土工合成材料是土木工程應(yīng)用的合成材料的總稱。作為一種土木工程材料，它是以人工合成的聚合物（如塑料、化纖、合成橡膠等）為原料，制成各種類型的產(chǎn)品，置于土體內(nèi)部、表面或各種土體之間，發(fā)揮加強或保護土體的作用�！锻凉ず铣刹牧蠎�(yīng)用技術(shù)規(guī)范》將土工合成材料分為土工織物、土工膜、土工特種材料和土工復(fù)合材料等類型。

土工特種材料包括土工膜袋、土工網(wǎng)、土工網(wǎng)墊、土工格室、土工織物膨潤土墊、聚苯乙烯泡沫塑料（ＥＰＳ）等。土工復(fù)合材料是由上述各種材料復(fù)合而成，如復(fù)合土工膜、復(fù)合土工織物、復(fù)合土工布、復(fù)合防排水材料（排水帶、排水管）等。

二、土工合成材料的種類

（一）土工織物

　　土工織物的制造過程是首先把聚合物原料加工成絲、短纖維、紗或條帶，然后再制成平面結(jié)構(gòu)的土工織物。土工織物按制造方法可分為有紡（織造）土工織物和無紡（非織造）土工織物。有紡?fù)凉た椢镉蓛山M平行的呈正交或斜交的經(jīng)線和緯線交織而成。無紡?fù)凉た椢锸前牙w維作定向的或隨意的排列，再經(jīng)過加工而成。按照聯(lián)結(jié)纖維的方法不同，可分為化學(xué)（粘結(jié)劑）聯(lián)結(jié)、熱力聯(lián)結(jié)和機械聯(lián)結(jié)三種聯(lián)結(jié)方式。

　　土工織物突出的優(yōu)點是重量輕，整體連續(xù)性好（可做成較大面積的整體），施工方便，抗拉強度較高，耐腐蝕和抗微生物侵蝕性好。缺點是未經(jīng)特殊處理，抗紫外線能力低，如暴露在外，受紫外線直接照射容易老化，但如不直接暴露，則抗老化及耐久性能仍較高。

（二）土 工 膜

　　土工膜一般可分為瀝青和聚合物（合成高聚物）兩大類。含瀝青的土工膜目前主要為復(fù)合型的（含編織型或無紡型的土工織物），瀝青作為浸潤粘結(jié)劑。聚合物土工膜又根據(jù)不同的主材料分為塑性土工膜、彈性土工膜和組合型土工膜。

　　大量工程實踐表明，土工膜的不透水性很好，彈性和適應(yīng)變形的能力很強，能適用于不同的施工條件和工作應(yīng)力，具有良好的耐老化能力，處于水下和土中的土工膜的耐久性尤為突出。土工膜具有突出的防滲和防水性能。

（三）土工格柵

　　土工格柵是一種主要的土工合成材料，與其他土工合成材料相比，它具有獨特的性能與功效。土工格柵常用作加筋土結(jié)構(gòu)的筋材或復(fù)合材料的筋材等。土工格柵分為玻璃纖維類和聚酯纖維類兩種類型。

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　　此類土工格 柵 是 經(jīng) 過 拉 伸 形 成 的 具 有 方 形 或 矩 形 的 聚 合 物 網(wǎng)材，按其制造 時 拉 伸 方 向 的 不 同 可 分 為 單 向 拉 伸 和 雙 向 拉 伸 兩 種。它是在經(jīng)擠壓制出的聚合物板材（原料多為聚丙烯或高密度聚乙烯）上沖孔，然后在加熱條件下施行定向拉伸。單 向拉伸格柵只沿板材長度方向拉伸制成，而雙向拉伸 格柵則是繼續(xù)將單向拉伸的格柵再在與其長度垂直的方向拉伸制成。

　　由于土工格柵在制造中聚合物的高分子會隨加熱延伸過程而重新排列定向，加強了分子鏈間的聯(lián)結(jié)力，達到了 提 高 其強度的目的。其延伸率只有原板材的１０％～１５％。如果在土工格柵中加入炭黑等抗老化材料，可使其具有較好的耐酸、耐堿、耐腐蝕和抗老化等耐久性能。

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　　此類土工格柵是以高強度玻璃纖維為材質(zhì)，有時配合自粘感壓膠和表面瀝青浸漬處理，使格柵和瀝青路面緊密結(jié)合成一體。由于土石料在土工格柵網(wǎng)格內(nèi)互鎖力增高，它們之間的摩擦系數(shù)顯著增大（可達０?８～１?０），土工格柵埋入土中的抗拔力，由于格柵與土體間的摩擦咬合力較強而顯著增大，因此它是一種很好的加筋材料。

　　同時土工格柵是一種質(zhì)量輕，具有一定柔性的平面網(wǎng)材，易于現(xiàn)場裁剪和連接，也可重疊搭接，施工簡便，不需要特殊的施工機械和專業(yè)技術(shù)人員。

（四）土工特種材料

　　1? 土工膜袋

　　土工膜袋是一種由雙層聚合化纖織物制成的連續(xù)（或單獨）袋狀材料，利用高壓泵把混凝土或砂漿灌入膜袋中，形成板狀或其他形狀結(jié)構(gòu)，常用于護坡或其他地基處理工程。膜袋根據(jù)其材質(zhì)和加工工藝的不同，分為機制和簡易膜袋兩大類。機制膜袋按其有無反濾排水點和充脹后的形狀又可分為反濾排水點膜袋、無反濾排水點膜袋、無排水點混凝土膜袋、鉸鏈塊型膜

　　2? 土 工 網(wǎng)

　　土工網(wǎng)是由合成材料條帶、粗股條編織或合成樹脂壓制的具有較大孔眼、剛度較大的平面圖１２?２ 土工格室示意圖結(jié)構(gòu)或 三 維 結(jié) 構(gòu) 的 網(wǎng) 狀 土 工 合 成材料。用于軟基加固墊層、坡面防護、植草以及用作制造組合土工材料的基材。

　　3? 土工網(wǎng)墊和土工格室

　　土工 網(wǎng) 墊 和 土 工 格 室 都 是 用合成 材 料 特 制 的 三 維 結(jié) 構(gòu)。 前 者多為長 絲 結(jié) 合 而 成 的 三 維 透 水 聚合物網(wǎng)墊，后者（圖１２?２）是由土工織物、土 工 格 柵 或 土 工 膜、條 帶 聚合物構(gòu) 成 的 蜂 窩 狀 或 網(wǎng) 格 狀 三 維結(jié)構(gòu)，常 用 作 防 沖 蝕 和 保 土 工 程，剛度大、側(cè)限能力高的土工格室多用于地基加筋墊層、路基基床或道床中。

　　4 聚苯乙烯泡沫塑料（ＥＰＳ）

　　聚苯乙烯泡沫塑料（即 ＥＰＳ）是近年來發(fā)展起來的超輕型土工合成材料。它是在聚苯乙烯中添加發(fā)泡劑，用所規(guī)定的密度預(yù)先進行發(fā)泡，再把發(fā)泡的顆粒放在筒倉中干燥后填充到模具內(nèi)加熱形成的。ＥＰＳ具有質(zhì)量輕、耐熱、抗壓性能好、吸水率低、自立性好等優(yōu)點，常用作鐵路路基的填料。

（五）土工復(fù)合材料

　　土工織物、土工膜、土工格柵和某些特種土工合成材料，將其兩種或兩種以上的材料互相組合起來就成為土工復(fù)合材料。土工復(fù)合材料可將不同材料的性質(zhì)結(jié)合起來，更好地滿足具體工程的需要，能起到多種功能的作用。如復(fù)合土工膜，就是將土工膜和土工織物按一定要求制成的一種土工織物組合物。其中，土工膜主要用來防滲，土工織物起加筋、排水和增加土工膜與土面之間的摩擦力的作用。又如土工復(fù)合排水材料，它是以無紡?fù)凉た椢锖屯凉ぞW(wǎng)、土工膜或不同形狀的土工合成材料芯材組成的排水材料，用于軟基排水固結(jié)處理、路基縱橫排水、建筑地下排水管道、集水井、支擋建筑物的墻后排水、隧道排水、堤壩排水設(shè)施等。路基工程中常用的塑料排水板就是一種土工復(fù)合排水材料。

　　國外大量用于道路的土工復(fù)合材料是玻纖聚酯防裂布和經(jīng)編復(fù)合增強防裂布。能延長道路的使用壽命，從而極大地降低修復(fù)與養(yǎng)護的成本。 從長遠經(jīng)濟利益來考慮，是國內(nèi)應(yīng)該積極采用和提倡土工復(fù)合材料。

土工布的分類

　　按制造方法，可以分為機織土工布、針織（主要為經(jīng)編）土工布和非織造土工布

　　短纖維針刺土工布

　　短纖維針刺土工布是采用聚酯或丙綸短纖維經(jīng)梳理或網(wǎng)針剌固結(jié)而成。

　　該產(chǎn)品具有優(yōu)越的透水性、過濾性、耐用性、可廣泛用于鐵路、公路、運動館、堤壩、水工建筑、遂洞、沿海灘涂、圍墾、環(huán)保等工程。