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土工材料是什么

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土工材料,又称为土工合成材料,是土木工程应用的合成材料的总称。其在岩土工程中被广泛应用,源于20世纪20年代化工部门成功生产出人工合成材料,直到50年代后期,该材料才逐渐作为新型建筑材料推广使用。最初的产品主要为透水的有纺及无纺土工织物,随后又生产出了不透水的土工膜。随着工程实践需求及制造技术的提升,相继出现了高强加筋用的土工格栅以及其他组合产品。"土工材料"一词成为了国际上最为通用的替代名称,但仍然习惯性统称为土工织物。土工材料主要分为土工布、土工膜、土工格栅、排水板、复合土工膜、土工网、土工格室、膨润土防水毯等几大类。

玻璃纤维土工格栅是一种用于增强路面及路基的新型优良土工基材,由无碱玻璃纤维长丝为主要原料,采用独特的经编织造工艺和特殊胶料涂覆而成。该材料有效改善了道路结构应力分布,延缓了基层裂缝引起的反射裂缝,提升了道路使用寿命,并降低了造价,提高了施工质量。其特点包括施工方便、摊铺平整,尤其适用于公路建设、路面加固、旧路改造等工程的加筋增强。复合土工布则通过玻璃纤维或高强聚酯纤维纱与无纺织物经经编织造或粘合而成,结合了两者的优良性能,不仅具备高强度、低延伸、高弹性模量和耐温特性,还具有良好的防渗透及反滤能力,是一种多功能的土工合成材料,有效延长了工程使用寿命,降低了维修频次,减少了工程造价,适用于道路路面路基、水利堤坝等工程的加筋增强及隔离防护。

土工布主要有以下三个系列:针刺无纺土工布,通过针刺法制成,适用于江、海、湖河堤的护坡、围海造田、码头、船闸防汛抢险等工程;针刺无纺布与PE膜复合土工布,适用于防渗、铁路、高速公路、隧道、地铁、机场等工程;无纺与有纺复合土工布,适用于基础加固、调整渗透系数的基础工程设施。

土工布的特点包括重量轻、成本低、耐腐蚀,以及具有反滤、排水、隔离、增强等优良性能。其广泛应用于水利、电力、矿井、公路和铁路等土工工程,如土层分离的过滤材料、水库、矿山选矿的排水材料、高层建筑地基的排水材料、江河堤坝、护坡的防冲刷材料、铁路、公路、机场跑道路基的补强材料、沼泽地带修路的加固材料、防霜、防冻的保温材料、沥青路面的防裂材料等。

随着土工布在国内外的应用发展,从60年代起,美国成为世界上土工布消费量最大的国家,年用量高达7亿平方米。欧洲和日本的土工布应用也迅速增长。我国土工布起步于80年代初,直到1998年特大洪水引起重视后,才将其纳入设计规范,制定了相关国家标准,土工布开始得到重视和发展。我国土工布用量已超过3亿平方米,非织造土工布占总量比重达到40%左右。预计在未来15年,我国土工布仍将以双位数增长,尤其是PET纺粘长丝土工布。

在“十五”及“十一五”期间,我国规划在水利、电力、交通、环境保护、江河治理等各项工程上的投资巨大,包括水利建设、南水北调工程、电力投资、公路和铁路建设、环境工程建设,以及港口、机场、垃圾处理、江河湖海治理、治沙等工程,投资总额上万亿元。未来中国在更多土工材料领域的需求将持续增长。