期刊VIP學(xué)術(shù)指導(dǎo) 符合學(xué)術(shù)規(guī)范和道德
保障品質(zhì) 保證專業(yè),沒有后顧之憂
來源:期刊VIP網(wǎng)所屬分類:路橋建設(shè)時(shí)間:瀏覽:次
摘要:近年來,隨著我國公路路網(wǎng)改造的高速發(fā)展,公路改擴(kuò)建工程越來越多。改建工程中大部分路段是利用舊路, 即對舊路基進(jìn)行拓寬處理,本文對高速公路路基拓寬處理方法進(jìn)行了介紹,總結(jié)了拓寬路基中常見病害及其處理方法。
關(guān)鍵詞:路基拓寬,處理方法,結(jié)合部,病害
1 關(guān)于新舊路基的拓寬工程分析
通過現(xiàn)場施工的經(jīng)驗(yàn),在路基拓寬的工程當(dāng)中在新舊路基的均勻性、穩(wěn)定性以及強(qiáng)度和密實(shí)的程度各不相同,所以新舊路基就會產(chǎn)生一定的沉降,這樣會對路面沿接縫引發(fā)縱向開裂的現(xiàn)象,根據(jù)路基拓寬工程歸納總結(jié)在新舊路基的幾種常見病因主要包括[1]:
a 在新舊路基的拓寬工程以后在其結(jié)合的位置處,路面結(jié)構(gòu)層強(qiáng)度、厚度和路面的材質(zhì)是不相同的,特別是在結(jié)合位置的一側(cè)是新建路基,而另一側(cè)是原有的路基,由于在質(zhì)量上存在一定的差異,所以在產(chǎn)生臨界面以后,同時(shí)道路會出現(xiàn)開裂的問題。
b 在把舊路基拓寬處理以后,會在新舊路基的結(jié)合位置沉降量不相同,也就會產(chǎn)生沉降的差值。特別是在新拓寬的路基工后,產(chǎn)生的沉降會比較大,然而舊路基已完成了工后的沉降量,所以這就不可避免的會在結(jié)合位置產(chǎn)生一定沉降的差值,也就是道路產(chǎn)生了裂縫的原因之一。
c 在新舊路基的結(jié)合位置處其施工難度比較大,工藝也比較復(fù)雜。并且在施工當(dāng)中,因人為控制的因素,例如填料過厚、填筑過快、壓實(shí)不到位、強(qiáng)度不足以及密實(shí)不達(dá)標(biāo)等因素,也會造成裂縫的出現(xiàn)。
d 在新舊路基的結(jié)合處置因基底的軟基處理不當(dāng),因透水性不強(qiáng)和腐植土雜物清理的不夠徹底,因此結(jié)合面會很脆弱。
2 路基拓寬處理技術(shù)
2. 1基底處理
1) 注意清除地表植物、有機(jī)土、種植土及不符合強(qiáng)度要求的原土后按規(guī)定進(jìn)行壓實(shí), 并進(jìn)行密實(shí)度檢驗(yàn),使之符合施工驗(yàn)收規(guī)范及驗(yàn)評標(biāo)準(zhǔn)[3]。
2) 對于軟土地基,須根據(jù)道路的性質(zhì)、軟土的厚度及其特性、路堤高度和原路況等情況確定處理方法,不能一概而論。要從解決好地基的強(qiáng)度入手,徹底解決軟基問題,做到不留隱患。
低路堤新拓寬路基部分軟土地基一般只做透水層處理,可盡量利用原狀土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,不擾動下臥軟土層,進(jìn)一步維持硬殼層的整體作用,如對于路基填土(舊路和新填路)高度小于1.5m的路段,旱田段填前碾壓先填40cm石渣,水田段填前碾壓先填70cm石渣,而對於水塘、魚塘段應(yīng)先進(jìn)行拋石擠淤等處理,用石渣或砂礫填至水平面上50cm后,進(jìn)行碾壓,拋石范圍應(yīng)超過坡腳外2m。
高路堤新拓寬部分軟土地基必須進(jìn)行軟土地基特殊處理和增加路基反壓護(hù)道等方法進(jìn)行綜合處理,同時(shí)還要控制路基填土質(zhì)量,加強(qiáng)沉降觀測和分析。因此為了確保路基穩(wěn)定,減少路基工后沉降,對高路堤拓寬可采取粉體攪拌樁、拋石擠淤、砂樁、碎石樁、塑料排水板等軟基處理措施,并配合透水性材料。
2. 2路基填料的選擇
為了減少新舊路基的沉降差,路基加寬的填土部分應(yīng)當(dāng)與老路基完全形成一個(gè)整體結(jié)構(gòu),保持良好的穩(wěn)定性,最好的辦法是使用與老路相同的土壤,當(dāng)無法做到這點(diǎn)時(shí),新填路基要求使用碎石土、砂礫土、山皮土等強(qiáng)度較高的填料,填料之前必須進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn),合格后才允許使用。而且要求碎、礫石土及山皮土中的碎、礫石含量應(yīng)在30% ~ 50%,碎、礫石的粒徑0.5~10cm,最大尺寸不大于15 cm,含水量為10% ~ 15%。要求碎、礫石土及山皮土的回彈模量為30~ 40MPa,密度不小于1.85 g/cm3,CBR不小于8[3]。路堤填筑前填料應(yīng)每5000m3或土質(zhì)變化時(shí)取樣,按JT J05193《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定的方法進(jìn)行顆粒分析,含水量與密實(shí)度、液限和塑限,有機(jī)質(zhì)含量、承載比( CBR )試驗(yàn)和擊實(shí)試驗(yàn)。
3 新舊路基結(jié)合部的施工方法
3.1臺階的設(shè)置與處理
為了有效解決新舊路基的不均勻沉降,在新舊路基拓寬處理時(shí),首先清除舊路路肩、邊坡草皮、樹根、腐植土等雜物及松散的路基填料,然后在舊路邊坡上采取挖臺階的措施進(jìn)行處理。臺階要求向舊路方向傾斜,尺寸為:高≤25 cm,寬≥50cm,同時(shí),確保新舊路基銜接良好。臺階部分的填筑與新路基填筑同時(shí)進(jìn)行,并嚴(yán)格按照施工技術(shù)規(guī)范分層填筑,每層填筑厚度嚴(yán)格控制在臺階高度以內(nèi)。采用上述措施后,新填筑路基的工后沉降量在新舊路基結(jié)合部不再是突變值。
3.2填料的選擇
路基填料的好壞直接影響路基的穩(wěn)定性和工后沉降差,施工中選擇透水性比舊路基好的材料,主要采用透水性較好的石渣進(jìn)行填筑,部分路段則選用透水性良好、塑性低的砂礫進(jìn)行填筑。舊路為填石路段時(shí),選用石渣進(jìn)行填筑。
3.3路基壓實(shí)度的控制
工程實(shí)施過程中,采用提高路基壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)的方法來保證整個(gè)路基的填筑質(zhì)量。本工程項(xiàng)目路基設(shè)計(jì)壓實(shí)度為:路床頂面以下0~0.8 m≥95%;0.8 m~1.5 m≥94%;1.5 m 以下≥92%。施工過程中新舊路基結(jié)合部的壓實(shí)度嚴(yán)格按照大于設(shè)計(jì)值 2%來控制。路基填筑過程中加大壓實(shí)檢測頻率,新舊路基結(jié)合部4m以內(nèi)為壓實(shí)度重點(diǎn)檢測區(qū)域,每20m抽檢一處,保證了結(jié)合部位壓實(shí)效果良好,新老路基結(jié)合緊密。壓實(shí)機(jī)具采用重型壓路機(jī),對于壓路機(jī)碾壓困難的位置采用小型壓實(shí)機(jī)具來壓實(shí)[2]。
4 公路加寬工程的主要病害及其處治措施
4.1主要病害
公路拓寬時(shí)新路堤的建設(shè)會導(dǎo)致老路堤產(chǎn)生新的沉降變形,并且在新、老路堤之間產(chǎn)生差異沉降,導(dǎo)致路堤拉裂、路面破壞等病害。
1)路基的損壞主要表現(xiàn)為新老路基的差異沉降、沿新老路基結(jié)合面的滑移和新填路基的整體失穩(wěn)。
2)路基的差異變形會通過路面結(jié)構(gòu)反映到路表上,導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)的損壞。瀝青路面會在結(jié)合部產(chǎn)生縱向裂縫、面層破碎、結(jié)合材料松散、道路橫坡改變等。水泥混凝土路面會在結(jié)合面附近出現(xiàn)擴(kuò)展的縱縫或橫縫、錯(cuò)臺,進(jìn)一步發(fā)展會引起板底唧泥、脫空,裂縫處板塊斷裂以及裂縫進(jìn)一步擴(kuò)展等現(xiàn)象。
3)隨著路面病害的產(chǎn)生和道路縱橫坡比的變化,道路結(jié)構(gòu)性能和服務(wù)性能也隨之下降,當(dāng)路況指數(shù)、結(jié)構(gòu)承載力、平整度等下降到一定程度時(shí),還影響行車安全。按照路基拓寬的損壞機(jī)理將拓寬路基的損壞歸結(jié)為二類:拓寬路基穩(wěn)定性不足導(dǎo)致的損壞以及新老路基不協(xié)調(diào)變形引起的損壞。前者是拓寬路基自身穩(wěn)定性不能充分滿足穩(wěn)定性要求導(dǎo)致的,后者則是新老地基和路基的不均勻變形引發(fā)的。數(shù)值分析表明,路面結(jié)構(gòu)性破壞的模式有四種:結(jié)合部的剪切開裂(沿結(jié)合面滑移)、結(jié)合部的彎拉開裂(基層頂部或底部)、老路基頂面開裂以及新路或老路的基層底面開裂。要從根本上解決或減少拓寬路基的病害,必須了解產(chǎn)生拓寬路基病害的原因和損壞機(jī)理。
4.2處治措施
1)保證填筑材料質(zhì)量。
優(yōu)質(zhì)的施工原材料是保證加寬公路質(zhì)量的關(guān)鍵,良好的填筑材料使碾壓質(zhì)量易于保證,高標(biāo)準(zhǔn)的壓實(shí)度使技術(shù)要求成為可能,大大加強(qiáng)了填筑路基的強(qiáng)度;
2)邊坡處理。
施工中要求對原路邊坡進(jìn)行深層削坡,不允許存留腐質(zhì)土和松軟土體,要求將軟弱的結(jié)合面處理成牢固的結(jié)合面,結(jié)合部要開挖臺階,臺階要有足夠的寬度和壓實(shí)度,以保證新老路基有效的結(jié)合,同時(shí)邊坡開挖后要立即施工,防止雨水的沖刷、滲透,影響結(jié)合部的質(zhì)量;
3)保證壓實(shí)度,它是提高土的強(qiáng)度,減少使用期沉降量的有效辦法。
保證壓實(shí)度結(jié)構(gòu)滿足要求,除采用分層填筑、分層壓實(shí)、加強(qiáng)壓實(shí)功能、保證最佳含水率等措施外,還要結(jié)合使用偏心振動碾及強(qiáng)夯能方法,特別是新舊路基的結(jié)合部和臺背回填,更是高標(biāo)準(zhǔn),只有嚴(yán)格管理,精心施工,才能確保壓實(shí)度滿足要求;
4)新老路基結(jié)合部的處治。
a 土工合成材料的應(yīng)用[4]。
在公路加寬工程中,常用的土工合成材料就是土工格柵和土工格室。土工格柵與土接觸面的摩擦作用,降低了加寬處土的垂直應(yīng)力,使土體承載力得以提高,減少了不均勻沉降;土工格柵對土體具有鎖定作用,使土體抗剪強(qiáng)度得到充分的發(fā)揮,約束土體的側(cè)向變形;由于水平鋪設(shè)的土工格柵具有彈性,在反復(fù)荷載作用下,不會產(chǎn)生變形的積累;土工格柵具有一定的張力和延展性,能使路基與土工格柵形成一個(gè)連續(xù)柔性整體結(jié)構(gòu)。土工格室的錨固方式除了依靠自身的強(qiáng)度指標(biāo)外,最重要的是依靠與土體組成的結(jié)合體來完成錨固的,每個(gè)單元格內(nèi)的土體就像土釘一樣,在土體結(jié)合部位對筋材進(jìn)行定位,可以將應(yīng)力分解于每個(gè)單元格之內(nèi),最大程度避免了新填筑路堤的橫向位移;
b 軟土地基處理[4]。
可以采用超載預(yù)壓、加密加長粉噴樁、旋噴樁、預(yù)應(yīng)力或現(xiàn)澆薄壁管樁和隔離墻等方法,通過間距和打設(shè)深度的分級處理,沿路基橫向形成漸變段,能比較理想的解決新老路堤差異沉降差問題。
5 結(jié)語
總之,舊路拓寬改造工程是不同于新建的道路,在技術(shù)的措施上必須要加強(qiáng),才可以保證其安全質(zhì)量,也只有了解了它的特殊性,才可以提高路基拓寬的穩(wěn)定性與強(qiáng)度,在以后的公路建設(shè)中仍會有很多對于公路拓寬工程的改造項(xiàng)目,必須還要進(jìn)行繼續(xù)探討研究其技術(shù)征的問題,有利于公路建設(shè)事業(yè)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1] 陳寶德. 路基拓寬工程的基本特征探析. 中小企業(yè)管理與科技, 2011.
[2] 馮俊林. 工程技術(shù)公路改建工程路基拓寬處理方法的探討. 科學(xué)之友,2008.
[3] 劉芳蘭、燕平、李海軍. 公路路基拓寬處理方法探討. 湖南交通科技, 2006.
[4] 霍明杰、霍喜芳. 高速公路路基拓寬的病害機(jī)理及處治措施, 2010.
[5] 孫民剛、潘國強(qiáng)、崔穎超、時(shí)義鵠. 高速公路路基拓寬新老路基搭接施工技術(shù). 中外公路,2007.
[6] 殷鄭海、陳必強(qiáng). 高速公路路基拓寬施工質(zhì)量控制. 路基工程,2007.