土工格室產(chǎn)品技術標準JTT512004

1、土工格室產(chǎn)品技術標準（JT/T516-2004）的研制凌天清1、李昌鑄2、夏曉霞2、鄭智能1、周吉遂3（1重慶交通學院、2交通部公路科學研究所、3重慶百田塑料建材有限公司）0、引言土工格室是由高強度的HDPE或PP寬帶或土工帶，經(jīng)過強力焊接（或扣接）而形成的蜂窩狀立體網(wǎng)格結構。它伸縮自如，運輸時可縮疊起來，使用時張開并充填土石或混凝土，構成具有強大側向限制和大剛度的結構體。在巖土工程中與土、砂、石或混凝土等填料共同構成不同視粘聚力、不同加筋強度、不同深度的墊層，這些墊層可以根據(jù)工程的要求放置于需要的位置，用以加固公路、鐵路的路基與軟土地基、邊坡防護與綠化結構、修建擋土墻等。其最大特點是可以完成

2、巖土工程中常規(guī)方法難以處理的多種疑難問題，如橋頭跳車、軟基沉陷、翻漿、塌方和沙漠路基等。同時，這種材料施工也很方便。塑料土工格室源于上世紀70年代，美國陸軍工程兵（USACE）率先對三維結構土工格室進行性能研究與野外現(xiàn)場試驗。此后英國桑德蘭工學院、加拿大皇家軍事學院、美國佛羅里達大學、馬里蘭大學都對此進行了深入研究。美國、英國、日本、瑞士、巴西等國家的鐵路部門相繼完成了進一步的現(xiàn)場試驗。英國在其東海岸沿線鐵路率先應用土工格室對許多軟弱路基區(qū)段進行加固處理。1993年，該項技術傳入中國，率先被華北石油管理局橡膠制品防腐技術研究所等單位開發(fā)、應用于沙漠地區(qū)石油勘探中的臨探路、機場路建設，后又直接用

3、于永久性沙漠石油公路的路基處理，以后又將其用于部分油區(qū)的灘涂、沼澤、潮間帶筑路，都取得了令人驚喜的工程效果和經(jīng)濟效益。可以說，石油工業(yè)為土工格室最先提供了國內(nèi)應用的寬廣試驗和應用領域。近幾年，隨著巖土工程界對這種特殊的土工合成材料的深入認識和理解，已經(jīng)越來越多的應用于多種工程條件下鐵路部門用其治理軟土路基、挖填連接段、綠色通道建設、青藏鐵路邊坡防護。公路部門用其處理軟基沉降、松散填料路基加固、高速公路路基挖填連接段、護坡，以及機場建設、輸水灌渠堤岸穩(wěn)固、西氣東輸管道建設中的擋土墻等都不同程度的使用了土工格室。雖然這方面的理論研究稍稍落后于工程實踐，但是國內(nèi)巖土工程專業(yè)院校和科研部門已經(jīng)開始了對

4、土工格室的特殊原理和性能方面的量化研究，并對施工過程中的各種應用條件進行了深入研究。努力積極地推廣新型的、經(jīng)濟的、具有生命力的工程材料是我國工程界的一貫做法，而我國目前還沒有一部正式的國家標準或行業(yè)標準。因此，制定土工格室的產(chǎn)品標準，規(guī)范化土工格室的產(chǎn)品生產(chǎn)，規(guī)范土工格室的市場，有利于土工格室的盡早推廣，有利于充分發(fā)揮土工格室的使用效果。本標準的研制是在土工格室大量推廣應用的實踐中，又在施工安裝工藝研究基礎上，總結提出土工格室的性能要求、試驗方法、檢驗規(guī)則等技術要求，盡量與實際使用狀態(tài)相符合，便于土工格室按統(tǒng)一標準來檢驗產(chǎn)品性能、生產(chǎn)質(zhì)量，使得土工格室的推廣應用有了全面而可靠的保障。1、編制過

5、程2002年8月經(jīng)交通部科教司批準成立標準編寫組（計劃編號:JT2002-141),并得到了交通部西部交通建設科技項目管理中心的大力支持。編寫組開始制定工作計劃，開展收集資料及調(diào)研，先后收集分析整理了全國多家土工格室生產(chǎn)廠家的企業(yè)標準和眾多的工程設計、施工和運營情況資料。2003年2月編寫組召集各有關材料的生產(chǎn)廠家，對編寫組提出的標準編制大綱進行討論和學術交流，交通部科教司主管領導到會指導，隨后課題組做了一些室內(nèi)驗證實驗分析，于2003年4月完成標準討論稿，2003年6月完成標準征求意見稿及編制說明。2003年9月15日16日在北京召開了專家論證會，根據(jù)專家意見，標準編寫最后完成了送審稿。于2

6、003年11月完成了交通部行業(yè)標準的報批稿。2、產(chǎn)品的技術指標的確定2.1產(chǎn)品分類與結構塑料土工格室在荷載作用下極限延伸率高，加筋結構物變形大。為了滿足公路巖土工程結構物對變形嚴格控制的要求，公路工程師與材料工程師一道，研發(fā)了在荷載作用下極限延伸率低的增強土工格室。增強土工格室是近年我國生產(chǎn)廠家和科技工作人員自主開發(fā)的一種新型土工格室，作為加筋使用中已經(jīng)顯示出眾多優(yōu)點。在制定交通部行業(yè)標準時我們把這類A焊接距惠:C一格室間格室片的邊暮連接處：+七題夠展開后的長度；J颯瞬儂的中間連接處KWKJ麒溟展開后的寬度圖1單組土工赍室的示意圖新型格室納入標準之中，因此在交通部行業(yè)標準(JT/T516-20

7、04)列入了塑料土工格室和增強土工格室兩大類。單組土工格室的示意圖見圖1增強土工格室是在塑料片材中加入鋼絲、玻璃纖維、碳纖維等筋材組成的復合片材，通過插件或扣件等連接而成，展開后是蜂窩狀的立體網(wǎng)格。格室未展開時，在同一條片材的同一側，相鄰兩連接處之間的距離為連接距離。增強土工格室的結構見圖2和圖3。插招A點大樣圖川圖2卷雖土工輕泉示意圖之一接點B9I面圖接點B示意圖口圖3增強土工脩室示意之二十2.2產(chǎn)品技術要求2.2.1力學性能JT/T516-2004標準中的產(chǎn)品技術指標是結合現(xiàn)在市場上已經(jīng)被工程廣泛采用的產(chǎn)品的技術指標，并參照國內(nèi)相關企業(yè)標準而制定的。目前廣泛使用的塑料土工格室的性能指標如表

8、1和表2所示。表1A類廠家的塑料土工格室產(chǎn)品性能指標產(chǎn)品型號格室伸長時的寬度(mm格室伸長時的長度(mm)格室高(mm格室焊點距離(mm)格室片厚(mm格室單位面積質(zhì)量(g/mnn)焊點剝離強度(N/mm)聯(lián)接剝離強度(N/mm)格室片屈服強度(MPaGS-50-40040005000504001550101018GS-75-40040005000754001850101018GS-100-4004000500010040011100101018GS-150-4004000500015040011650101018GS-200-4004000500020040012200101018備注：產(chǎn)品

9、幅寬可按客戶要求隨意制作，其他特殊規(guī)格按協(xié)議或合同執(zhí)行。表2B類廠家的土工格室產(chǎn)品性能指標規(guī)格格室縮疊時的寬度(mm)格室縮疊時長(mm格室伸張時的寬度(mm)格室伸張時的長度(mm)格室圖(mm)格室焊點距離(mm)格室片厚(mm格室單位面積質(zhì)量)(g/mm)格室焊接處結合力(N)GS-25034001302470610025034010.0533102002560GS-20034001302470610020034010.0526482002050GS-15034001302470610015034010.0519862001460GS-10034001302470610010034010

10、.0513242001023GS-753400130247061007534010.05993200864GS-503400130247061005034010.05662200560注：特殊規(guī)格按協(xié)議或合同執(zhí)行。我們通過驗證實驗表明，塑料土工格室能夠達到上述標準，且尚有比較大提高空間。課題組在標準編制過程中，研制了增強土工格室，并由重慶百田塑料建材有限公司生產(chǎn)投入使用，其效果好。增強土工格室的力學性能見表3。表3重慶百田增強土工格室的力學性能廳P型號格室片的拉伸屈服強度，N格室片間連接處連接件的抗剪強度，N1GC100300030002GC150400040003GC200500050004

11、GC30060006000為此，我們在交通部行業(yè)標準JT/T516-2004中制定的塑料土工格室和增強土工格室的力學性能分別見表4和表5。表4塑料土工格室的力學性能廳P測試項目單位材質(zhì)為PP的土工格室材質(zhì)為PE的土工格室1格室片單位寬度的斷裂拉力N/cm2752202格室片的斷裂彳時長率%101001004格室組問連接格室片邊緣N/cm1201205處抗拉強度格室片中問N/cm120120表5增強土工格室的力學性能廳p型號格室片單位寬度的斷裂拉力，N/cm格室片的斷裂彳件長率，%格室片間連接處連接件的抗剪切力，N1GC10030030002GC15045003GC20060004GC30090

12、002.2.2光老化性能土工格室土工程在一般公路建設中的應用一般都為永久性或半永久性工程，因此對塑料土工格室產(chǎn)品的耐久性按不同的工程等級提出了不同的抗老化要求。交通部行業(yè)標準JT/T516-2004中對塑料土工格室的光老化等級規(guī)定見表6所示。表6塑料土工格室的光老化等級光老化等級IIIIIIIV紫外線輻射強度為550W/m照射150h,格室片的拉伸屈服強度保持95率，%炭黑含量，%2.00.5a.對于高速公路、一級公路的邊坡綠化，才需要做紫外線輻射試驗。其他情況該指標僅作參考b.采用其他抗老化外加劑的土工格室無指標要求。03、試驗方法在試驗方法上主要引用了相關行業(yè)的試驗方法對本標準中產(chǎn)品的指標

13、進行測試，見引用（參考）標準。對于新型的增強土工格室連接件的抗剪切力檢測我們在JT/T516-2004標準中要求按下列步驟進行試驗：試樣在增強土工格室連接處兩端兩格室片各取150mm,試樣的寬度為格室片的寬度（格室的高度）。共五件。試驗設備試驗用設備包括：a）萬能試驗機b）夾具：一對夾持試樣的夾具，大于或等于試樣的寬度，其鉗口面要有一定的約束力，防止試樣在鉗口內(nèi)打滑，同時要防止試樣在鉗口內(nèi)被破壞。試驗步驟試驗步驟如下：a）用上夾具夾住試樣同一格室片的兩端，格室片間應墊一塊表面粗糙的墊鐵片。b）下夾具夾持方法與上夾具相同，具體見圖4。c)開動試驗機，同時起動記錄裝置，直到連接處的連接件被剪切破壞

14、為止，方可停機。d)五個試樣測完后，取其算術平均值為此格室連接件的抗剪切力,也即是連接處的抗剪切力。圖4,4、結束語本標準(JT/T516-2004)已經(jīng)由交通部正式頒布實施，相信本標準的正式頒布實施，對于土工格室在公路交通建設工程的推廣應用起到積極的推動和指導作用，將產(chǎn)生重大的經(jīng)濟效益。另一方面，由于土工格室這種新型土工合成材料在公路工程中應用起步較晚，工程實踐不多，加之新型材料更新?lián)Q代快和編制者收集的資料有限、驗證試驗數(shù)據(jù)不多以及編制者水平有限，因此該行業(yè)標準的不足自它誕生時就已經(jīng)存在，條件成熟時必須加快修訂。引用標準GB/T2828逐批檢查計數(shù)抽樣程序及抽樣表(適用于連續(xù)批的檢查)GB/T2918塑料式樣狀態(tài)調(diào)節(jié)和實驗的標準環(huán)境(idtISO291)GB/T4357碳素彈簧鋼絲(neqJISG3521GB/T8170數(shù)字修約規(guī)則GB9344塑料氤燈光源曝露方法GB/T1040塑料拉伸性能實驗方法GB11116高密度聚乙