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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2TB10118-2006 TB10118-2006 铁路铁路路基土工合成材料应用路基土工合成材料应用设计设计规范规范第八章土工合成材料在路基工程第八章土工合成材料在路基工程中的应用中的应用23基本概念基本概念1 1、土工合成土工合成材料材料u岩土工程岩土工程应用的合成材料用的合成材料产品的品的总称称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国际分类国际分类土工合成材料种类土工合成材料种类5
2、1 1、土工织物、土工织物以以聚合物纤维为原料制成的具有渗透性聚合物纤维为原料制成的具有渗透性的布状土工合成的布状土工合成材料材料织造土工织物：织造土工织物：u由由纤维纱或或长丝按一定方向排列机按一定方向排列机织的的土工土工织物物非非织造织造土工织物土工织物u由由短短纤维或或长丝按随机或定向排列制成的薄按随机或定向排列制成的薄絮絮垫，经机械机械结合合、热粘或化粘而成的粘或化粘而成的土工土工织物物国内分类国内分类62 2、土工膜、土工膜由由聚合物或沥青制成的一种相对不透水聚合物或沥青制成的一种相对不透水薄膜薄膜复合复合土工膜土工膜u用用土工土工织物或其他材料与土工膜物或其他材料与土工膜结合而成的
3、合而成的不透水材料，不透水材料，根据根据主要功能的不同，复合土主要功能的不同，复合土工膜可分工膜可分为横向排水型和加筋型横向排水型和加筋型两种两种国内分类国内分类73 3、复合、复合土工合成土工合成材料材料由由两种或两种以上土工织物、土工膜或两种或两种以上土工织物、土工膜或其他材料复合制成其他材料复合制成的土工的土工合成合成材料材料复合复合土工排水土工排水材料材料u以以土工土工织物包裹不同形状和材料的芯材制成物包裹不同形状和材料的芯材制成的土工排水的土工排水材料材料复合土工膜复合土工膜国内分类国内分类84 4、特种土工合成特种土工合成材料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
4、具有特种用途的土工合成工合成材料材料土工格栅土工格栅u塑料土工格塑料土工格栅：用：用高密度聚乙高密度聚乙烯等聚合物等聚合物经挤压加工再加工再进行拉伸制成的格行拉伸制成的格栅状土工合成状土工合成材料材料u经编土工格土工格栅：采用：采用高高强度度涤纶或玻璃或玻璃纤维原料，双原料，双轴向技向技术编织，经聚聚氯乙乙烯或改性或改性沥青涂青涂层整理生整理生产的土工格的土工格栅产品品国内分类国内分类94 4、特种土工合成特种土工合成材料材料土工土工模模袋袋u由由双双层土工土工织物制成的物制成的连续(或或单独的独的)袋状袋状材料，其中材料，其中灌注灌注混凝土或砂混凝土或砂浆凝凝结成板状或成板状或其他形状的其他
5、形状的结构构土工网土工网u经挤压或或热粘而成的平面网状土工合成材料粘而成的平面网状土工合成材料国内分类国内分类104 4、特种土工合成特种土工合成材料材料土工格室土工格室u由由土工合成材料片土工合成材料片焊接或接或组装成的具蜂装成的具蜂窝状状结构的三构的三维土工合成土工合成材料制品。材料制品。土工土工网网垫垫u由由丝条状合成材料条状合成材料经过一定的工一定的工艺处理，并理，并在在结点上相互点上相互熔合熔合而成的孔隙很大的三而成的孔隙很大的三维网网状土工合成状土工合成材料材料国内分类国内分类114 4、特种土工合成特种土工合成材料材料聚苯乙烯泡沫塑料聚苯乙烯泡沫塑料u由由聚苯乙聚苯乙烯加人加人发
6、泡泡剂膨化膨化经模塑或模塑或挤压制制成的成的轻型土工型土工材料材料国内分类国内分类124 4、特种土工合成特种土工合成材料材料其他其他u立体植被立体植被护坡网坡网:一种一种类似于棱型格室状的植似于棱型格室状的植草土工网，以塑料草土工网，以塑料丝纺织加工加工制成制成u软式透水式透水管管:高高强度度圈状支撑体外包土工圈状支撑体外包土工织物物及及强力合成力合成纤维外覆外覆层制成的管状排水材料。制成的管状排水材料。u复合复合拉筋拉筋带:经挤压拉伸再加筋制成的条拉伸再加筋制成的条带抗抗拉拉材料材料国内分类国内分类131 1、一般、一般应用应用铁路铁路路基工程土工合成路基工程土工合成材料材料主要应用于主要
7、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、防护和保温和保温等等土工土工合成材料的功能和技术性能必须与合成材料的功能和技术性能必须与其使用要求和应用其使用要求和应用条件相一致条件相一致“应用条件应用条件”是指环境条件、工程地质是指环境条件、工程地质条件和条件和水文地质条件等水文地质条件等土工合成材料在路基工程中的应土工合成材料在路基工程中的应用用14基础加固与处理基础加固与处理路基防护路基防护u坡面防坡面防护、冲刷防、冲刷防护、风沙防沙防护、严寒防寒防护路基排水路基排水加筋加筋土工程土工程u加筋加筋土路堤、加筋土土路堤、加筋土挡墙地基处理地基处理2 2、铁路应用、铁路
8、应用15见见P176-177P176-177页页3 3、铁路路基工程具体应用、铁路路基工程具体应用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171 1、结构型式、结构型式路堤边坡路堤边坡加筋补强结构形式加筋补强结构形式加筋土路堤加筋土路堤18外边回外边回折的加折的加筋土路堤筋土路堤1 1、结构型式、结构型式19填土界面填土界面加筋结构形式加筋结构形式1 1、结构型式、结构型式20P178-179P178-179页页2 2技术要求技术要求21P178-179P178-179页页3 3施工要点施工要点22P178-179P178-179页页
9、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章章加筋土挡墙加筋土挡墙24地基处理地基处理25土工土工合成材料可用于软土、松软土、合成材料可用于软土、松软土、盐渍土等地基的加盐渍土等地基的加筋补筋补强、加速排水固强、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强度较高、延、延仲率较小的土工格栅、土仲率较小的土工格栅、土工织物或土工格室，加速地基排水工织物或土工格室，加速地基排水固结固结宜宜选用塑料排水带或袋装砂并，毛细水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。一般规定一般规定26采用采用土工合成材料处理软
10、土地基的措土工合成材料处理软土地基的措施，应根据地基施，应根据地基情况情况、路堤高度及稳定、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。当当盐渍土地区路堤高度小于不发生次盐渍土地区路堤高度小于不发生次生盐溃化的路堤生盐溃化的路堤最小最小高度，且难以采用高度，且难以采用降低地下水位等措施时，可设置复合降低地下水位等措施时，可设置复合土土工膜毛细水工膜毛细水隔断层。隔断层。一般规定一般规定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
11、盐渍土路基土工膜隔断层的施工施工要点施工要点281 1、一般规定、一般规定基床加固与处理基床加固与处理292 2、设计技术、设计技术303 3、施工要点、施工要点31一般规定一般规定土工土工合成材料可作为反滤层、隔水防渗合成材料可作为反滤层、隔水防渗层、排水管等层、排水管等材料材料用于截排路基或支挡用于截排路基或支挡防护建筑物的地表水和防护建筑物的地表水和地下水地下水土工土工合成材料品种及规格应结合截排水合成材料品种及规格应结合截排水目的及水源、目的及水源、结构结构物的特点选择，可单物的特点选择，可单独使用，也可与其他材料配合独使用，也可与其他材料配合使用使用8.38.3土工合成材料排水技术土
12、工合成材料排水技术32一般规定一般规定反反滤材料宜选用无纺土工织物，隔水防滤材料宜选用无纺土工织物，隔水防渗材料宜选用渗材料宜选用土工膜土工膜或复合土工膜，排或复合土工膜，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。反反滤材料应具有保土性、透水性和防淤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331 1、土工织物或土工织物与砂砾、土工织物或土工织物与砂砾石石作为作为反滤反滤材料材料适用范围适用范围反滤材料的保反滤材料的保土性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排水设计排水设计34
13、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反滤材料的保土性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排水设计排水设计353 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，宜在仰斜泄水在仰斜泄水钻孔钻孔中插人软式透水管或塑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、直径及长度应根据应根据含水层水文地质情况确定，仰斜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，困难困难时不时不应小于应小于55排水设计排水设计363
14、 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，可沿墙背斜向平行背斜向平行设置多设置多条软式透水管或塑料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底纵向设置的较大管径渗水管连接。斜设置的较大管径渗水管连接。斜向渗水管的管径及布设应向渗水管的管径及布设应根据根据地下水发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5-5-lOcm;-lOcm;纵向渗水管管径宜为纵向渗水管管径宜为8-20cm8-20cm排水设计排水设计373 3、具体排水设
15、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，应根据管材应根据管材种类种类、渗水及排水的要求和、渗水及排水的要求和被保护土质情况确定。塑料渗水管外被保护土质情况确定。塑料渗水管外宜宜用用土工织物包裹作为反滤层。土工织物包裹作为反滤层。软式软式透水管、塑料渗水管和土工织物包透水管、塑料渗水管和土工织物包裹砂石料渗沟裹砂石料渗沟的排水量的排水量及渗水量计算，及渗水量计算，可按有关规范、规定可按有关规范、规定执行执行排水设计排水设计38u1 1作反作反滤层的土工的土工织物宜采用耐腐物宜采用耐腐蚀、抗老、抗老化的化的无无纺土工土工织物物，且，且
16、应满足保土、透水、足保土、透水、防淤堵防淤堵设计准准则，刺破，刺破强度和度和撕裂撕裂强度度不不应小于小于400N 400N,CB,CBR R顶破破强度不度不应小于小于1.5 kN;1.5 kN;u 2 2作作为隔水防渗材料的土工膜和复合土工膜，隔水防渗材料的土工膜和复合土工膜，膜厚不膜厚不应小于小于0.3mrn0.3mrn，渗透系数不，渗透系数不应大于大于10-11cm/s10-11cm/s,CBR,CBR顶破破强度不度不应小于小于2.5 kN2.5 kN，在在严寒地区寒地区还应具有抗具有抗冻性性;u3 3塑料渗水管材塑料渗水管材应质量量轻、耐化学腐、耐化学腐蚀，使，使用寿命用寿命长，可在可在
17、-25-25-60-60条件下使用，有条件下使用，有良好的透水、渗良好的透水、渗滤、纵向排水性能向排水性能，并具有，并具有较高抗拉、抗高抗拉、抗压强度和度和环形形刚度。度。土工合成材料技术性能要求土工合成材料技术性能要求39施工要点施工要点40一般一般规定规定u路基路基边坡坡应采用土工合成材料与其他工程材采用土工合成材料与其他工程材料、料、工程措施工程措施相相结合的合的综合防合防护措施。措施。u土工土工网网垫、立体植被、立体植被护坡网、土工网可用于坡网、土工网可用于适宜植物适宜植物生生长的土的土质边坡防坡防护。u土工土工合成材料石合成材料石笼或沉枕、土工模袋等冲刷或沉枕、土工模袋等冲刷防防护类
18、型型可与可与土、石、混凝土等土、石、混凝土等结合，覆盖合，覆盖于坡面或河底，构成抗冲刷于坡面或河底，构成抗冲刷护坡坡。u土工土工合成材料可用于合成材料可用于风沙地区路基沙地区路基边坡防坡防护。8.48.4土工合成材料防护技术土工合成材料防护技术41路堑边坡路堑边坡土质土质、风化岩、易风化软岩和坡面有地、风化岩、易风化软岩和坡面有地下水下水渗出渗出路堤边坡路堤边坡坡面坡面易受雨水易受雨水冲刷冲刷防护防护措施措施立体立体植被植被护坡网护坡网、土工网垫、土工网等、土工网垫、土工网等结合种植植物、植生带等绿色防护结合种植植物、植生带等绿色防护措施措施。坡面防护坡面防护42土工合成材料土工合成材料技术性
19、能要求技术性能要求:暴露暴露状态下使用寿命不应少于状态下使用寿命不应少于5 5年年土工土工网垫水土保持能力系数不应小于网垫水土保持能力系数不应小于5,5,30min30min时回弹时回弹恢复率恢复率不应低于不应低于80%80%，极限，极限抗拉强度不应低于抗拉强度不应低于0.8kN/m0.8kN/m;立体立体植被护坡网极限抗拉强度不应低于植被护坡网极限抗拉强度不应低于0.8kN/m0.8kN/m坡面防护坡面防护431 1、适用条件、适用条件冲刷防护冲刷防护441 1、土工、土工合成材料石笼和沉枕冲刷合成材料石笼和沉枕冲刷防护防护工程设计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
20、足够大的体积和质量，其尺寸应其尺寸应通过稳定性通过稳定性计算确定计算确定;稳定性计稳定性计算一般应校核抗滑稳定、抗浮稳定算一般应校核抗滑稳定、抗浮稳定和水和水流流作用下的稳定性作用下的稳定性。2 2冲刷防护设计原则冲刷防护设计原则451 1、土工、土工合成材料石笼和沉枕冲刷合成材料石笼和沉枕冲刷防护防护工程设计工程设计制作制作沉枕的管袋材料宜采用机织型土工沉枕的管袋材料宜采用机织型土工织物，其经纬织物，其经纬向断裂向断裂强度不应强度不应小于小于12kN/m12kN/m防护防护范围内的上、下端宜设锚固措施。范围内的上、下端宜设锚固措施。土工格栅土工格栅或土工网石笼内应选用卵石、或土工网石笼内应选
21、用卵石、块石充填，块块石充填，块径应径应大于网孔大于网孔尺寸尺寸2 2冲刷防护设计原则冲刷防护设计原则462 2、土工模袋冲刷防护土工模袋冲刷防护工程设计工程设计模模袋应铺放在稳定的边坡上，必要时应袋应铺放在稳定的边坡上，必要时应进行进行边坡稳定性分析边坡稳定性分析，检算其稳定性，检算其稳定性，一般情况下模袋护坡坡度不得陡一般情况下模袋护坡坡度不得陡于于1:1.51:1.5模模袋设计应根据工程条件选用混凝土或袋设计应根据工程条件选用混凝土或砂浆模袋，砂浆模袋，并进行模袋混凝土护坡厚度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
22、则472 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模袋护坡厚度可分别按抗弯曲应力、抗袋护坡厚度可分别按抗弯曲应力、抗浮动、抗冰浮动、抗冰推力进行推力进行计算，取其大值计算，取其大值;一一般竣工后的砂浆模袋护坡平均厚度不般竣工后的砂浆模袋护坡平均厚度不应应小于小于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15cm15cm土工土工模袋应具有一定的抗拉强度和耐老模袋应具有一定的抗拉强度和耐老化能力，应承化能力，应承受受0.2MPa0.2MPa以上的以上的压力压力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风沙地区路基本体防护设计
23、规定设计规定粉砂粉砂、细砂填筑的路堤边坡及粉细砂地、细砂填筑的路堤边坡及粉细砂地层路堑边坡，层路堑边坡，可选可选用立体植被护坡网、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页图页图风沙防护风沙防护49风沙地区路基本体防护风沙地区路基本体防护设计规定设计规定沙层沙层含水量大于含水量大于2%2%的风沙区，应采用土的风沙区，应采用土工网与植物工网与植物防护相防护相结合的结合的措施措施路基两侧防沙工程设计路基两侧防沙工程设计采取采取固沙与阻沙相结合的固沙与阻沙相结合的防沙措施防沙措施u固沙措施：采用固沙措施：采用立体植被立体植被护坡网、土工网、
24、坡网、土工网、土工网土工网垫、土工格土工格栅等覆盖于沙面或沙地上等覆盖于沙面或沙地上固定浮固定浮沙沙u阻阻沙沙措施：采用措施：采用方格方格状土工状土工网沙障或高立式网沙障或高立式土工合成材料防沙网土工合成材料防沙网沙障沙障风沙防护风沙防护50土工合成材料的技术性能应土工合成材料的技术性能应符合规范规符合规范规定定严寒严寒地区地区路堑路堑的边坡、堑顶、路基面以的边坡、堑顶、路基面以下和路堤地基下和路堤地基需保温需保温处理时，宜采用复处理时，宜采用复合土工膜、聚苯乙烯泡沫塑料或聚胺醋合土工膜、聚苯乙烯泡沫塑料或聚胺醋保温材料保温材料等作为保护层等作为保护层。严寒地区防护严寒地区防护51严寒严寒地区
25、挡土墙可采用土工合成材料在地区挡土墙可采用土工合成材料在墙背设置保温层墙背设置保温层，并，并应符合下列规定应符合下列规定:u可可采用聚苯乙采用聚苯乙烯泡沫塑料或泡沫塑料或聚胺聚胺酯，材料材料应具有一定具有一定的的强度、低度、低导热系数、低系数、低吸水率吸水率u保温保温层的厚度的厚度应通通过计算确定，算确定，B B级及以下及以下的的铁路工程路工程，可取，可取当地当地标准准冻结深度的深度的1/I0-1/I0-1/151/15，并不，并不应小于小于50mm50mmu保温板保温板可可单向、双向或三向向、双向或三向设置置;单向可向可设置于置于墙背面背面，双向，双向可可设置于置于墙背面和背面和墙顶地地面，三向可面，三向可设置于置于墙背面、背面、墙顶地面地面和垂直和垂直于于墙轴的的两端两端严寒地区防护严寒地区防护52土工合成材料防护土工合成材料防护工程施工工程施工土工合成材料石笼及沉枕冲刷防土工合成材料石笼及沉枕冲刷防护护工程施工工程施工土工模袋冲刷防护土工模袋冲刷防护工程施工工程施工严寒严寒地区土工合成材料地区土工合成材料施工施工施工要点施工要点