土工合成材料在交通工程中的應(yīng)用

　　1．改善道路

　　有許多方法將合成材料用于道路的斷面上，其目的是使道路具有更好的性能和更長的使用期，或兩者兼有。將土工織物和土工格柵用于道路的不同部位時(shí)，土工合成材料的功能為：
　　土工織物用于路堤和路基的隔離和加筋；
　　土工格柵用于路堤和路基的加筋；
　　土工格柵用于路堤內(nèi)部的側(cè)向加筋。
　　該方面的新進(jìn)展是在路基施工過程中加入連續(xù)纖維。類似的，微網(wǎng)格也可以用于路面的鋪設(shè)中。已有人進(jìn)行過這方面的室內(nèi)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。迄今，大的成功是將分散的纖維(典型的有聚丙烯)應(yīng)用于碎石路基中。
　　將來的發(fā)展是用土工合成材料處理路基中的孔洞。該方法先在孔洞中設(shè)置燈芯排水，在燈芯排水上鋪設(shè)針刺無紡布，然后用纖維加筋土回填。該方法很有前途，有待現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。

　　2，無溝槽管道維修

　　城市的基礎(chǔ)設(shè)施在不斷地老化，建筑材料也有數(shù)百年的歷史。采用無溝槽技術(shù)維修是正在興起的行業(yè)，而且都采用了聚合材料。
　　由于現(xiàn)行的方法都減小原有管網(wǎng)的尺寸，現(xiàn)在的進(jìn)展是用高壓的探頭擠壞原有的管道，以擴(kuò)大直徑。然后，迅速插入新管道并襯砌。這樣，原管道的能力不降低。有些情況下，還擴(kuò)大了管道的直徑。
　　現(xiàn)行的無溝槽管道維修面臨的困難是不能形成側(cè)向接觸，形成了側(cè)向自由滲漏點(diǎn)。將來，這一困難可能采用開切系統(tǒng)內(nèi)遙控裝置來解決，它不但能穿過新管道，還能通過跟隨的機(jī)器人實(shí)現(xiàn)完善的側(cè)向接觸。

　　3．水土保持系統(tǒng)

　　水土流失影響土地和農(nóng)田的使用，也是水污染的原因之一。為了控制、減輕和避免土的流失，許多與土工合成材料有關(guān)的水土流失控制方法被采用。
　　水土流失控制材料的現(xiàn)在進(jìn)展是用長釘(長達(dá)3米)加固松軟土坡。
　　將來可能的發(fā)展是用高強(qiáng)土工合成材料網(wǎng)格(高強(qiáng)土工織物或土工格柵)防止雪崩。問題的關(guān)鍵是估計(jì)網(wǎng)格和錨固材料的受力、位置和布置，以及在非常氣候環(huán)境下的超載感應(yīng)。

　　土工合成材料在水利工程方面的應(yīng)用

　　1．渠道襯砌

　　美國墾務(wù)局從20世紀(jì)50年代開始試驗(yàn)用土工膜進(jìn)行渠道防滲襯砌。他們?nèi)〉昧溯^大的進(jìn)展，幾乎在所有的渠道上都采用土工膜襯砌。許多國家也采用該方法。然而，土工膜總是由土(在人口少的地區(qū))或混凝土(在城鎮(zhèn)地區(qū))覆蓋，用溝槽或夾條將土工膜和渠道非淹沒區(qū)連接、錨固。
　　現(xiàn)在的進(jìn)展是在有流體通過的同時(shí)進(jìn)行襯砌，在試驗(yàn)段上迅速鋪設(shè)土工膜、土工織物和早強(qiáng)混凝土。該混凝土能很快獲得初始強(qiáng)度而穩(wěn)定，然后結(jié)硬。該法特別適用于水流無法改道或有害液體流過的渠道。
　　將來的發(fā)展是能在無覆蓋的條件下使用較強(qiáng)的土工膜。美國墾務(wù)局在20個(gè)不同的試驗(yàn)段對(duì)較厚的、有組織結(jié)構(gòu)的土工膜進(jìn)行了試驗(yàn)。然而，該試驗(yàn)需歷時(shí)10年以上，對(duì)這種方法的優(yōu)點(diǎn)、造價(jià)估計(jì)將是為關(guān)注的。

　　2．土工織物管用于防止水土流失

　　土工織物管是用高強(qiáng)纖維制成，是在為海岸和內(nèi)地水土流失提供防護(hù)方面發(fā)展的一項(xiàng)技術(shù)。現(xiàn)在已經(jīng)有采用直徑達(dá)3米的有紡或編織的土工織物管，在長度上沒有限制，只是充填和處理上的困難需要考慮。充填方法是通過泵將水砂混合體壓人土工織物管。由于內(nèi)壁阻力，一般每10米設(shè)置一個(gè)進(jìn)口。常常采用一個(gè)小直徑的土工織物管，在大土工織物管的上游側(cè)將其錨固。一般情況下，需要用土覆蓋，以防紫外線照射或人為破壞。
　　現(xiàn)在的進(jìn)展是正在尋求一種能暴露20天左右的高強(qiáng)纖維。這可能需要一種組合纖維，它應(yīng)能隨現(xiàn)場(chǎng)的不利環(huán)境，因?yàn)樵诂F(xiàn)場(chǎng)有粗角礫和貝殼類的填料。
　　將來的發(fā)展是開發(fā)一種內(nèi)壁阻力較小的管材，使水砂混合體能被輸送的更遠(yuǎn)。但僅僅降低內(nèi)壁阻力是不夠的，因其可能阻礙纖維的排水，使水砂混合體中的水無法通過土工織物排出。因而，理想的內(nèi)壁是低摩擦、多孔隙。這需要織物工程師和廠家進(jìn)行發(fā)明。考慮到排水，纖維的孔隙率也是關(guān)鍵的一面，它也是將來發(fā)展的一個(gè)課題。

　　3．棄置土的土工織物容器

　　土工織物容器相當(dāng)于長度有限的土工管(比如，長度小于15米)，用來包裹、運(yùn)輸或存貯河道、港口和三角洲的沉積物。將高強(qiáng)土工織物鋪在底部拋放的駁船上，充填棄置土后，用土工織物將棄置土包裹并縫織土工織物。運(yùn)達(dá)拋放地點(diǎn)后，將駁船底部打開，整個(gè)土工織物容器和充填棄置土一起沉入水底。這種方法很快被河道和港口當(dāng)局接收。
　　可以想象，新的進(jìn)展是將這些充滿棄置土的土工織物容器堆積起來，在其上游一側(cè)發(fā)展另外的存貯區(qū)域。甚至可以想象把堆積后的容器集中封閉起來，尤其是對(duì)有害的棄置土。封閉物可以采用土工織物排。實(shí)質(zhì)上，在地面正是這樣處理的，在水下也完全可以這樣做。
　　這項(xiàng)技術(shù)的將來發(fā)展是建立一個(gè)水下結(jié)構(gòu)或水下活動(dòng)場(chǎng)所。然而，上部結(jié)構(gòu)需要進(jìn)一步研究。

　　4．水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)域襯砌

　　土工膜作為池塘的襯砌，以便養(yǎng)殖貝類及其它水產(chǎn)品，已經(jīng)司空見慣，現(xiàn)在正在不斷地發(fā)展。
　　現(xiàn)在的進(jìn)展是用于這種目的的土工膜有一堅(jiān)固的保護(hù)面，以防止使用和維修過程中的損壞。因而，土工膜應(yīng)選擇較厚的(比如，厚于2．5毫米)編織的土工膜。　　這項(xiàng)技術(shù)將來的發(fā)展是開發(fā)土工膜新品種，添加劑可以包括營養(yǎng)、防污染和防氧化等目的。

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