JTJ-T 019-98公路土工合成材料应用技术规范

第1页共30页第1页共30页中华人民共和国行业标准公路土工合成材料应用技术规范JTJ／T019—98目录编制说明1总则2术语和符号2．1术语2．2主要符号3路堤加筋3．1一般规定3．2材料选择与设计参数3．3结构形式3．4设计计算3．5施工要点4台背路基填土加筋4．1一般规定4.2土工合成材料的布设4．3施工要点5过滤与排水5．1一般规定5．2过滤设计5．3排水设计5.4施工要点6路基防护6．1一般规定6．2坡面防护6．3冲刷防护7路面裂缝防治7.1一般规定7．2材料要求7.3设计与施工要点8施工质量管理及检查验收8．1一般规定8．2材料验收…第2页共30页第2页共30页8.3试验段铺筑8.5质量管理参考文献第3页共30页第3页共30页编制说明本规范是根据交通部公路管理司交公路发〔1994〕1265号文件的精神要求编写的，旨在规范和推广土工合成材料在公路工程中的应用。在得到编制本规范的通知后，即着手编写组的组织工作。在广泛调查各单位研究应用土工合成材料的基础上，组成了以交通部重庆公路科学研究所为主编单位，长沙交通学院、河南省交通厅、江苏省交通科学研究所为参编单位的编写组。编写组成立后，经历了编写初稿、召开征求意见会、函征专家意见、送审稿审查、报部审批等阶段的工作，于1998年底完成了本规范。规范共8章25节，其内容基本上概括了土工合成材料在公路工程中应用的主要项目。其中，第一章“总则”、第二章“术语和符号”、第三章“路堤加筋”、第五章“过滤与排水”由交通部重庆公路科学研究所编写；第四章“台背路基填土加筋”由长沙交通学院编写；第六章“路基防护”、第七章“路面裂缝防治”由河南省交通厅编写；第八章“施工质量管理与检查验收”由江苏省交通科学研究所编写。整本规范的统稿与审稿由交通部重庆公路科学研究所承担。在编写的初期，长沙交通学院对第三章“路堤加筋”提供了平面滑动稳定验算的一些资料。规范对土工合成材料应用于工程的设计。施工、质量检查与验收等都作了较为具体的规定。土工合成材料包含的范围广泛，其工程应用是一项不断发展完善的新技术。一方面新型材料不断推出，另一方面应用的领域不断扩展，应用的形式在不断更新，应用的实践和理论也存在较大差异。有的项目实践较多，如“路堤加筋”，且建立了一套相对成熟的设计计算方法；有的项目虽在实践中广泛应用，也有相应的计算理论，但应用时很少进行设计计算，如“过滤与排水”；有的经实际应用反映出有较好的效果，但基本理论研究还不够成熟，目前还难以建立一套完整的设计计算方法，如“台背路基填土加筋”、“路面裂缝防治”、“路基防护”等。针对这样的情况，在编制本规范时，我们对设计计算方法不够完善的尽量加以完善，对基础理论研究不够的侧重于介绍怎样应用，使能通过本规范促进不断的实践，加以进一步完善。土工合成材料在工程中的应用往往只是一个工程的一项分项内容，因此，在使用本规范时应与相关规范配合使用。对现行规范已编入的内容，如“加筋土挡墙”、“塑料排水板处理软基”、“排水流量的计算”等，为使内容不再重复，本规范未进一步涉及，应用时可参照相关规范执行。本规范编制过程中，得到了许多单位和个人的大力支持和帮助，提供了许多宝贵的资料和意见，在此，编写组表示衷心的感谢。在使用本规范过程中，对规范的意见和建议请函寄交通部重庆公路科学研究所（地址：重庆市南岸五公里，邮编：400067），以便在修订时参考。1总则1．0．1目前土工合成材料在公路工程上应用尚无相应的设计与施工部颁第4页共30页第4页共30页标准。为促进这种材料的应用，使设计与施工有章可循，确保工程建设质量，满足生产实践的迫切需要，特制定本规范。1．0．2本规范系交通部行业标准，主要针对交通系统的公路工程建设，其它类似工程结构应用土工合成材料可参照使用。1．0．3土工合成材料所包含的种类很多，每一种合成材料的特点都不同，各有其适用条件和适用场合。因此，应用土工合成材料时，必须根据应用目的和具体的工程结构进行材料选择。选择的原则规定于各章节中。土工合成材料对某些强酸性物和强碱性物反应较敏感。国外有关试验表明：聚丙烯材料浸泡在PH=12．3的氯化钙溶液中，强度降低约9．5％；浸泡在PH=3．O的硫酸溶液中，强度降低约12．2％；聚脂纤维带浸泡在pH=12．3的氯化钙＋0．03％FeSO4溶液中强度降低达25％，浸泡在pH＝10的CaCO3；溶液中强度降低约10％。因此应对与土工合成材料直接接触的土料加以限制。根据国外试验成果并参照《公路加筋土工程设计规范》条文说明第3．2.3条作出了此规定。1．0．4，1．0．5土工合成材料的设计应符合安全、适用、经济的基本原则。由于它有别于一般的土石方工程，因此，为达到预期的设计效果，应做好施工前的准备，精心施工。1．0．6在一些工程中，土工合成材料往往发挥多种功能，如在软基上路堤底部设置土工织物，其兼有过滤、排水、加筋、隔离等多种功能，此时应视设置土工织物的目的和其发挥功能的大小确定相应的设计计算内容。1．0．7为配合本规范的应用，规范土工合成材料参数测试方法，在编制本规范的同时，编制了《公路土工合成材料试验规程》（JTJ／T06O）。在使用时，规范和规程应相互参照。1．0．8土工合成材料应用于公路工程中，只是应用材料的变更以及由此而带来的某些结构型式变化。对于公路工程中的一个完整结构，其设计、施工及有关测试方法尚应符合相关规范的规定。第5页共30页第5页共30页2.1．2～2.1．17各术语的定义在目前没统一，因此，各条文的术语是根据一些文献以及编写组的理解而作出解释的。土工网和土工格栅的最大区别在于强度上，为获得较高的强度，目前的工艺是要进行定向拉伸，因此，在定义土工格栅时强调了定向拉伸和强度。玻纤网有的也称玻璃纤维土工格栅，具有较高的强度，但生产时不需定向拉伸，为与土工格栅所明确的定向拉伸相区别，在此称为玻纤网。另对某些常用术语，如防护、排水以及一些有关土性等方面的术语由于已俗成，故未列入。一些土工合成材料物理、力学。水力学性质术语在《公路土工合成材料试验规程》（JTJ第6页共30页第6页共30页／T060）中列出，在此不再重复。2.2主要符号符号只列出了各章节共用的和出现频率较高的符号，对公式推导中以及已俗成的符号未列出。有关土工合成材料性能的符号尽可能与《公路土工合成材料试验规程》（JTJ／T060）统一。3路堤加筋3.1一般规定3．1．1土工合成材料应用于路堤加筋，其主要作用在于提高路堤的稳定性。尽管有工程证实，土工合成材料对路堤的沉降特别是不均匀沉降有一定的减少或调节作用，但这一作用的效果有待进一步认识。3．1．2土工合成材料加筋路堤对地基的承载力有一定的要求。一方面是为了保证路堤的稳定，另一方面地基承载力影响着加筋路堤的高度，再一方面是为了控制路堤的沉降。加筋后，路堤具有一定的刚度，其地基的承载力可一般扩大基础估算。地基的处理方法很多，在实际工程中只能根据具体情况确定处理方案，故作了条文的规定。3．1．3填方的压实是保证加筋发挥作用的关键，只有具有良好压实的填方，才能保证土工合成材料与土之间具有足够的摩擦力。当填料是粘性土时，压实更为重要。3．2材料选择与设计参数3．2.1土工合成材料种类繁多，土工织物在国内的应用已比较普遍，国内有多家厂家生产，近年来土工格栅和士工网国内也能生产。通过对国内有关产品试验成果的分析，可得出在纵多的土工合成材料中，以非织造（无纺）土工织物和土工网强度最低，在同等应变下土工格栅强度最高。由于对单纯加筋目的，主要要求的是土工合成材料的强度，且目前各类土工合成材料价格相差无几，因第7页共30页第7页共30页第8页共30页第8页共30页第9页共30页第9页共30页是根据加筋效应和坡面防护的要求，参照国外经验而提出的，尤其对陡坡路堤。3．3．5一般路堤施工时，边坡附近1．5m范围内土体压实较困难。为使土工合成材料能有效发挥作用，作了条文的规定。3.3．6地基为软基时，土工合成材料设于路堤底部更有利于加筋效果的第10页共30页第10页共30页发挥。3．4设计计算3．4．1加筋路堤的设计有多方面的内容，条文仅列出主要内容。3．4．2加筋路堤均须进行设计计算。稳定计算和锚固长度计算是设计计算的两个主要内容；沉降计算虽然也是路堤设计的一项重要内容，但目前尚难在沉降计算中考虑加筋的作用，因此如需进行沉降计算，可采用分层总和法而不计加筋作用。3．4．3稳定安全系数的取值是一个较复杂的技术经济问题，就目前而言还没有一个公认的合理方法确定安全系数。一般认为安全系数不仅应和采用的稳定计算模式相联系，而且还应和采用的计算参数配套。我国《公路路基设计规范》规定的最小安全系数为1.25；我国铁路路基设计规范规定的安全系数为1.05～1．15；我国港工规范的安全系数值，根据强度指标的不同取1.1～1.5；国外推荐的安全系数值，则根据安全等级的不同取为1.05～1.5。综合国内外有关资料，可得出对边坡安全系数的取值有如下特点：1）建议的安全系数值多在1．05～1．50范围；2）造成生命财产损失、风险高的边坡的安全系数取值大于风险低的边坡；3）要求长期保持稳定的边坡较要求短期保持稳定的边坡的安全系数取值大；4）安全系数的取值应考虑所采用的计算方法及试验资料的可靠性。显然，安全系数取得过高工程将不经济，综合国内外有关建议结果并参照我国公路设计有关规范，拟定了条文之值。3．4．4，3．4．5加筋路堤的稳定计算方法大多在条分法的基础上派生，由于条分法有多种计算模式，使得加筋路堤的稳定计算也就有多种模式，为与公路有关规范相配合和相适应选择了这种模式。3．4.6由条文中图3．4.6－1和3．4.6－2经力平衡条件可导出条文中的公式。3．4．7土工合成材料必须有一定的锚固长度方能发挥加筋的作用，条文公式由力平衡条件导出。条文同时规定了土工合成材料的最小锚固长度。3．4．9对加筋路堤须进行边坡防护。如防护采用传统的方法，则《公路路基设计规范》（JTJ013）已有相应的设计方法和要求；如采用土工合成材料防护，则本规范有专门的章节，故作了条文的规定。边坡种草是当今的发展趋势，因此在有条件时尽量采用植草皮的方法。对条文中图3．3．1－1所示的结构形式，采用植草皮的方法更为经济有效。3．4．10鉴于土工合成材料加筋路堤在国内应用不多，为指导设计人员的设计实施，条文给出了加筋路堤设计的一般步骤。加筋路堤的设计靠手工是难以完成的，需应用计算机程序来完成。第11页共30页第11页共30页3．5施工要点3．5．1土工合成材料加筋路堤的施工，主要在于保证合成材料能充分发挥作用，因此条文将它作为基本原则予以强调。3．5.2目前国产土工合成材料纵、横两个方向的强度并不一致，一般纵向强度较高。而作为路堤，其边坡坍滑多表现为侧向移动，此时将强度高的方向置于垂直于路堤轴线方向更有利发挥其强度高的优势。3．5.3土工合成材料的联接有绑扎、缝合、粘合等方法，一般对土工格栅及土工网采用绑扎方法，而对土工织物多采用缝合法和粘合法。根据一些工程经验，当采用绑扎法时，一般每隔10cm～15cm应有一绑扎节点，且为使搭接处的强度满足要求，搭接长度一般不小于10cm，在受力方向搭接至少应有两个绑扎节点。当采用缝合法进行联接时，一般采用工业用缝纫机，缝接长度在20cm左右。粘合法很难保证联接质量，因此在工程中最好少采用。由于各种联接方法的联接质量受施工影响较大，因此条文未作具体规定，仅给出了联接质量要求。3．5．4土工合成材料在铺设时，如有褶皱将不利于效果的发挥。在工程中为保证土工合成材料的铺设质量，常采用插钉等固定方法，当然也可采用其它固定方法。3．5.5铺设土工合成材料的土层表面如有坚硬凸出物则易穿破土工合成材料，从而使单位宽度的土工合成材料强度降低，因此在铺设土工合成材料前，应先将场地整平好。对土料粒径的限制，是为使土工合成材料不被坚硬凸出物穿破和使铺设层填土表面平整的保证措施。3．5．6土工合成材料摊铺好后应立即用土料填盖。目前大部分土工合成材料由合成化工原料制成，这种材料受阳光等紫外线