材方向）拉伸便制成单向格栅；在此基础上，再在其长度垂直方向拉伸便制成双向格栅。塑料土工格栅的规格品种较丰富，其基本性质如下：
1、力学性能：制造过程中，经过定向拉伸，使聚合物分子沿拉伸方向定向排列，加强了分子链间的联结力，大大提高了其抗拉强度。
2、抗温度性能：由于拉伸作用，使其抗高温性能也提高。
3、耐久性能：由于土工格栅中加入炭黑等老化材料，使它具备较好的耐酸、耐碱、耐腐蚀、抗老化等耐久性。
4、施工性能：土工格栅重量轻，与土或碎石咬合力强；抗酸碱、耐腐蚀、耐老化，性柔、质轻易施工。
塑料土工格栅是有一定柔性的塑料平面网材，易于现场裁剪和连接（可用聚乙烯绳或连接棒连接），也可重叠搭接，便于现场组装成所需形状，折曲影响小，施工简单，不需要特殊的施工机械和专业技术人员。
（二）经编土工格栅性能分析
经编格栅是近十几年才发展起来的，它是以高强度纤维或涤纶为原料，经衬纬双轴向经编机织成双轴向经编网格，再经PVC浸渍涂层加工制成的一种土工格栅。经编土工格栅有着优良的工程性能：抗拉强度很高（大于6OKN/m）延伸率较小（10%左右）、抗撕裂强度大、纵横向强度差异小，变形均匀。
（三）玻璃纤维土工格栅性能分析
玻璃纤维土工格栅是以玻璃纤维为原料，采用一定的编织工艺制成的网状结构材料，该产品采用纤维长丝双面涂覆而成。严格来说，玻纤格栅是经编格栅的一种，但由于所采用纤维性质的独特性，而把它单独归为一类。其优良工程性能如下。
1、抗拉强度极高，延伸率很低：抗拉强度能达到100KN/m，断裂延伸率为3%左右。
2、没有长期蠕变性：玻纤格栅不发生蠕变。
3、高温稳定性：玻纤格栅的熔点在1000℃以上，在160℃热铺沥青混凝土上不受任何影响。
4、与路面混合料具有很好的相容性：玻璃纤维土工格栅经表面有机涂层处理以后与混凝土混合料有机物具有很好的相容，从而改善了玻纤土工格栅不耐磨、不耐折的缺点。
5、化学稳定性：经过特殊处理后，玻纤格栅能防止各类化学侵蚀，抵抗生物侵蚀和气候变化。
6、嵌锁和限制作用：沥青混凝土混合料穿过玻璃纤维土工格删结构，形成了复合嵌锁结构。限制阻止沥青混凝土混合料运动，可得到更好的压实，获取更大的承载力，提高传递荷载能力，减少变形。
（四）三种格栅性能比较
上面分析了三种格栅的性能，下面再对它们的一些重要的工程性质进行比较（见表1）。
从表1可以得出以下结论：
1、土工格栅的极限抗拉强度从高到低排列依次是：玻纤格栅、经编格栅、塑料格栅。而极限延伸率从高到低排列依次是：经编格栅、塑料格栅（经编格栅的延伸率视原材料有较大变化范围，有的可能比塑料格栅的小）、玻纤格栅。且玻纤格栅没有蠕变性。
2、玻纤格栅耐温性明显较其它格栅好，经编格栅由于经过涂层浸渍，耐温性有所提高。
3、塑料格栅的纵、横向接点是直接成型做成，故强度和纵、横向肋条的强度相当，而经编、玻纤格栅接点为编织而成，故强度较本身材料强度低很多。
二、三种格栅在工程中的不同应用
（一）塑料格栅的应用
塑料格栅视单、双向应用场合分别如下。单向格栅：单向土工格栅适用于公路及铁路路基、路堤、边坡加筋、挡墙加筋、桥台加筋、较浅层基础的加筋。广泛应用于各类加筋挡土墙。双向格栅：双向格栅适用于公路及铁路路基、路堤加筋、浅层基础加筋，大型广场、车码头货场等永久性承载的地基增强，河道路基加筋，防治沥青混凝土路面反射裂缝等。
（二）经编格栅的应用
经编土工格栅应用范围为：软土上的地基、堤坝加筋，均化应力，提高基底稳定性，调整沉降，减少不均匀沉降，提高承载力：路堤边坡加筋，提高斜坡稳定性；加筋桥台，提高桥台的整体性和强度，防止桥头跳车；防治沥青混凝土路面反射裂缝，增强路面基层的强度。
（三）玻纤格栅的应用
玻纤格栅适用于沥青和混凝土路面加筋、路面反射裂缝防治及新旧路面的衔接等变形量不是很大的场合。玻纤格栅用于沥青道路时发挥的作用有：抗疲劳开裂、抗低温收缩、耐高温车辙和延缓反射裂缝。
三、结论
根据不同的加筋情况选择不同的加筋材料是工程应用成功的关键。在选择材料时，应多参考同类型工程的应用情况，同时多注重工程对筋材强度和延伸率的要求，切勿仅从某一角度考虑（比如说价格），这样才会更有利于土工合成材料加筋技术的快速合理发展。
（作者单位：大庆市经纬路桥工程有限公司）
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