铁路路基工程常用土工合成材料分类及主要技术指标
铁路路基设计手册（新修订）
附录四常用土工合成材料
第一节土工合成材料的分类及功能
一、土工合成材料分类
（一）按原材料性能分类
聚合物是土工合成材料的主要原料。
聚合物按性能分为塑料、纤维和橡胶三大类：
1．塑料
在一定条件下具有流动性、可塑性，并能加工成形，当恢复平常条件（如除去压力和降温），则仍保持加工时形状的聚合物称为塑料。
塑料分为热塑性塑料（如聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等）和热固性塑料（如酚醛树脂、脲醛树脂等）。
2．纤维
长度大于直径1000倍以上而又具有一定强度的线形或丝状且直径很小的聚合物称为纤维。
重要的合成纤维品种有：聚脂纤维（如涤纶）、聚酰胺纤维（如尼纶）、烯类纤维（如腈纶、维尼纶）。
3．橡胶
在室温下具有高弹性的聚合物材料称为橡胶（又称弹性体）。
重要的合成橡胶品种有顺丁橡胶、氯丁橡胶、硅橡胶等。
塑料、纤维和橡胶的原材料可以是相同的，例如聚氯乙烯可以制成塑料产品、纤维和类似于橡胶的制品。
（二）按制造方法分类
土工合成材料（Geosynthetics）品种繁多，依制造方法分为：
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⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎩
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⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧⎩⎨⎧）等板块（）、聚苯乙烯润土垫（土工网垫、土工织物膨模袋、工格室、土工网、土工土工格栅、土工带、土土工特种材料
材料等带、排水管、排水防水复合防排水材料：排水复合土工织物复合土工膜土工复合材料土工膜化学粘结热粘结针刺非织造（无纺）针织机织（含编织）
织造土工织物土工合成材料EPS GCL 1．编型土工纤维：由单股线或多股线编织而成。
2．织型土工纤维（机织物）：类似民用纺织品，其特点是孔径均匀，沿经或纬线方向的强度大，但斜交方向低，拉断时伸长较低。
3．无纺型（不织型）土工纤维：由合成纤维原料加工的连续长丝以不规则的排列联接起来而成，这种土工纤维抗拉强度一致。
与织造物相比，抗拉强度略低，但延伸率较大，孔径不很均匀。
（三）土工聚合物分类
土工聚合物产品分类见附表4－1。
附表4－1 土工聚合物产品分类
续上表
二、土工合成材料的功能
（一）反滤
在有渗流的情况下，利用一定规格的土工纤维铺设在被保护的土上，可起到与一般砂砾反滤层同样的作用，即容许水流畅通而同时又能阻止土粒移动，从而防止发生流土，管涌和堵塞。
（二）排水
某些具有一定厚度的土工纤维具有良好的三维透水特性，除了可以透水反滤外，还可使水经过土工纤维的平面迅速沿水平方向排走，且不会堵塞，构成水平排水层，此外，它还可与其它排水材料（如粗粒料、排水管、塑料排水板共同构成排水系统或深层排水井）。
（三）隔离
土工纤维设置在两种不同土或材料，或者土与其它材料之间把它们相互隔开，避免混杂产生不良的效果，作为隔离用的土工纤维其渗透性应大于所隔离土的渗透性并不能堵塞，在受荷影响下还要具备足够的耐磨性。
（四）加筋
利用土工纤维的高强度，韧性等力学性能分散荷载，增大土体的刚度模量，改善土体或作为筋材构成加筋土一级各种复合土工结构。
（五）防渗
用土工膜或复合土工膜能有效地防止水的下渗。
（六）减重
用土工泡沫聚苯乙烯块，也称膨涨性聚苯乙烯（简称EPS）作路堤填料，以减轻地基的附加应力，增加软土路堤的稳定性和减小沉降。
三、几种土工合成材料产品的主要技术指标
（一）单向土工格栅
附表4－2 单向塑料土工格栅主要技术指标
（二）双向土工格栅
附表4－3 双向塑料土工格栅主要技术指标
附表4－4 经编玻璃纤维土工格栅主要技术指标
附表4－5 经编涤纶土工格栅主要技术指标
附表4－6 双向钢塑复合土工格栅主要技术指标
（三）拉筋带
附表4－7 钢塑复合拉筋带主要技术指标
（四）复合土工膜
附表4－8 复合土工膜主要技术指标
第二节泡沫保温材料与土工排水管
一、泡沫保温材料
路基设计中常遇到严寒地区，为使冬季仍能排水通畅，排除路基地下水或在多年冻土地区要用保持冻土法使路基基底或边坡上的地下冰层不融化，都需采用保温措施。
保温材料一般具有导热系数小，容重小，吸湿性小的性能，常用的隔热保温材料有模塑聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）、挤塑聚苯乙烯泡沫塑料（XPS）、聚氨酯泡沫塑料（PU）等。
青藏铁路多年冻土路基采用了PU板、EPS板。
设计要求EPS板压缩强度大于600KPa，导热系数小于0.026w/m.k，吸水率不大于4%，冻融循环200次的强度不小于设计要求，并具有抗老化性能。
二、土工排水管
塑料具有质轻（比重1.0～2.0），高强，耐侵蚀，导热性低，绝缘性高的特点，工程上多用于防水，应力补强及保护电缆等。
硬聚氯乙稀管规格、质量见附表4—9。
附表4－9 硬聚氯乙稀管规格、质量表
注：1．管材长度每根不短于2m，一般为4±0.1m.。
2．液压控制试验保持1小时
20°±2℃时，抗拉强度为30MPa
60°±2℃时，抗拉强度为10MPa
收缩率：沿长度方向≤±4%，沿直径方向≤±2.5%。
3．本表为化学工业部标准HG2-63-65
第三节土工合成材料的施工注意事项
1．应用土工合成材料的工程，其施工除了应遵循一般的有关常规施工程序和规定外，还应着重考虑由于土工合成材料而带来施工上的特别要求，并保证按设计断面及质量要求施工，注意现场
观测，在任何情况下均应注意土工合成材料的有效性及施工方法是否得当，总之必须精心施工。
2．保证土工合成材料的整体性，注意土工合成材料的连接。
当一块土工合成材料需要与另一块土工合成材料连接时，可采用搭接、缝接，U型钉连接，粘结或焊接等方法，一般多用搭接和缝接法。
采用搭接法时，搭接长度必须足够长，一般为30～90cm，视受力和地基土质条件而定，如果上部荷载较集中且较大及水下不规则铺设时，搭接长度还应更长。
缝接时，对土工布可采用尼龙线或涤纶线缝接，方法分对面缝和折叠缝，一般多采用对面缝。
缝接处的强度可达到纤维强度的80％，基本上能满足要求。
3．几点注意事项
(1)铺设土工合成材料时，应注意均匀、平整；
(2)铺设土工合成材料时，应注意端头的位置和锚固；
(3)铺设土工合成材料的关键是保证连续性，不使出现扭曲、褶皱、重叠，并要特别注意避免过量拉伸，超过其强度和变形的极限发生破坏或撕裂、局部顶破等；
(4)现场施工中发现土工合成材料有破损时，必须立即修补好；
(5)尽量避免长时间露天存放，或施工中暴露过久。