29 高性能土工格栅制造与应用技术
一、技术名称：高性能土工格栅制造与应用技术
二、技术类别：减碳技术
三、所属领域及适用范围：交通行业 道路设施建设工程
四、该技术应用现状及产业化情况
随着“交通强国”战略的推进，我国年平均建设道路里程达12.8万 km。传统道路在修筑过程中，由于高铁路基、重载路面或地基软弱地区大量使用钢筋，普遍存在易锈蚀、修筑过程费时费力、道路修筑周期 长等问题。高性能土工格栅作为传统钢筋、线材的替代品，具有抗拉强 度高、耐腐蚀等优良工程特性，在路基加筋、边坡防护等工程中可广泛 代替钢筋使用。高性能土工格栅因轻便、易施工、造价低等特性，可有 效降低劳动强度、提高施工速率、降低建造成本，目前已在我国高速铁 路、高速公路、机场、隧道、桥梁、水利工程等多个领域、多项国家重 大工程中得到广泛应用，并取得显著的经济、社会和环保效益。
五、技术内容
1.技术原理
高性能土工格栅是以聚合物（如塑料、合成纤维）、无机纤维等为原料，通过原材料改性、纤维复合经编等关键工艺技术制成的网格状 产品。该技术产品具有抗拉强度高、耐腐蚀、施工效率高、价格低等优 势，在道路设施建设工程中可替代钢筋使用，实现节能降碳。同时，在 生产过程中，可使用废旧塑料、再生纤维为原材料，并将产生的边角废 料全部进行回收利用，实现原料100%利用。
2.关键技术
（1）塑料土工格栅高分子材料微纳层叠取向调控技术
在基材挤 出成型过程中，对高分子链及增强材料的微观取向状态实施有效调控， 使格栅拉伸强度提高20%以上。
（2）纤维复合土工格栅基体纤维的协同变形和复合经编技术
优化基体纤维配比，使不同材质的纤维之间实现协同变形。采用经向、纬向纱 线专用编织工艺 ，实现复合经编 ，使产品抗拉强度提高到1000kN/m。
（3）智能预警监测关键技术
开发集传感、数据采集与传输、结 构状态参数与损伤识别、性能评估与预测技术为一体的自动化、信息 化监测系统，实现对工程结构当前和未来服役状况及潜在风险进行分 析和评估。
3.工艺流程
（1）塑料土工格栅工艺流程
图1 塑料土工格栅工艺流程
（2）纤维复合土工格栅工艺流程
图2 纤维复合土工格栅工艺流程
六、主要技术指标
1.工程塑料土工格栅技术指标：
（1）横向、纵向拉伸强度：≥80kN/m；
（2）耐温范围：-70~150℃；
（3）蠕变折减系数 RFcr：≤1.59。
2.纤维复合土工格栅技术指标：
（1）拉伸断裂强度：≥800kN/m；
（2）耐温范围：-40℃～100℃；
（3）蠕变折减系数 RFcr：≤1.3；
（4）监测精度：3με；
（5）定位精度：≤1m。
七、技术鉴定及获奖情况
该技术已获得国家发明专利 9 项，实用新型专利 49 项，软件著作权 12 项；参与制订国家相关标准 4 项、行业标准 6 项、地方标准 2 项。
2017 年 6 月，“高强智能集成化纤维复合土工材料关键技术研发及产 业化项目”通过山东省科技厅验收；同年，“高性能土工格栅在重大工 程中的应用”入选国家节能中心首批“重点节能技术应用典型案例”。
八、典型用户及投资效益
典型用户：中铁十四局集团第四工程有限公司、中铁二十一局集 团第五工程有限公司、中交第三航务工程有限公司等
典型案例 1
案例名称：京沪高速铁路
建设规模：铁路全长 1318km。项目建设条件：工程地质条件主要 是软土、松软土分布广泛，埋深变化大，软土层厚、强度低。主要建设内容：桥梁长度约 1140km，隧道长度约 16km，铁路路基长度 162km。 主要设备：采用高性能土工格栅产品用于路基加筋、软土地基加固、隧 道支护等，共使用 1.2 亿 m2。项目总投资 12.6 亿元，建设期 2.5 年， 实现碳减排量 21 万 tCO2。
典型案例 2
案例名称：鲁南高铁
建设规模：鲁南高速铁路总投资 700 多亿元，全长 494km。项目 建设条件：地质结构复杂，岩溶地貌发育，有采空区，跨日兰高速，跨运河。主要建设内容：桥梁 52 座，隧道 6 座，铁路路基 288.75km。主 要设备：采用高性能土工格栅产品用于路基加筋、软土地基加固、隧道支护等，共使用 2 亿 m2。项目总投资 21 亿元，建设期 4 年，实现碳 减排量 36 万 tCO2。
九、推广前景和减排潜力
预计未来 5 年，高性能土工格栅市场总量可达 15 亿 m2，技术预 期推广比例将达到 80%，项目总投资 150 亿元，可形成的碳减排能力 约为 260 万 tCO2。
由武汉节能协会办公室整理
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