土木合成材料在工程中應(yīng)用

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摘要：部分市政工程出現(xiàn)了路面塌陷、管線(xiàn)漏水或管道淤堵等問(wèn)題，降低了市政工程的使用年限，增加了后續(xù)的維修費(fèi)用。土木合成材料具有較好的路堤加筋穩(wěn)固、隔離地下水以及過(guò)濾排水等功能，被應(yīng)用到不同類(lèi)型的市政工程項(xiàng)目中。本文在分析土木合成材料種類(lèi)及合成材料特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，介紹土木合成材料在市政工程中的公路工程和生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)工程方面的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：土木合成材料；公路工程；生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)

0引言

土木合成材料是一種人工合成的新型材料，其原材料是人工合成聚合物。土木合成材料首次在我國(guó)應(yīng)用的時(shí)間是1962年，是應(yīng)用于灌溉水渠起防滲作用的塑料薄膜。1980年后，我國(guó)大部分建筑工程都有涉及土木合成材料的應(yīng)用。近年來(lái)，部分市政工程出現(xiàn)了路面塌陷、管線(xiàn)漏水或管道淤堵等問(wèn)題，降低了市政工程的使用年限，增加了后續(xù)的維修費(fèi)用，其原因是部分市政工程采用的是砂石基礎(chǔ)，屬于柔性基礎(chǔ)，隨時(shí)間推移會(huì)發(fā)生不均勻沉降，導(dǎo)致市政管線(xiàn)接口處因受力不均而漏水，此外，自然環(huán)境的降水等也會(huì)引起地基不均勻沉降，同時(shí)，護(hù)坡材料采用的是普通材料，防水土流失能力有限，也導(dǎo)致市政工程出現(xiàn)質(zhì)量缺陷?；诖?，對(duì)土木合成材料的研究和利用對(duì)市政工程中各類(lèi)問(wèn)題的解決有積極作用。

1土木合成材料種類(lèi)

土木合成材料的構(gòu)成基礎(chǔ)是人工聚合物，將土木合成材料與土體緊密結(jié)合后可視為一個(gè)整體，繼而對(duì)整體結(jié)構(gòu)起到加強(qiáng)和保護(hù)作用。市政工程土木合成材料的常用種類(lèi)見(jiàn)表1。

2土木合成材料在市政道路中的作用

2.1土基加筋加固

在市政道路結(jié)構(gòu)中的墊層施工中常用到土木合成材料，目的是利用土木合成材料對(duì)土層進(jìn)行加筋起到加固作用，加筋的施工如圖1所示。加筋墊層在市政道路軟土路基處理方面應(yīng)用更常見(jiàn)。市政道路施工中的路基處理難度較大，路基處理不好會(huì)影響道路的整體性和內(nèi)力的均勻分布，通過(guò)土木合成材料增加路基加筋墊層后，有效提升市政工程整體性，均勻分布土層中的內(nèi)力，還有效降低了填料層的厚度。土木合成材料可以有效約束市政道路路基側(cè)向變形，大幅提升路基承載能力，降低路基不均勻沉降。

2.2市政公路路面裂縫防治

市政公路路面施工通常采用性?xún)r(jià)比較高的瀝青混凝土施工技術(shù)，在市政道路老舊瀝青混凝土路面加鋪一層土木合成材料，延遲老舊路面對(duì)加鋪層的裂縫反射條件。增加市政道路路面抗拉強(qiáng)度和在承受最大負(fù)荷載下的延伸率的最有效且造價(jià)最低的方法，就是在市政道路施工時(shí)采用土工織物或玻纖網(wǎng)等土木合成材料。玻纖網(wǎng)在市政道路中的應(yīng)用如圖2所示，使用玻纖網(wǎng)鋪設(shè)時(shí)最大粒徑與瀝青面層材料顆粒的比值應(yīng)在0.8左右[1]。在對(duì)市政工程彎沉值綜合考量后，制定使用土木合成材料鋪設(shè)的具體方案[2]，施工時(shí)，要為土木合成材料的鋪設(shè)和土木合成材料的固定提供清潔的路面，鋪設(shè)作業(yè)過(guò)程要按照規(guī)范和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，以有效延緩瀝青路面開(kāi)裂和防止瀝青路面因動(dòng)荷載引起的裂縫反射到路基層。

2.3提高市政工程排水功能

在城市排水建設(shè)中，土木合成材料可以起到對(duì)雨水的收集和疏散作用。城市排水系統(tǒng)通常選用的土木合成材料是土木織物，因土木織物有良好的透水能力和排水能力，有時(shí)還會(huì)將穿孔管或排水濾芯等材料與之配合使用[3]。

2.4提高垃圾處理廠防滲能力

城市垃圾處理廠因建設(shè)或使用不規(guī)范，往往伴有垃圾滲濾液滲漏，對(duì)土壤和地下水造成威脅或?yàn)V液氣體揮發(fā)對(duì)空氣造成污染。土木合成材料中復(fù)合土工膜有防滲防漏的作用，將復(fù)合土工膜應(yīng)用在垃圾處理廠中可以起到較好的防滲效果。垃圾處理廠的防滲膜中除了復(fù)合土工膜外，還將土工織物加入其中，加入后不僅提高了防滲能力，還增加了防滲膜抗拉伸和抗撕裂的能力。用復(fù)合土工膜和土工織物做材料的垃圾處理廠防滲膜有優(yōu)異的物理性能，無(wú)論是溫暖地區(qū)的垃圾處理廠，還是寒冷地區(qū)的垃圾處理廠都可以使用。垃圾處理廠防滲膜施工見(jiàn)圖3。

3土木合成材料在生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)中的作用

3.1凈化生態(tài)系統(tǒng)

生物浮島作為集環(huán)保除污和綠化景觀功能為一體的新技術(shù)，在市政景觀和生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。生物浮島將綠化物和漂浮物有機(jī)結(jié)合，而漂浮物浮體材料就是土木合成材料中的發(fā)泡聚苯乙烯，在發(fā)泡聚苯乙烯上涂抹聚氨酯涂層后可以在漂浮體上種植綠色植物，如圖4所示。由于浮島上可以種植植物，植物長(zhǎng)到一定階段后可以吸引鳥(niǎo)類(lèi)繁衍生息，而浮島下的植物根系還可以為水下的微生物群提供營(yíng)養(yǎng)環(huán)境，繼而形成小型的生態(tài)系統(tǒng)。生物浮島構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)不僅可以起到凈化空氣、水體的作用，還可以起到綠化景觀的作用。

3.2提供生態(tài)系統(tǒng)的連接連通

市政工程生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)的一個(gè)重要工作是確保生態(tài)系統(tǒng)的連通性。為此，一種名為碎石聚氨酯的土木合成材料被研究出來(lái)，且較好應(yīng)用到了市政工程生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)中。碎石聚氨酯是由聚氨酯和碎石均勻攪拌而成，兼顧了聚氨酯的高粘性、高彈性，同時(shí)碎石棱角之間的空隙也使得合成材料具有透水和透氣能力，可以有效提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4結(jié)語(yǔ)

在市政工程建設(shè)中，土木合成材料起到了積極作用，土木合成材料可以單獨(dú)在市政工程建設(shè)中使用，也可以配合其他材料來(lái)共同使用。對(duì)市政工程中的路基加筋、減少瀝青路面裂縫以及景觀建設(shè)等方面，土木合成材料有很大優(yōu)勢(shì)。此外，在市政工程建設(shè)中應(yīng)用土木合成材料可以減低施工成本、縮短建設(shè)周期。

參考文獻(xiàn)

[1]張曉強(qiáng),鄭愛(ài)榮.溫濕度對(duì)土工膜試驗(yàn)結(jié)果穩(wěn)定性影響[J].中國(guó)港灣建設(shè),2021,41(08):38-41+64.

[2]何水清,高鵬飛.土工合成材料層間摩擦試驗(yàn)研究[J].中國(guó)礦業(yè),2021,30(S1):385-390.

[3]關(guān)鑫.土工布在公路工程中的作用原理與施工技術(shù)[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì),2021(11):160-162.

作者:王玉培 劉旭亮 單位:河北雙誠(chéng)建筑工程檢測(cè)有限公司 中冀建勘集團(tuán)有限公司