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山西金利复合材料有限公司,主要生产:山西玻纤土工格栅、山西钢塑土工格栅、双向塑料土工格栅、涤纶土工格栅、单向塑料土工格栅、透水土工布、短纤土工布、复合土工膜、防渗土工布、两布一膜、防裂贴、抗裂贴、三维植被网、软式透水管、塑料盲沟、硬式透水管、塑料植草格、塑料排水板、蓄排水板、螺旋裹丝管等土工材料产品,产品远销整个中国市场,应用于公路、铁路、水利、水电、园林绿化、垃圾填埋场、河道治理等等项目。产品具有高强度的拉力,能够是道路增强抗拉防止道路裂缝作用。
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玻纤土工格栅保证质量、发货快、包装、现货。
随着山西公路的大规模修建,常遇到软土、膨胀土等特殊土施工难、质量控制不宜把握等问题,而土工合成材料的应用,在一定程度上解决了土木工程建设问题。所谓土工合成材料,是各种合成纤维织物的统称,包括土工格栅、土工网、土工薄膜及土工席垫等。其中,山西土工格栅具有抗拉强度高,变形模量大,耐腐蚀、抗老化,与土颗粒之间的摩擦系数大、连锁作用强、加筋效果好等特点,将土工格栅埋至土体内,作为地基的加固补强材料,可增强地基的承载力。同时,通过约束土体的侧向剪胀变形,可改善土体的整体受力条件,提高土体的整体强度和土工构筑物的整体稳定性,因此,玻纤土工格栅在公路建设中有着独特的应用前景。
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玻纤土工格栅是选用优质增强型无碱玻纤纱,利用国外先进经编机织成基材,采用经编定向结构,充分利用织物中纱线强力,改善其力学性能,使其具有良好的抗拉强度,抗撕裂强度和耐蠕变性能,并经过优质改性沥青涂覆处理而成的平面网络状材料。其因循相似相容原理,突出其与沥青混合料的复合性能,并充分保护玻纤基材,极大提高了基材的耐磨性及抗剪切能力,从而得以用于路面增强,抵抗裂缝车辙等公路病害产生,结束了沥青路面难以增强的问题。
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玻纤土工格栅的特性
玻纤土工格栅是以无碱玻璃纤维网布为基材,经表面涂覆处理而成的半刚性制品。玻纤土工格栅的优异性能特点如下:
1.高抗拉强度、低延伸率:玻纤土工格栅是以玻璃纤维为原料。超越了其它纤维和金属。同时它模量很高,而玻璃纤维的强度较高。具有很高的抗变形能力,断裂延伸率小于3%。
2.无长期蠕变:玻纤土工格栅作为增强材料。这保证产品能够临时坚持性能。 具备在临时荷载的情况下抵抗变形的能力即抗蠕变性是极为重要的玻璃纤维不会发生蠕变。确保了玻纤土工格栅能够长期保持性能。
3.热稳定性:玻璃纤维的熔化温度在1000℃以上,而在28℃下不会发生任何改变,保证了玻纤土工格栅在摊铺作业中承受过量热的稳定性。
4.与沥青混合的相容性:玻纤土工格栅在后处理工艺中涂覆的资料是针对沥青混合料设计的每根纤维都被充分涂覆。从而确保了玻纤格栅在沥青层中不会与沥青混合料产生隔离,与沥青具有很高的相容性。而是牢固的结合在一起。
5.物理化学稳定性:经过特殊后处理剂进行涂覆处理。保证其性能不受影响。 玻纤土工格栅能够抵抗各类物理磨损、化学侵蚀、生物侵蚀和气候变化。
6.集料嵌锁和:由于玻纤土工格栅是网状结构。这样就形成了机械嵌锁。这种阻碍了集料的运动,沥青混凝土中的集料可以贯穿其中。使沥青混合料在受荷载的情况下能够达到更好的压实状态,更高的承重能力,更好的荷载传送性能及较小的变形。
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玻纤土工格栅在公路工程中的应用
(1)玻纤土工格栅在路基加固及软基处理中应用
城市道路的新建及大修,主要考虑路基的稳定和沉降两大问题。一般无加筋路堤,在较厚的软土层上为圆弧滑动或冲切式沉降导致破坏;在薄层软土层上,则为侧向挤出破坏。道路通过软土地基时,一般简单的处理方法是换土或在软土地基上铺一层砾石或碎石后压实。换土法费工费料,不经济。铺碎砾石在压实后,有限的粒料被挤入软基土中,土料相混,降低了材料强度,路面在行车作用下仍易出现沉陷。随着土工合成材料研究的不断深入,大家发现采用玻纤土工格栅不仅能够解决软土地基稳定性的问题,还可以有效的减少路基填土后引起的不均匀沉降。把玻纤土工格栅直接铺设在软基上,再铺以粒料基层,这样不但能保证粒料与地基土不相混和而且格栅与粒料间的咬合作用得到了进一步加强,基层具有抗拉强度,从而提高了软土地基的承载能力。
使用玻纤土工格栅的经济效益在于:降低了对填筑材料的要求,当符合设计要求的填筑材料较远,则就近的砂性填筑材料加铺土工格栅后就能满足设计要求;减少填筑工程量;降低土方填筑碾压成本。
(2)玻纤土工格栅在防止反射裂缝方面的应用
在旧的水泥混凝土路面和旧的沥青混凝土路面上加铺沥青面层,是一种常用的路面修复技术。它具有工期短、造价低、对交通影响小、修复路面服务性能好等优点。但其主要问题是在沥青加铺层中容易出现反射裂缝,即沥青面层在使用中由于温度收缩、行车荷载及路基局部沉降形成的横向裂缝和纵向裂缝,且裂缝宽度随时间增长会逐渐增大,影响路面使用效果。按常规的处理方法,需切割面层,基层,再重新摊铺面层,施工工序复杂,经济效益较差。设置玻纤土工格栅是延缓反射裂缝的主要措施之一,在沥青面层中加铺玻纤土工格栅防裂层后,能有效降低沥青面层内裂缝的应力强度因子幅值,改变沥青层表面的应力分布,提高抗疲劳性,进而是裂缝不会很快扩展。有关试验表明铺设玻纤土工格栅防裂层后,面层抗疲劳荷载的能力比未铺设玻纤土工格栅防裂层的抗疲劳荷载能力提高10倍以上。
同时铺设玻纤土工格栅防裂层能减少路基的温度收缩和水分收缩,延缓反射裂缝扩展时间。采用玻纤土工格栅处理,不需要破坏路面结构,施工迅速,使用效果和经济效益明显。
玻纤土工格栅作用机理
玻纤土工格栅应用于道路结构层中,主要有抗疲劳开裂、路基加固和防止反射裂缝等方面的作用,其作用机理如下所述:
(1)抗疲劳开裂的作用机理
沥青路面必须具有一定的承载能力,在规定时间内不能发生疲劳破坏。沥青路面在直接与车轮接触的下面层受到压力,在轮载边缘以外区域,受到拉力作用,由于两处受力区域所受力性质不同,而又彼此靠近,因此在两块受力区域的交界处发生破坏,在长期荷载的做用下,发生疲劳开裂。
玻纤土工格栅在沥青面层中,能够将上述的压应力与拉应力分散,在两块受力区域之间形成缓冲带,减少了应力突变对沥青面层的破坏。同时玻纤土工格栅的低延伸率减少了路面的弯沉量,保证了路面不会过度变形。
(2)路基加固和防止反射裂缝作用机理
玻纤土工格栅通过两个重要机理作用于路基加固和防止反射裂缝:直接抗拉应力及固限土的侧向位移。对于加入玻纤土工格栅的沥青混凝土,玻纤土工格栅的网孔结构使玻纤土工格栅对网孔内的沥青混合料起了一个筋篐作用。因此,当沥青混凝土结构层底部的基础在荷载的作用下,出现裂缝并延伸到玻纤土工土工格栅处时,土工格栅的存在改变了裂缝的受力情况,使裂缝处的张开变形受到,从而起到加固路基抑制裂缝向上发展的作用。
玻纤土工格栅网孔结构的稳定性由于与沥青混合料相互填充而得到加强,玻纤土工格栅本身较高的抗拉强度则是抑制张开变形的主要因素。加入玻纤土工格栅的沥青混凝土可以有效的改善路面结构的应力分布,抵抗和延缓由于路基裂缝所造成的路面病害的发生,使沥青混凝土结构层在较长时期不发生因张力变形引起的受荷破坏,与未加玻纤土工格栅的沥青混凝土机构层相比,使用玻纤土工格栅可以大大提高路面的使用寿命。
在城市道路中使用玻纤土工格栅,综合造价低、养护维修费用低,社会效益明显,施工工艺容易掌握,具有广泛的应用价值。如果我们能够在新建和养护工程中大面积使用,就可以大大节省资金,提高公路施工质量,做到基础建设的资金合理利用,发挥其效益。
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玻纤格栅针对反射裂缝是沥青路面普遍存在的一种病害现象。根据国内外道路工程的实践,在沥青面层和中集沥青混合料层或粗集沥青混合料层之间铺设一层土工织物,可用以或减缓面层反射裂缝的产生,从而延长道路的使用寿命,降低维修成本。但是,由于沥青路面浇注时的温度高达160℃-180℃,致使土工织物褶皱、变形、软化,使其性能大大降低,不但难以或减缓面层反射裂缝的产生,而且使得沥青路面更加凹凸不平,而玻纤土工格栅所特有的性能,完全满足沥青路面的要求,目前许多工程已使用玻纤土工格栅。
玻纤应用于沥青道路时,可在以下几方面发挥作用。
(1)抗疲劳开裂
沥青路面必须具有一定的承载能力,在规定的时间内不能发生疲劳破坏。沥青路面在直接与车轮接触的下面层受到压力,在轮载边缘以外的区域,面层受到拉力作用,由于两处受力区域所受力性质不同,而又彼此紧靠,因此在两块受力区域的交界处即力的突变处发生破坏,在长期荷载的作用下,发生疲劳开裂。
玻纤土工格栅在沥青面层中,能够将上述的压应力与拉应力分散,在两块受力区域之间形成缓冲带,减少了应力突变对沥青面层的破坏。同时玻璃纤维土工格栅的低延伸率减少了路面的弯沉量,保证了路面不会发生过度变形。
(2) 耐高温车辙
沥青混凝土在高温时具有流变性,在车辆荷载作用下,受力区域产生凹陷,车辆荷载撤除后,沥青面层无法完全恢复原状态,即产生了塑性变形,在车辆反复碾压的作用下,塑性变形不断积累,形成车辙。通过沥青面层结构分析可知,高温下的沥青混凝土在受到荷载的碾压作用,形成了微量的波形流变,面层中没有任何可以约束沥青混凝土流变的骨架材料,造成沥青面层流变的累积叠加,这是形成车辙的根本所在。
在沥青面层中使用玻纤土工格栅,其在沥青面层中起到骨架作用,沥青砼中集料贯穿于格栅间,形成复合力学嵌锁体系,集料运动,增加了沥青面层中的横向约束力,沥青面层中各部分彼此牵制,防止了沥青面层的推移,从而起到抵抗车辙的作用。
(3) 抗低温缩裂
严寒时期,沥青混凝土面层的温度近于气温,沥青砼遇冷收缩,产生拉应力,在受到荷载反复作用下,拉应力进一步增加,当拉应力超过沥青砼拉伸强度时,产生裂纹,在裂纹两端处,拉应力更加集中,裂纹逐步形成裂缝,造成病害。
玻纤土工格栅置于沥青中,使得沥青砼的拉伸强度大大提高,足够抵抗住较大的拉应力而不致发生路面破坏,即使因为局部区域产生微小裂纹,裂纹处的应力集中,经玻纤土工格栅的传递而消失,裂纹不会发展成裂缝。
(4) 延缓反射裂缝
裂缝产生的反射有两种,一种是面层产生裂缝后,裂缝向下反射,破坏下层结构,降低路面结构强度,在雨水时节,水进入裂缝中,在交通荷载(轮胎压力)的反复抵压,水在裂缝中产生水压,水不断的冲击沥青混合料,导致裂缝扩大。另一种是旧面层原有裂缝,路基层或下层路基层产生的裂缝向上反射,新罩路面无法承受因底层移动而产生的剪切力和抗伸应力,导致路面面层裂缝。在沥青罩面层中加铺玻纤土工格栅夹层,抑制应力,释放应变,增强沥青混凝土整体强度,达到防止裂缝向上或向下反射的目的。
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山西钢塑山西土工格栅在软土地基的处理质量直接影响到路基的基础承载力,也是保证道路建成后、运营的关键。软基处理在道路工程中比较常见,软基处理方法也很多。通过对前人研究成果的学习,本文即是以某市北围堤公路为例,分析软土地基处理在公路施工中的应用
一、公路软基处理方法
(一)淤泥层厚度较小的路段:山西土工格栅+山皮石+山西土工格栅+改良土的方法。淤泥上有50~80cm亚粘性土,具有一定的稳定性,且淤泥厚度在1~2米之间,地面积水较易排除,因此采用山西土工格栅+山皮土+改良土的措施。由于地下水位高,该公路沿线的软土水稳性差,浸水时承载力很低,山西土工格栅和山皮土配合可以提高路基填料的水稳性,还可减弱地下水的毛细作用对路基产生不良影响。
(二)地处盐池中,池中淤泥较厚,且水位较高路段:抛石挤淤+山西土工格栅+改良土。淤泥厚在2~3米之间,排水困难,也无法清淤,采用措施是抛石挤淤+山西土工格栅+改良土,同时加宽水面线以下的路堤宽度,这样处理可以提高路基的整体稳定性,并有效控制路基沉降。
二、公路软基处理施工技术
(一)软土地基处理前应完成以下工作:
软基处治施工前,应完成以下工作:
1、收集并熟悉有关施工图、工程地质报告、土工实验报告和地下管线、构造物的布设等资料;
2、编制施工组织设计或施工大纲;
3、原材料、半成品、成品的检验;
4、施工机械设备的调试;
总之,在施工中应遵循“按图施工”的原则和“边观察、边分析”的方法,做到经济、可行、、创新并有利于环保。
(二)公路软基处理技术
1、淤泥层厚度较小的路段
淤泥层厚度较小的路段
施工主要机具:灰土拌和机、挖掘机、装载机、振动压路机、双钢振动压路机、三轮压路机、平地机、湿地推土机。
施工方法:
(1)清表:将原地面整平,芦根及腐殖土,并弃运。
(2)测量放线:进行中线测量,并根据中线、设计图表、施工工艺测定出路基坡脚及两侧边沟、路基边线位置。
(3)铺筑 层山西土工格栅:将山西土工格栅由一侧沿挖好的沟壁向另一侧横向铺设,山西土工格栅搭接处不小于20cm,且沿搭接处方向采用22号铅丝绑扎,待铺筑完后用进行排压整平。铺设范围按设计宽度进行控制。
(4)山皮土填筑:用装载机、推土机并配以挖掘机进行倒运、铺筑,铺筑厚度控制在50cm以内。山皮土填筑过程中严格进行高程控制。在山皮土铺筑完、整平后,采用压路机按操作规程进行碾压。碾压至山皮土上无明显轮迹,达到设计要求。
(5)铺筑第二层山西土工格栅:首先根据放样位置将山西土工格栅在预留出上包量的前提下,由一侧向另一侧横向铺设,其搭接及绑扎等同于 层山西土工格栅的施工方法,然后用压路机进行碾压整平。
(6)填筑 层改良土:(a)事先将石灰、土进行化验分析,并对改良土按配合比进行标准击实试验。根据其配合比于取土点进行灰土拌合,拌合现场严格控制铺土、铺灰厚度及灰土的含水量。施工过程中严格控制厚度、宽度、压实度等技术指标。(b)首层填筑厚度为50cm,施工中严格控制铺筑厚度及宽度,严格按设计要求进行找平碾压,其压实标准控制在85%以上(首层表面下20cm内检测压实度),压实后及时检测,达到设计要求后方可进行第二层改良土铺筑。第二层改良土填筑厚度为30cm,其施工方法及检验程序同首层改良土施工,其压实度标准控制在90%以上;第三层改良土填筑厚度为20cm,其施工方法及检验程序同首层改良土施工,其压实度标准控制在90%以上。
(7)铺筑第三层山西土工格栅:除不预留包裹量外,其它等同于第二层山西土工格栅。
(8)填筑第二层改良土:等同于 层改良土的施工方法,填筑厚度由第三层山西土工格栅至路面结构层。
2、山西土工格栅(关键工序):
施工中应注意事项有:
(1)铺设山西土工格栅时,应注意均匀、平整。在斜坡上施工时,应保持一定松紧度以避免石块使其变形超出聚合材料的弹性极限。
(2)铺设山西土工格栅时,应注意端头的位置和锚固。
(3)铺设的关键是保证连续性,不使其出现扭曲、折皱、重叠,并要特别注意避免过量拉伸以避免超过其强度和变形的极限产生破坏或撕裂、局部顶破等。
(4)为保证山西土工格栅的整体性,施工中必须注意山西土工格栅的连接,常用的有搭接法与缝接法,缝接法又分对面缝与折叠缝两种接法。
质量标准:
(1)基本要求:山西土工格栅质量符合设计要求,在平整的下承层上全断面铺设,山西土工格栅应拉直平顺,紧贴下承层;锚固端施工符合设计要求;接缝搭接粘合强度符合要求;上下层山西土工格栅的搭接应交替错开。
(2)实测项目:山西土工格栅铺设允许偏差
山西土工格栅铺设允许偏差 表1 3、盐池,池中淤泥较厚,且水位较高路段:
(1)施工机具:挖掘机,装载机,振动压路机,三轮压路机,湿地推土机等。
(3)施工方法:抛石挤淤与路基填筑。
①池中淤泥较厚,且水位较高,常年积水且排水困难,采用措施是抛填片石,片石不宜小于30cm,抛填时,自中线向两侧展开,横坡陡于1:10时,自同向低处展开抛填。使淤泥向两边挤出,片石抛出水面后应用小石块填塞垫平,以重型压路机辗压,其上铺反滤层,再进行填土。
②首先根据设计抛石底脚,用竹竿明确坡角位置,然后由原有路往东用挖掘机配合湿地推土机由淤泥边部向深处一级一级填筑,石块规格控制在30cm左右,严禁出现石块过大及腐殖石块,待抛石顶面高出水面或淤泥顶面20cm后填筑石屑进行初步找平,然后用采用50T振动压路机碾压,以利于将淤泥彻底挤出。
③片石填筑完成后及时检测填筑高度、宽度及压实情况,自检合格后方可进行下一道6%改良土工序的施工。同时根据设计要求于 步改良土完工后进行弯沉检验。
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