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(qiáng)或保護(hù)土體的作用。《土工合成材料應(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(rùn)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(jī)械聯(lián)結(jié)三種聯(lián)結(jié)方式。

　　土工織物突出的優(yōu)點(diǎn)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(qiáng)度較高，耐腐蝕和抗微生物侵蝕性好。缺點(diǎn)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(rùn)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(shí)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(qiáng)，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(dú)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(shí) 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(zhǎng)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(zhǎng)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(huì)隨加熱延伸過程而重新排列定向，加強(qiáng)了分子鏈間的聯(lián)結(jié)力，達(dá)到了 提 高 其強(qiáng)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。

　　（２）玻璃纖維類

　　此類土工格柵是以高強(qiáng)度玻璃纖維為材質(zhì)，有時(shí)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(dá)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(qiáng)而顯著增大，因此它是一種很好的加筋材料。

　　同時(shí)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(chǎng)裁剪和連接，也可重疊搭接，施工簡(jiǎn)便，不需要特殊的施工機(jī)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(dú)）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(hù)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(jī)制和簡(jiǎn)易膜袋兩大類。機(jī)制膜袋按其有無反濾排水點(diǎn)和充脹后的形狀又可分為反濾排水點(diǎn)膜袋、無反濾排水點(diǎn)膜袋、無排水點(diǎn)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(hù)、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(zhǎng) 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(jìn)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(diǎn)，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(guó)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(qiáng)防裂布。能延長(zhǎng)道路的使用壽命，從而極大地降低修復(fù)與養(yǎng)護(hù)的成本。 從長(zhǎng)遠(yuǎn)經(jīng)濟(jì)利益來考慮，是國(guó)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(jī)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(yùn)動(dòng)館、堤壩、水工建筑、遂洞、沿海灘涂、圍墾、環(huán)保等工程。