土工格柵是一種新型的土工合成材料，經定向拉伸后，形成具有開孔的網格，常用作加筋土或復合材料的筋材。該材料不僅抗拉強度大，而且柔性、延展性良好，在道路工程中應用廣泛。以下結合實踐和案例， 探討了土工格柵的具體應用。

1、土工格柵的作用原理和應用優勢

1.1 作用原理

( 1 ) 加筋作用。土工格柵的抗拉強度大、張拉模量大，可以實現大面積范圍內荷載、應力的均勻分布。在軟弱地基或土層中，應用土工格柵能降低并分散上部荷載對軟基的集中應力; 在瀝青結構層中， 可以減弱瀝青的徐變作用，避免瀝青層開裂。

( 2 ) 壓實作用。土工格柵的網孔形狀相同，上層顆粒、下層顆粒的剪切阻力不會受到影響。在剛度、抗拉強度、網孔嵌鎖作用下，能避免荷載壓實引起的變形位移，提高顆粒壓實效果。

( 3 ) 抗變形作用。外力不均勻作用在格柵上，網孔由于收到橫向拉應力會發生變形，從而顯現出約束作用，對非均勻分布的荷載具有較強的適應性。

( 4 ) 抗剪切作用,土工格柵的抗摩阻力較高，作為筋材使用時，可以增強結構層的抗剪切強度，提高整體穩定性。

1.2 應用優勢

在道路工程中應用土工格柵，優勢如下: 

( 1 ) 增加路基整體性,提高路基承載力,延長其使用壽命。

( 2 ) 防止路面結構開裂、塌陷,確保行車安全。

( 3 ) 施工作業簡單,不僅省事省力,而且工期短。

( 4 ) 作為路基邊坡植草網墊使用,可以美化環境。

( 5 ) 代替金屬網使用,可用于煤礦井下假頂網。

2、土工格柵在道路改擴建工程中的應用

2.1 在軟土地基的應用

在軟土高填方工程中，在30-50cm 碎石層中間鋪設土工格柵，能形成土工格柵- 碎石墊層，能充分發揮出土工格柵的加筋作用。一方面，土工格柵的抗剪能力強，能有效阻止碎石陷入軟基中，促使格柵與碎石嵌固緊密，形成一個穩定的整體。另一方面，土工格柵在排水方面會形成水平面，可作為排水通道使用，路基成型后能有效降低土體含水量。其三，土工格柵鋪設在軟基上方，會產生隔離效果，既方便施工，又能抑制地基側向變形，減少不均勻沉降。其四，增加土體的抗剪力，改變軟基的物理力學性能。

2.2 在填方路段的應用

路基填方施工中，如果使用松散的填料，會影響路基放坡施工，造成土地浪費，增加施工成本，也不利于后期碾壓作業。在邊坡上鋪設土工格柵，可以提高邊坡穩定性，實現壓實度指標; 在道路改擴建工程中， 應用土工格柵，能促使老路基、新路基緊密結合，提高路基的整體性，保證荷載均勻分布，避免應力集中引起的變形。

2.3 在路面施工的應用

路面施工過程中，在基層與瀝青層之間鋪設土工格柵，促使瀝青碎石與格柵有機結合，可以充分發揮其嵌固優勢，增強面層的抗疲勞能力，降低出現反射裂縫的機會。此外，格柵具有良好的延伸性，能抑制荷載變化對路面造成的破壞，從而延長路面的使用壽命。

2.4 在臺背填土的應用

剛性橋臺和半剛性填土路基在剛度方面存在較大差異，導致橋梁、路基沉降不均勻，從而出現橋頭跳車現象。臺背填土施工中，鋪設土工格柵，可以形成錨固力、嵌鎖力、摩阻力，促使結構物、回填土形成一個整體，有效降低沉降差，提高行車舒適性。

3、土工格柵的施工技術要點

3.1 平整場地

施工準備階段，對施工原地面或填土路基進行平整、壓實。然后測量放出路基邊坡線，每側加寬0、5 m ; 整平基底土后，使用振動壓路機、輪胎壓路機進行壓實，并對不平整區域進行人工整平。

3.2 格柵鋪設

土工格柵鋪設作業時，要求受力方向垂直于路基的軸線方向，保證平整、拉緊、無隆起、按設計寬度搭接。首先使用U 型鉚釘固定，格柵的主要受力方向，盡量保證通長無接頭，將搭接寬度控制在2 0 c m以上; 幅與幅之間的連接，一般采用人工綁扎搭接法，將搭接寬度控制在10cm以上; 如果使用兩層或多層格柵，上層和下層之間要錯縫連接。大面積鋪設完成后，對平直度進行調整; 盡量縮短格柵裸露時

間，填蓋一層土后，在沒有碾壓前，應該再次張緊格柵，確保格柵處于繃直受力狀態。

3.3 填料選擇

填料的選擇是否合適，直接影響施工質量。結合以往實踐，凍結土、沼澤土、白堊土、硅藻土、生活垃圾，不宜作為填料使用。礫類土、砂類土具有穩定的力學性能，而且受地下水位的影響小，推薦優先選用。在粒徑大小上，一般控制在15cm以內， 并采用良好級配，為壓實作業打下堅實基礎。

3.4 填料攤鋪

路基整平壓實經檢測合格后，及時鋪設土工格柵并按設計要求定位，錨固后及時填土覆蓋，盡量縮短其裸露時間。如有必要，可以在鋪設格柵的同時進行回填，以提高攤鋪效率。具體操作上，首先在兩端攤鋪填料，固定格柵后，逐漸向中部推進。碾壓作業時，遵循先兩側、后中間的碾壓順序，壓輪不能和格柵直接接觸，不能在未壓實的加筋體上行駛。分層壓實期間，每層厚度控制在20-30cm，并且及時檢測壓實度、平整度等指標，以滿足設計要求。

3.5 防排水處理

路基填筑完成后，要及時修整邊坡，完善防護結構。另一方面要對填方邊坡護腳墻等墻體內外進行排水處理; 主要是設置濾水、排水措施; 必要時設置土工布、透水管、盲溝等方案。值得注意的是，疏導排水施工后，還應加強監測，避免因疏水通道堵塞而引起工程隱患。

4、工程案例分析

4.1防治反射裂縫

反射裂縫指的是水泥混凝土板上的接縫或裂縫，影響原因是車輛荷載、溫度、濕度等，會導致路基結構出現位移，繼而產生拉應力。對此，可以對鋪層結構進行加厚處理，但缺點是會提高工程造價，且夏季高溫時會出現車轍。相比之下，鋪設土工格柵，可以產生加筋、嵌鎖、增韌作用，從而防治反射裂縫。以某公路工程為例，線路總長度為2.8km，其中K1+130至K 1 + 237區段，因路面破壞導致嚴重開裂現象。現場調查顯示，水泥板塊的整體性較好，為了預防反射裂縫出現，決定在水泥混凝土面板、瀝青混凝土層之間，鋪設土工格柵，兼具環保性和經濟性。具體施工中，首先對裂縫進行擴大、清理、充填， 對破壞區域進行切割和更換，清除混凝土板上的雜質; 然后灑上一層粘層油，鋪設土工格柵，寬度控制在4m以內，既保證交疊寬度達標，又有足夠的消散應力。

4.2不均勻沉降處理

城市化進程加快，原有道路的交通條件不滿新的需求，或者到達設計年限，必須進行改建和擴建。在改擴建工程中，老舊道路的路基沉降、變形已趨于完成，因此整體性能參數比較穩定; 而新改擴建道路沉降、變形較明顯，從而導致新舊道路的交界處出現不均勻沉降。隨著拉應力的增加，路基、路面出現縱向裂縫的概率加大，會極大影響行車的安全性。

對此，使用土工格柵的作用如下: 

( 1 )格柵剛度強， 有利于荷載擴散，增強路基的承載力，促使新舊道路的變形趨于一致。

( 2 )格柵的抗拉強度大，可以增強土基的橫向抗拉力，減少形變，從而提高路基整體穩定性，避免出現縱向裂縫。

( 3 ) 格柵網眼可以抑制土顆粒水平移動，從而增強路基的抗剪能力。以某公路工程為例，原有道路的路基寬度為35.5 m ，路面寬度為28.5m，為了滿足不斷增加的交通需求，決定左右側各加寬1個車道，寬度設計為3.75 m。施工期間，為了保證新舊道路交接處的沉降量一致，減小后期新建路基沉降， 進行挖臺階處理，臺階寬為2m ，并鋪設土工格柵。土工格柵寬度為5.5 m 。

4.3、路基軟基加固

山區公路多屬于高填方路段，如果路肩、填方邊坡的壓實不到位，在雨水侵蝕下就會降低土體的抗剪強度， 繼而出現滑動、失穩、崩塌等現象。施工期間利用土工格柵，將其鋪設在路基邊坡內，可以產生較高的應力，促使網格和路基土顆粒產生互鎖、嚙合作用，增強對土體變形的約束力，避免滑坡、坍塌。此外，在海濱地區建設公路，常會遇到軟土地基現象，一般采用強夯法、換填土層法等。但是，如此處理不僅造價高，而且工期長，路基強度的增長有限。使用土工格柵，既能保證路基穩定性，又能減少不均勻沉降，增強公路基層的抗拉強度。以某公路工程為例，線路全長約10.6 km，其中K2+ 350至K2 +570區段，處于山體坡面上，右側是山谷泄洪溝。為了滿足泄洪要求，線路設計標高比較高，填方高度在8- 20m之間。為了減小填方后的沉降量，保證路基陡坡的穩定性，避免發生滑坡、坍塌事故，采用土工格柵擋墻和砌石路堤擋墻加固邊坡。

4.4 新老結合部位補強

新老道路的結合部位，常見問題有兩個: 一是設計不全面，存在較多施工技術難點; 二是老路強度不足， 補強層厚度薄。使用土工格柵，可以彌補設計和施工的不足之處，提高新老結合部位的緊密性。以某公路工程為例，路面原寬度為9m，現擴建為15m，路面結構層自上而下是: AC-13 瀝青混凝土層、AC-20瀝青混凝土層、水泥穩定碎石層、級配碎石層。使用玻璃纖維土工格柵材料，斷裂強力≥50kN/m，斷裂伸長率≥3%，網格大小為25.4mm×25.4mm，幅寬為5m。施工完成后，線路順暢通行，外觀、質量均優于老路面結構;相比于換填級配碎石法，使用土工格柵不僅造價降低，而且能節約養護費用，可見社會效益、經濟效益良好。

5 結語

綜上所述，土工格柵是一種新型合成材料，具有諸多技術優勢。文中介紹了土工格柵在軟土地基、填方路段、路面施工、臺背填土中的應用，指出施工技術要點， 并結合工程案例進行分析。希望為類似工程提供經驗借鑒，提高公路工程的施工質量，獲得經濟效益和社會效益。