馬永剛

呼和浩特市公路工程局，中國(guó)·內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，道路橋梁工程建設(shè)數(shù)量越來(lái)越多，道路橋梁工程的快速發(fā)展，使得道路橋梁工程施工的有關(guān)材料研發(fā)速度也越來(lái)越快。近些年來(lái)，各種各樣的新型合成材料在道路橋梁設(shè)計(jì)工程施工中應(yīng)用的越來(lái)越廣泛，新型材料因?yàn)槠涮匦砸约皟r(jià)格上所擁有的雙重優(yōu)勢(shì)，所以在道路橋梁工程中的應(yīng)用范圍以及應(yīng)用覆蓋面越來(lái)越廣。論文對(duì)土工合成材料在道路橋梁工程施工中的應(yīng)用進(jìn)行了論述。

土工合成材料；道路橋梁工程；作用

1 引言

對(duì)于道路橋梁工程發(fā)展而言，施工技術(shù)以及施工材料的進(jìn)步是推動(dòng)道路橋梁工程革新的重要?jiǎng)恿ΑＴ诮鼛啄陙?lái)道路橋梁施工過(guò)程中，高新技術(shù)材料的應(yīng)用越來(lái)越多，尤其是合成材料。合成材料本身具有價(jià)格低以及性能優(yōu)的特點(diǎn)，所以在實(shí)際施工工程中被越來(lái)越多的工程項(xiàng)目所青睞。論文就當(dāng)下道路橋梁施工過(guò)程中對(duì)土工合成材料的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行論述，同時(shí)對(duì)發(fā)揮作用以及防護(hù)保養(yǎng)工作進(jìn)行深入分析[1]。

2 土工合成材料

2.1 土工合成材料解讀

工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中所應(yīng)用的土工合成材料本身是應(yīng)用于巖土工程當(dāng)中的，同時(shí)其本身是通過(guò)合成材料作為原材料所生產(chǎn)出的土木工程建設(shè)所需原材料。因?yàn)槠湓谑褂眠^(guò)程中大多數(shù)都是在巖土工程中進(jìn)行應(yīng)用，所以合成材料前面增加了土工兩字，現(xiàn)如今被越來(lái)越多的人稱(chēng)為土工合成材料。在早期發(fā)展的時(shí)候，合成材料本身是伴隨著當(dāng)下施工設(shè)計(jì)需要以及技術(shù)發(fā)展而不斷更新的，如當(dāng)時(shí)的土工隔柵及土工網(wǎng)和土工模袋等，這些名稱(chēng)已經(jīng)逐漸不能適應(yīng)于當(dāng)時(shí)所有的合成材料和產(chǎn)品，所以在之后的一段時(shí)間之內(nèi)，對(duì)于合成材料本身我們將其統(tǒng)稱(chēng)為土工植物和土工膜相關(guān)產(chǎn)品。隨著時(shí)間的不斷發(fā)展，這類(lèi)材料經(jīng)過(guò)第5 屆國(guó)際土工合成材料學(xué)術(shù)會(huì)議確定被命名為土工合成材料，這種稱(chēng)呼一直沿用至今，當(dāng)下我們也將這類(lèi)材料統(tǒng)稱(chēng)為土工合成材料[2]。

2.2 土工合成材料構(gòu)造

我們所知道的土工合成材料，其組成原材料大多數(shù)都是高分子聚合物，在一般情況下，這些高分子聚合物是在煤以及石油和天然氣或者是石灰當(dāng)中經(jīng)過(guò)提煉出來(lái)的一些化學(xué)物質(zhì)，這些化學(xué)物質(zhì)通過(guò)更進(jìn)一步的加工，形成了纖維或者是合成材料，然后再進(jìn)行制作，形成了最終我們所見(jiàn)到的用于土木工程施工的相關(guān)產(chǎn)品。當(dāng)下常用的土工合成材料當(dāng)中聚合物主要包括聚乙烯、及聚丙烯以及聚氯乙烯等。

3 土工合成材料的作用

3.1 隔離

所謂的隔離是指在進(jìn)行材料的放置時(shí)，將土工合成材料放置在擁有兩種不同性能以及特性的材料之間或者是擁有同一特性，但粒徑不同的同一材料之間。除此之外，還可以將土工合成材料放置在土體表面和上部建筑物結(jié)構(gòu)之間。通過(guò)這樣的方式不能融合在一起，或者是產(chǎn)生直接接觸的物體，即使在外部壓力作用下，材料本身在受力情況下還是會(huì)出現(xiàn)相互擠壓的情況，因?yàn)橥凉ず铣刹牧显趦蓚€(gè)不同材料之間產(chǎn)生隔離作用，所以材料之間不會(huì)出現(xiàn)流失或者是混雜的現(xiàn)象，使不同材料的整體結(jié)構(gòu)以及功能都得到保持。在當(dāng)前的道路橋梁建設(shè)過(guò)程中，通過(guò)土工合成材料本身隔離作用的發(fā)揮，現(xiàn)已經(jīng)被大量的使用在鐵路以及公路路基建設(shè)和石壩工程以及河道整治工程當(dāng)中。

3.2 防護(hù)

相較于隔離來(lái)講，普工合成材料本身所擁有的防護(hù)作用是將受力進(jìn)行傳遞，從而使應(yīng)力得到分解，避免土體遭到外界力作用而被破壞。通過(guò)這樣的方式，使與土工合成材料產(chǎn)生接觸或者是具有保護(hù)關(guān)系的材料不會(huì)被破壞。而當(dāng)下在進(jìn)行實(shí)際防護(hù)作用發(fā)揮時(shí)，防護(hù)作用的發(fā)揮主要可以分為兩種情況來(lái)進(jìn)行：第一，將土工合成材料在土體表面進(jìn)行放置，通過(guò)這樣的方式使土體表面不會(huì)受到由外界撞擊或者是重物碾壓等外力影響；第二，將土工合成材料在兩種不同材料之間進(jìn)行放置，這樣可以保證土工合成材料一側(cè)材料受到應(yīng)力集中作用時(shí)，另一側(cè)材料不會(huì)被破壞。

3.3 過(guò)濾

過(guò)濾作用對(duì)于土工植物來(lái)講，在水利工程當(dāng)中的應(yīng)用是最為廣泛的，隨著現(xiàn)如今的應(yīng)用場(chǎng)景不斷變化，在水利、鐵路以及公路和建筑等多種工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，過(guò)濾作用都有所發(fā)揮。但最主要的作用發(fā)揮，還是在水利工程當(dāng)中進(jìn)行堤壩基礎(chǔ)建設(shè)。對(duì)于一些砂石料非常緊缺的地區(qū)來(lái)講進(jìn)行水利工程建設(shè)，可以使用土工合成材料來(lái)作為過(guò)濾層，通過(guò)這樣的方式起到過(guò)濾的作用。實(shí)際作用發(fā)揮是將土工織物在土體表面和相鄰?fù)翆又g進(jìn)行放置，然后土體當(dāng)中水分可以通過(guò)土工織物進(jìn)行排出，同時(shí)土工織物又可以避免土顆粒出現(xiàn)流失現(xiàn)象，使土體的穩(wěn)定性得到了保證。

3.4 排水

因?yàn)橥凉ず铣刹牧媳旧聿⒉皇瞧鸬阶钄嘧饔玫?，所以合成材料本身的透水性能是非常好的。?duì)于土體的排水工作來(lái)講，利用土工合成材料可以使土地內(nèi)部所存在的積水匯集到土工織物內(nèi)部，然后土工織物內(nèi)部形成排水通道，進(jìn)而使水分排出體。土工合成材料擁有的排水作用，在當(dāng)下的土壩建設(shè)和路基建設(shè)以及黨土墻建設(shè)工作當(dāng)中，土工合成材料的應(yīng)用都比較廣泛，且土工合成材料本身還可以同其他排水結(jié)構(gòu)進(jìn)行配合，從而使建筑工程排水體系能夠更加完善，對(duì)地表水以及地下水的排除作業(yè)來(lái)講是非常有利的[3]。

3.5 加筋

在當(dāng)下的道路橋梁工程當(dāng)中，土工合成材料應(yīng)用越來(lái)越多，主要是因?yàn)橥凉ず铣刹牧媳旧淼奈锢硇阅芨?，而這些物理性能當(dāng)中其中最突出的就是合成材料本身的抗拉強(qiáng)度。將土工合成材料在土體或者是路面結(jié)構(gòu)當(dāng)中適當(dāng)位置進(jìn)行埋放，可以使土體或者是路面所承擔(dān)的結(jié)構(gòu)應(yīng)力以及拉力等進(jìn)行分散，避免土體或者是路面出現(xiàn)側(cè)向位移現(xiàn)象。因?yàn)橥凉ず铣刹牧媳旧砗屯馏w或者是路面結(jié)構(gòu)之間材料之間摩擦力也非常大，所以土工合成材料會(huì)與土體和路面之間形成復(fù)合體，無(wú)論是對(duì)于土地本身還是對(duì)于路面結(jié)構(gòu)來(lái)講，其抗拉強(qiáng)度都會(huì)大大提升，使土體以及路面結(jié)構(gòu)層本身的不均勻沉降問(wèn)題和路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性遭破壞問(wèn)題，都得到全面的解決。

3.6 防滲漏

對(duì)于大型道路橋梁工程來(lái)講，實(shí)際施工作業(yè)過(guò)程中最主要的一道工序就是進(jìn)行防滲漏作業(yè)，而在過(guò)去發(fā)展過(guò)程中，因?yàn)椴牧系姆N類(lèi)限制，所以防滲漏作業(yè)工作質(zhì)量提升效果非常的微弱，而當(dāng)下隨著土工合成材料的不斷涌現(xiàn)，道路橋梁工程當(dāng)中的防滲漏物工作效果越來(lái)越好。

4 土工合成材料的防護(hù)保養(yǎng)

4.1 土工合成材料的耐久性

土工合成材料本身其組成結(jié)構(gòu)或者是原材料是高分子聚合物，所以高分子聚合物本身的結(jié)構(gòu)是鏈接結(jié)構(gòu)，對(duì)老化的反應(yīng)非常敏感，因此在實(shí)際使用過(guò)程中，土工合成材料本身的耐久性，是比較關(guān)鍵的一個(gè)問(wèn)題。因?yàn)橥凉ず铣刹牧蠈?duì)氧化作用十分敏感，所以也非常容易出現(xiàn)降解反應(yīng)以及交換反應(yīng)會(huì)使材料本身的結(jié)構(gòu)遭到破壞，因此在實(shí)際使用過(guò)程中，土工合成材料的使用壽命受到重視程度越來(lái)越高。在當(dāng)下可以對(duì)土工合成材料耐久性產(chǎn)生影響的氧化作用主要包括了熱和溫度所引起的熱氧化，還有就是日常環(huán)境當(dāng)中陽(yáng)光紫外線(xiàn)所產(chǎn)生的光氧化。后者所產(chǎn)生的氧化作用相比較于前者所產(chǎn)生的氧化作用，破壞效果要更強(qiáng)，因?yàn)樽贤饩€(xiàn)本身所具有的能量非常高，所以對(duì)于聚合物來(lái)講，聚合物本身的分子量會(huì)在紫外線(xiàn)的照射下產(chǎn)生破壞，同時(shí)引發(fā)光氧化反應(yīng)[4]。

4.2 土工合成材料的防護(hù)保養(yǎng)

因?yàn)橥凉ず铣刹牧媳旧砣菀桌匣?，進(jìn)而導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)遭到破壞，所以基于這種現(xiàn)狀，雖然老化不能夠完全消除，但是通過(guò)合理的措施來(lái)進(jìn)行防治，也可以使土工材料本身的使用壽命大大增加，降低其老化速度。第一，是在原材料當(dāng)中增加人老化劑，主要作用是為了使外界存在的光以及氧和熱等因素，與土工合成材料產(chǎn)生接觸以及發(fā)生反應(yīng)過(guò)程中，能夠降低反應(yīng)速度和反應(yīng)程度。第二，則是在工程建設(shè)過(guò)程中采取相關(guān)防護(hù)措施，包括降低材料在陽(yáng)光下暴曬的時(shí)間，以及通過(guò)深水以及沿途等對(duì)材料進(jìn)行覆蓋。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于當(dāng)下的道路橋梁工程建設(shè)來(lái)講，合成材料的應(yīng)用是未來(lái)道路橋梁工程建設(shè)的必然需求，在當(dāng)下這種趨勢(shì)已經(jīng)非常明顯，隨著土工合成材料的不斷研發(fā)以及性能的不斷提升，道路橋梁工程建設(shè)過(guò)程中，以及占比將會(huì)越來(lái)越大。因此，針對(duì)土工合成材料在道路橋梁工程中的實(shí)際應(yīng)用，需要加強(qiáng)對(duì)其維護(hù)與保養(yǎng)工作的力度，充分發(fā)揮土工合成材料的作用[5]。