摘要：目前，在公路桥梁工程建设中，路桥工程质量和原材料质量受到企业的普遍重视。在市场经济中企业的目标是利润最大化，而加强质量管理是争取较好经济效益的最佳途径。土工合成材料是一种新型的建筑材料，由于其自身的独特优点，发展与应用非常迅速，尤其是在近几年全世界范围内得到迅速的发展，取得了良好的经济、社会和环境效益。
关键词：土工合成材料;路桥工程;道路工程;桥梁工程
1 土工合成材料概况
1.1 土工合成材料的分类
1.1.1 土工织物
土工织物，主要包括有纺布和无纺布，此类材料拥有良好的透水性。土工织物的重量比较轻，而且连续性较好，施工简单方便，耐腐蚀和抗微生物侵蚀。有纺布也称编织布，在它的生产过程中，把冷却的塑料薄膜切成细条，通过拉伸使大分子定向排列，制成扁丝，因此具有较高强度和较低的延伸率。无纺布大部分是指针刺型的，强度没有显著的方向性，具有较大的延伸率，能适应较大的变形。
1.1.2 土工模
土工模是指在土建工程中经常使用的塑料薄膜。土工模不透水，而且弹性和适应变形的能力很强，能适用于不同环境的施工条件，具有良好的抗老化作用，耐久性特别显著。土工模材料的不透水性，可用作防渗材料，以代替粘土、灰土、混凝土等传统的防渗材料。
1.1.3 特殊材料
土工合成材料中的特殊材料主要包括以下几种，土土工垫及土工格室、工格栅和土工模袋等。
土工格栅是指经过拉伸形成的矩形格栅的板材。由于在制造过程中经过特殊处理，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，大大提高了抗拉强度，而延伸率却比不上原板材。常用于土工复合材料的筋材等。
土工垫以及土工格室都是合成材料特制的结构，土工垫多为长丝结合而成的透水聚合物网垫，土工格室是由土工模和条带聚合物等构成的网格状结构，常用于环保工程。
土工模袋是一种双层聚合化纤织物制成的连续袋状材料，可代替模板。施工时用高压泵把混凝土或砂浆灌人模袋中，最后形成板材或其它结构形状的板材。可用于保护环境工程。
1.1.4 土工复合型材料
复合型材料是指由土工织物、土工膜和某些特殊土工合成材料，并将其中两种或两种以上的材料合成，称之为土工复合材料。复合材料可以将不同类型的材料性质结合起来，更好地满足具体工程的需要，能起到多种功能的作用。例如复合土工膜，就是将土工模和土工织物按一定的要求比例而制成的一种土工复合型材料。又如土工复合排水材料，它是以无纺布土工织物、土工网和土工模的土工合成材料组成的土工复合排水材料，用于软基排水加固结构和道路排水等的处理。从长远经济利益和环境效益来考虑，国内应该积极采用和提倡土工复合型材料的使用。
1.2 土工合成材料的功能
1.2.1 防渗作用，土工模和复合型土工合成材料，可以作为各种工程的防渗材料。以前许多已建成的混凝土坝存在严重的缺陷，除了剥落和裸露钢筋外，工程上最为关心的缺陷是结构渗漏的增加。但是土工模有很好的防渗作用。
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1.2.2 防护作用，当比较集中的应力或应变从一种物体传到另一种物体时。土工织物可以在中间起到减轻或分散的作用。如厚的无纺织物和复合土工膜可起保温作用，防冻害。可减轻车辆的集中荷载对基土的影响，防止路面反射裂缝。
1.2.3 过滤作用，是指把土工织物置于土的表面，土中水分可以通过织物排出。同时织物可阻止土颗粒流失。以免造成土体失稳，可代替砂、砾石等反滤层。
1.2.4 排水作用，是指在厚厚的针刺型无纺布和复合型材料可以在土体中形成排水通道，把土壤中水分汇集起来，沿着材料平面缓慢地排出土体外。
1.2.5 加筋作用，土工合成材料有较好的抗拉强度。埋于土中，作为土堤地基加筋，其应用前景主要是寻找安装加筋的方法。土工合成材料可以承受一部分拉应力。限制土体侧向位移，增加其稳定性，可以提高土体的强度。
1.2.6 隔离作用，将土工织物置于土、砂石料与地基之间，可把不同粒径的土粒分隔开。以免相互混杂，或发生土粒流失继而失去各种材料和结构的完整性。
2 土工合成材料的应用
在路桥工程中，土工合成材料可以用于路基和路面结构的处理，以及路基下和桥台的排水系统。土工合成材料具有的施工简单方便、重量较轻、投资少、见效快等优点，表现出独特的技术效果和经济效益，有助于提高工程质量。
2.1 应用于排水
用软的透水管水平镶嵌在路基边缘上，排除边坡内部的积水，并将其铺在道路中央德分隔带内，为分隔带进行排水。同时可以用土工织物包在鹅卵石等透水材料的外面或着直接包在各种带孔的排水管外部，构成排水系统，用于道路横纵向的地表和地下排水，代替一般的排水要求较高而且排水施工困难的道路，或着代替各种材料的排水管材。与此同时，也可以用于阻挡土墙背后和桥台背后排水系统，或用于隧道排水和防水层。例如江苏高速公路在道路中间分隔带内部应用复合土工膜防渗、无纺土工织物过滤以及软式透水管排水。
2.2 应用于植被保护
在西北荒漠地带，用土工网垫进行路堤边坡的植被防护，也可将其铺在绿洲、水库以及河塘岸坡上防止岸边坡被冲刷，利用土工织物袋装砂石以及土工模袋用作护坡。如汾灌高速公路临水路堤边坡采用土工模袋进行防护，新台高速公路采用土工垫植草护坡，这种方法及经济又实惠，采用土工网结合锚杆喷混凝土砂浆进行坡面防护。用土工格栅和复合加筋带构筑加筋土挡墙和桥台或加陡路堤边坡， 既增加了其稳定性，又节省占地，保护环境。
2.3 加固道路结构
土工合成材料还可以应用于道路表面与基层之间的柔性路面结构层。将高模量的土工合成材料置于路面结构层中，可加强路面结构层的抗拉能力，减薄软路面结构层的厚度，保持路面的结构完整性。主要做法就是在龟裂的沥青路面上浇洒粘层油，再将土工织物均匀的满铺道路的表面，然后在浇筑沥青面层，其次是混凝土面层，这样能起到控制裂缝发展的作用。调查数据表明，在道路表面加铺土工合成材料后，可改善裂缝处的应力集中，增强路面整体强度，减少车辙，延长沥青面层的疲劳寿命。目前新建的高速公路都是采用这些方法，都在道路中添加土工合成材料。
2.4 应用于临时道路
土工合成材料对于临时道路非常重要，有利于当地的环境保护和道路建设，减少投资，压缩成本。在许多海港和油田及一些军用的临时道路水文和地质条件不佳的地区。如沼泽或软基道路地区，如果采用绕道的方式，这不仅增加了线路的长度，而且加大了资金的投入。若将土工合成材料铺设在软弱的地基上，可以很好的利用土工合成材料的抗拉强度和变形特性，减少投入，节约成本。用于软弱地基之上的土工合成材料对合成材料具有隔离的作用，在土工合成材料之上的道路建筑材料是可以回收再利用的。
2.5 其他方面的应用
土工合成材料根据自身的特性，可以应用于处理道路膨胀和失陷的状况，保护道路。也可以应用于冻融翻浆路段，保持道路温度稳定，减少路基的冻坏等。除此之外，还可以应用于纤维土建造陡坡路基和挡墙，国外很早就有使用先例。
3 结束语
土工合成材料在国内公路修筑只有短短十几年的历史，但由于其具备良好的特性和不可替代的作用，在道路修筑过程中发挥着关键的作用。土工合成材料的应用，表明我国道路修筑已经迈入现代化的阶段，我国的路桥修筑正在蓬勃发展。
参考文献：
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[3]王文生，杨晓华，谢永利.公路边坡植物的护坡机理[J].长安大学学报.2005（04）
论文作者:苏春霞
论文发表刊物:《防护工程》2018年第33期
论文发表时间:2019/2/23
标签：土工论文; 材料论文; 织物论文; 土工合成论文; 道路论文; 作用论文; 结构论文; 《防护工程》2018年第33期论文;