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防渗是卫生填埋处理技术的主要标志,它能防止垃圾在填埋过程中产生的渗滤液、填埋气体对填埋场的水体和土壤污染,减少渗滤液的产生量,并为以后对填埋气体有序、可控制地收集和利用创造空间。防渗的技术关键是防渗层的构造,其结构形式直接决定了防渗效果和工程建设投资。

目前国内外采用的防渗衬层效果比较好的主要包括高密度聚乙烯土工膜、膨润土防水毯(GCL)、非织造土工织物、复合排水网等几种材料。其中HDPE膜作为一种高分子合成材料,抗拉性好、抗腐蚀性强、抗老化性能高等优良的物性、化学性能,使用寿命50年以上,已经成为国内卫生填埋场的“用料主力军”。将HDPE膜和其他土工合成材料按照环境要求进行适当调配,推出合理的设计方案,已经成为市场公认的正确做法。

三高一低问题亟待解决

根据住建部统计的数据来看,国内卫生填埋处理市场处于稳定发展时期,“十三五”至“十四五”期间仍将处于上升增长期,对于土工合成材料的需求也会随之大幅。尽管如此,但国内卫生填埋场的发展依然存在不少值得关注的问题。




同时玻璃纤维土工格栅的低延伸率减小了路面的弯沉量,保证了路面不会发生过渡变形。由于高温下沥青混凝土具有流变性,在受到荷载时,面层中没有任何可以约束沥青混凝土中集料运动的机制,造成沥青面层的推移,这就是形成车辙的主要原因。在沥青罩面层中使用玻璃纤维土工格栅,其在沥青面层中起到骨架作用。沥青混凝土中集料贯穿于格栅间,形成复合力学嵌锁体系,限制集料运动,增加了沥青罩面层中的横向约束力,沥青面层中各部分彼此牵制,防止了沥青面层的推移,从而起到抵抗车辙的作用。通过在宁夏石中高速公路姚叶段(银川段)进行试验,认为在半刚性基层顶面设置预切缝防止反射裂缝效果明显。同时,在预切缝上铺设玻璃纤维土工格栅来改变车辆荷载和温度作用下的受力状态,减少接缝处应力集中,增加路面的整体刚度,提高沥青面层的抗高温能力[4]。
冬季气温低,严寒地区的沥青混凝土遇冷收缩,产生拉应力。当拉应力超过沥青混凝土拉伸强度时,产生裂纹,在裂纹集中的地方产生裂缝,形成病害。玻璃纤维土工格栅在沥青罩面层中的应用,使得沥青混凝土的拉伸强度大大提高,可以抵抗较大的拉应力而不致发生破坏。另外,即使因为局部区域产生裂纹,使裂纹发生处的应力过于集中,但经玻璃纤维土工格栅的传递而逐渐消失,裂纹不再会发展成裂缝[5]。将土工格栅用于道路的不同部位时,可以使道路具有更好的性能或更长的使用期,或两者兼有,主要功能包括玻璃纤维土工格栅用于路堤内部加筋和侧向加筋。该方面的进展是在路基施工过程中加入连续纤维,已有人进行过这方面的室内和现场试验。迄今,成功是将分散的纤维(典型的有聚丙烯)应用于碎石路基中。




以近代人工聚合物为原料的土工织物的早应用实例,是50年代初的荷兰三角洲工程。据估计,用量超过了1000万m2,大大促进了土工合成材料的工程应用。60年代,美国逐渐扩展了采用土工织物修建护坡下的垫层和反滤以及护岸等,并将土工织物铺在沥青路面中以防止路面反射裂缝。土工网于1968 年在日本开始应用,主要用在填土坡,帮助坡缘填土压实,以增大其强度和稳定性。与此同时,土工网也被用在软基上筑堤,以后又发展为在堤底铺设。

  非织造土工合成材料技术可能于1967年在美国、法国、英国开始应用,它是一种较厚的聚酯非织造土工织物,作为大坝上游抛石护坡下的反滤层,或作为基土与其上覆盖的粗粒料之间的隔离层。非织造织物的出现为土工织物的应用开辟了较广阔的天地。

  80年代后出现了排水带,路堤下用非织造织物作加筋,以及土工织物加筋挡墙等应用实例。我国应用土工合成材料开始较晚,但发展速度很快。目前几乎在各种类型的岩土工程和大量的水利及堤防工程中都得到应用。1974年江苏省江都嘶马用织造型土工织物制成的软体排,结合混凝土块压重,进行长江护岸。稍后江都西闸和湖北省长江堤防也都采用了软体排。非织造土工织物用作反滤料的工程实例更多,云南麦子河水库用得早。80年代中期,非织造土工织物在尾矿坝和灰堤等工程中得到应用。塑料排水带早在80年代初即在天津新港用于加固软基,目前排水带在高速公路和机场工程已应用得十分广泛。混凝土模袋早用于江苏南宫河口岸,80年代末已成功应用于30多项工程。加筋土挡墙已修建不少。近年来我国已能生产土工格栅,其工程需求量很大,预计会大大促进加筋土技术的快速发展。聚苯乙烯板块在我国寒冷地区早已用于工程防冻。近来土工格室、植被土工网垫等新技术也已开始应用。根据不完全统计,迄今我们采用土工合成材料的工程已逾8000项。


玻纤土工格栅供应

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