论文部分内容阅读
摘要:近年来,随着国民经济的大发展,公路路基加宽工程增多,如何有效防止新老路基結合部出现不均匀沉降以及由此而导致的路面纵向裂缝,是路基拓宽施工中的重点。分析旧路拓宽后所出现病症的原因,研究新老路基结合部位处理方法,对确保道路拓宽改造工程的质量,发挥其应有的作用具有重要意义。本文首先分析了公路路基加宽处理后常见病害及成因,然后重点对公路路基加宽的施工技术要点进行了详细探讨,最后提出了加宽处理的加固措施。
关键词:路基加宽;新老路基;裂缝;台阶开挖;碾压
Abstract: in recent years, along with the great development of the national economy, highway roadbed widening engineering increase, how to effectively to prevent the occurrence of uneven settlement and integration of a new and old roadbed and road surface longitudinal cracks caused by, is the key to roadbed widening construction. After analysis of old road widening is the cause of the disease, study the new and old roadbed combination parts processing methods, to ensure the quality of road widening project, play its proper role is of great significance. At first, this paper analyzes the highway roadbed widened after processing and cause common diseases, and key technical points to the construction of highway subgrade widening has carried on the detailed discussion, finally widen processing reinforcement measures are put forward.
Key words: roadbed widening; The new and old roadbed; Fracture; The steps of excavation; RCC
中图分类号:TU74文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
一、公路路基加宽处理后常见病害分析
在旧路改建中,加宽后路基的质量问题,很大程度上决定着改建后公路的使用寿命。而控制、延缓结合部处的开裂是保证拓宽改造公路质量的关键之一。由路基原因引起的路面纵向开裂有2大类:
一类是由于路基拓宽后新老路之间的不均匀沉降造成的,这是致使结合部位置产生纵向裂缝的主要原因;
另一类是由于路基填土强度不足造成的,新填筑路基土顶面的当量回弹模量和原路面顶面的当量回弹模量相差较大时,就会在新铺设的路面结构内,特别是在交界处位置产生较大应力,甚至产生局部应力集中,从而引起路面开裂。其原因主要有以下几个方面:
1、结合部位路基材质不同、强度不一,导致结合部位沉降量不一,不可避免地造成原路基失稳、开裂。
2、路基结合部位施工难度较大,往往产生一些人为的质量问题,如填料过厚、强度不足、填筑过快、压实不到位、密实度达不到设计标准等,引起不均匀沉降,使结合部开裂。
3、结合部基底软基处理不彻底,腐植土及杂物清理不彻底,透水性不畅,存在薄弱的结合面。
4、边坡开挖过大,已开挖的边坡处没有及时堆放反压材料,使老边坡开挖面长时间暴露,受雨水直接冲刷,造成新老路基亏方,新老路基叠合面减少。
二、公路路基加宽施工技术要点
(一)施工准备
1、旧路调查
旧路路基加宽,首先要对旧路的状况进行调查,并对原路基的病害进行处理。调查内容包括旧路路基的填筑材料、使用和损坏等病害情况,同类型的病害要进行彻底处理。
路基施工前应完成击实试验和土的液塑限试验
通过击实试验确定路基土的最佳含水量和最大干密度,为路基施工检测压实度提供参照依据;通过液塑限试验取得路基填料的塑性指数,以确定该土样能否用于路基施工。
基底处理
旧路两侧一般为排水边沟和碎落台,边沟经长期的雨水侵蚀,其下部已基本变得相当软弱;平台由于绿化其底部实际也为腐质土。对于上述情况地基必须作彻底清除,对于地下水丰富区域,须铺设透水型材料,基底压实度一般比规范要求高出1~2%;减少地基沉降,选用聚苯乙烯泡沫塑料,填筑路基,不但可以降低地基沉降,还能节省材料。施工时必须严格按设计要求进行,保证基底承载力,减少新老路基剪切变形。
(二)加宽施工技术
台阶开挖
新老路基结合部是加宽工程的最薄弱部位,最容易发生路基病害。如果结合部土体强度不足,台阶开挖不合理以及加筋处治不当等,将会导致拓宽路基沿结合面产生滑移或蠕滑,在结合部路面产生纵向裂缝。
由于老路边坡的表层土体相对松软,在开挖台阶前要对老路边坡进行削坡,削坡的目的是要清除老路边坡的表层杂土,保证边坡的土层具有较高的强度。根据边坡土体和边坡下地基的情况,削坡方法可分为两种:
其一:等坡度削坡法。即沿老路边坡等宽度削坡,不改变老路边坡的坡度。
其二:变坡度削坡法,即削坡坡度大于老路边坡的坡度。当削坡坡度较陡时,容易引发老路基坍塌,可以采用多次渐进削坡法,每削坡一次进行部分地基处理,然后再进行削坡,以保证老路边坡的稳定性。从施工角度上看,自下向上的开挖方式要优于自上向下开挖,边填边挖的开挖方式对老路基稳定性的影响较小。台阶开挖的作用主要体现在三方面:
其一:可以去除老路边坡的表层土和一定深度压实不足的填土;
其二:开挖台阶可以增加新老路基结合部的接触面积,使结合部的抗剪能力增强,提高加宽路基的稳定性;
其三:方便土工格栅的铺设。
2、填筑材料的选择
填筑材料经自重、路面和车辆等荷载的作用,老路基已经基本被压实,而新路基的填料虽经严格压实,仍存在后期变形。为此,填筑材料的选择将很大程度影响路基的有效沉降。所有填料宜与旧路堤相同或选用透水性较好的材料,相关单位在综合考虑工程造价和施工实施的问题上,尽量使用碎石土或石渣等沉降量较少的材料进行填筑,并控制好填筑材料的液塑限、承载比(CBR)和击实试验等各项指标。
3、碾压工艺
路基填筑前,须根据规范要求做好试验段,必须严格控制材料的最佳含水量、松铺厚度、压实设备的类型、最佳组合方式、碾压遍数及碾压速度等,使各项指标达到最优状态,保证压实度达到设计要求。对于加宽渐变部分,必须严格控制其碾压宽度,如旧路基挖台阶受限制时,可通过铺设护道等方式满足其要求,使路基压实度均满足要求。
在施工时分层碾压,控制每层填筑厚度及压实度,提高压实标准。碾压应采用重型压路机(>20t)进行,双驱双振。碾压虚方厚度不得大于 30cm,压实度必须达到标准规定的压实度要求,且重点应放在新老路基的结合部,每层压完后应平整光滑。
路基填筑时应控制路堤填筑速率。当填土速率较快时,地基强度来不及增长,易产生较大的剪切变形。在施工时按照慢速填土标准进行控制,控制标准为地面沉降率每昼夜不大于10mm,坡角水平位移速率每昼夜不大于5mm。
4、路基路面排水
路面排水的任务是迅速排除路面范围内的降水,减少水从路面渗入,使之不冲刷路基边坡。在进行施工时要集中排水,在硬路肩外侧设置水泥混凝土预制块或现浇沥青混凝土的拦水带,以其与硬路肩路面构成三角形的集水槽流水,每隔 20~50m间距设一泄水口与路堤边坡急流槽衔接将雨水排到坡脚排水沟中。设超高路段的排水通过设在中央带的园形开口排水沟或雨水井进行排除。
(三)新旧路基衔接技术
新加宽路段与老路段相比,沉降量大得多,这是导致路面纵向裂缝的主要原因,而结合部位处理不好、结合带强度不足也是导致纵缝的重要原因,因此有必要采取特殊的处理办法,加强新老路基的衔接:
除地表植物、有机土、种植土及不符合强度要求的原土后按规定进行压实,并进行密实度检验,使之符合施工验收规范及检评标准。
如果原有路肩质量较差,达不到设计要求,则应将土路肩翻晒或掺灰重新碾压,以达到质量要求。可以采用修建试验路来改进路基开挖台阶的方案,即由从土路肩开始下挖台阶,改为从硬路肩开始下挖台阶。这种改进方案可以消除老路基边坡压实度不足的弊病,可加強新老路基的结合程度,减少新老路基结合处的不均匀沉降。
严格按照施工规范中对新老路基衔接的要求开挖台阶,且台阶的数量应尽可能多,以为新老路基的衔接提供更多接触面,更利于新老路基的结合。在部分填方较高的路段应采取逐步开挖的方式施工,同时做好排水与安全防护工作。
严格控制新老路基结合带的压实度,对新老路基结合带(大型压路机的压实施工死角)用打夯机分薄层填筑压实,必要时可采用冲击碾加强压实。实践证明,冲击碾压可以提高新老路基的压实度,对加强新老路基的结合和减少其不均匀沉降非常有利。
公路加宽路基的加固措施
(一)土工合成材料的应用
土工合威材料是一种新型的岩土工程材料,以聚合物为原料制造的透水和不透水产品的统称。近年来土工合成材料在公路工程中得到越来越广泛的应用。土工合成材料具有五大功能:加筋作用、隔离作用、排水作用、反滤作用、防渗作用。在路基加宽工程中,主要利用其加筋作用,在新老路基衔接的台阶处设置土工合成材料,可有效加强新老路基间的联结,减少不均匀沉降和侧向位移。
土工格栅可只在路基底部台阶铺设1~2层即可。在同一位置铺设多层土工格栅并无明显效果。虽然在新老路基结合部顶部铺设土工格栅并不能减小路基自重及地基固结引起的不均匀沉降,但它可以使新老路基顶部结合更紧密,减小和延缓路面的开裂。同时,铺设土工格栅可以使行车荷载在路基中引起的应力得到均匀分布,可在路基顶部铺设1~2层土工格栅。所以,在能有效减少新老路基不均匀沉降和加宽路基稳定性的前提下,尽量减少加筋层数并在底部加筋,可以降低造价。
(二)冲击夯实
路基的本体沉降主要与路基本身的压实度有很大关系,进行充分冲击,使其紧密结合,形成一个整体,使路基本体和地基的沉降都达到最小,以减小路基的沉降,减少或避免新老路基结合部纵向裂缝的产生。由此,可选择冲击碾压(夯实)的方法,对路基进去补强。冲击碾压施工可提高加宽路基的压实度,使新旧路基很好地结合在一起结合成一个整体,增加其极限抗剪力,使路基本体沉降减到最小以便使其沉降系数减小;冲击碾压另可避免结合部因碾压不足出现软弱的滑动层。
结语
综上,随着我国社会经济的不断发展,人们的汽车拥有量也不断的增多,这就要求我们要不断的加强公路路基加宽施工技术,提高公路的施工质量,完善道路的经济社会功能,使公路更好地为社会服务。
参考文献
[1]公路路基设计规范(JTG D30-2004)[S].北京:人民交通出版社,2004.
[2]刘芳兰,燕平,李海军.公路路基拓宽处理方法探讨[J].湖南交通科技,2006.1.
[3]黄玉生,龙绛珠.软土地基上高等级公路路堤加宽理论分析[J].路基工程,2007.6.
关键词:路基加宽;新老路基;裂缝;台阶开挖;碾压
Abstract: in recent years, along with the great development of the national economy, highway roadbed widening engineering increase, how to effectively to prevent the occurrence of uneven settlement and integration of a new and old roadbed and road surface longitudinal cracks caused by, is the key to roadbed widening construction. After analysis of old road widening is the cause of the disease, study the new and old roadbed combination parts processing methods, to ensure the quality of road widening project, play its proper role is of great significance. At first, this paper analyzes the highway roadbed widened after processing and cause common diseases, and key technical points to the construction of highway subgrade widening has carried on the detailed discussion, finally widen processing reinforcement measures are put forward.
Key words: roadbed widening; The new and old roadbed; Fracture; The steps of excavation; RCC
中图分类号:TU74文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
一、公路路基加宽处理后常见病害分析
在旧路改建中,加宽后路基的质量问题,很大程度上决定着改建后公路的使用寿命。而控制、延缓结合部处的开裂是保证拓宽改造公路质量的关键之一。由路基原因引起的路面纵向开裂有2大类:
一类是由于路基拓宽后新老路之间的不均匀沉降造成的,这是致使结合部位置产生纵向裂缝的主要原因;
另一类是由于路基填土强度不足造成的,新填筑路基土顶面的当量回弹模量和原路面顶面的当量回弹模量相差较大时,就会在新铺设的路面结构内,特别是在交界处位置产生较大应力,甚至产生局部应力集中,从而引起路面开裂。其原因主要有以下几个方面:
1、结合部位路基材质不同、强度不一,导致结合部位沉降量不一,不可避免地造成原路基失稳、开裂。
2、路基结合部位施工难度较大,往往产生一些人为的质量问题,如填料过厚、强度不足、填筑过快、压实不到位、密实度达不到设计标准等,引起不均匀沉降,使结合部开裂。
3、结合部基底软基处理不彻底,腐植土及杂物清理不彻底,透水性不畅,存在薄弱的结合面。
4、边坡开挖过大,已开挖的边坡处没有及时堆放反压材料,使老边坡开挖面长时间暴露,受雨水直接冲刷,造成新老路基亏方,新老路基叠合面减少。
二、公路路基加宽施工技术要点
(一)施工准备
1、旧路调查
旧路路基加宽,首先要对旧路的状况进行调查,并对原路基的病害进行处理。调查内容包括旧路路基的填筑材料、使用和损坏等病害情况,同类型的病害要进行彻底处理。
路基施工前应完成击实试验和土的液塑限试验
通过击实试验确定路基土的最佳含水量和最大干密度,为路基施工检测压实度提供参照依据;通过液塑限试验取得路基填料的塑性指数,以确定该土样能否用于路基施工。
基底处理
旧路两侧一般为排水边沟和碎落台,边沟经长期的雨水侵蚀,其下部已基本变得相当软弱;平台由于绿化其底部实际也为腐质土。对于上述情况地基必须作彻底清除,对于地下水丰富区域,须铺设透水型材料,基底压实度一般比规范要求高出1~2%;减少地基沉降,选用聚苯乙烯泡沫塑料,填筑路基,不但可以降低地基沉降,还能节省材料。施工时必须严格按设计要求进行,保证基底承载力,减少新老路基剪切变形。
(二)加宽施工技术
台阶开挖
新老路基结合部是加宽工程的最薄弱部位,最容易发生路基病害。如果结合部土体强度不足,台阶开挖不合理以及加筋处治不当等,将会导致拓宽路基沿结合面产生滑移或蠕滑,在结合部路面产生纵向裂缝。
由于老路边坡的表层土体相对松软,在开挖台阶前要对老路边坡进行削坡,削坡的目的是要清除老路边坡的表层杂土,保证边坡的土层具有较高的强度。根据边坡土体和边坡下地基的情况,削坡方法可分为两种:
其一:等坡度削坡法。即沿老路边坡等宽度削坡,不改变老路边坡的坡度。
其二:变坡度削坡法,即削坡坡度大于老路边坡的坡度。当削坡坡度较陡时,容易引发老路基坍塌,可以采用多次渐进削坡法,每削坡一次进行部分地基处理,然后再进行削坡,以保证老路边坡的稳定性。从施工角度上看,自下向上的开挖方式要优于自上向下开挖,边填边挖的开挖方式对老路基稳定性的影响较小。台阶开挖的作用主要体现在三方面:
其一:可以去除老路边坡的表层土和一定深度压实不足的填土;
其二:开挖台阶可以增加新老路基结合部的接触面积,使结合部的抗剪能力增强,提高加宽路基的稳定性;
其三:方便土工格栅的铺设。
2、填筑材料的选择
填筑材料经自重、路面和车辆等荷载的作用,老路基已经基本被压实,而新路基的填料虽经严格压实,仍存在后期变形。为此,填筑材料的选择将很大程度影响路基的有效沉降。所有填料宜与旧路堤相同或选用透水性较好的材料,相关单位在综合考虑工程造价和施工实施的问题上,尽量使用碎石土或石渣等沉降量较少的材料进行填筑,并控制好填筑材料的液塑限、承载比(CBR)和击实试验等各项指标。
3、碾压工艺
路基填筑前,须根据规范要求做好试验段,必须严格控制材料的最佳含水量、松铺厚度、压实设备的类型、最佳组合方式、碾压遍数及碾压速度等,使各项指标达到最优状态,保证压实度达到设计要求。对于加宽渐变部分,必须严格控制其碾压宽度,如旧路基挖台阶受限制时,可通过铺设护道等方式满足其要求,使路基压实度均满足要求。
在施工时分层碾压,控制每层填筑厚度及压实度,提高压实标准。碾压应采用重型压路机(>20t)进行,双驱双振。碾压虚方厚度不得大于 30cm,压实度必须达到标准规定的压实度要求,且重点应放在新老路基的结合部,每层压完后应平整光滑。
路基填筑时应控制路堤填筑速率。当填土速率较快时,地基强度来不及增长,易产生较大的剪切变形。在施工时按照慢速填土标准进行控制,控制标准为地面沉降率每昼夜不大于10mm,坡角水平位移速率每昼夜不大于5mm。
4、路基路面排水
路面排水的任务是迅速排除路面范围内的降水,减少水从路面渗入,使之不冲刷路基边坡。在进行施工时要集中排水,在硬路肩外侧设置水泥混凝土预制块或现浇沥青混凝土的拦水带,以其与硬路肩路面构成三角形的集水槽流水,每隔 20~50m间距设一泄水口与路堤边坡急流槽衔接将雨水排到坡脚排水沟中。设超高路段的排水通过设在中央带的园形开口排水沟或雨水井进行排除。
(三)新旧路基衔接技术
新加宽路段与老路段相比,沉降量大得多,这是导致路面纵向裂缝的主要原因,而结合部位处理不好、结合带强度不足也是导致纵缝的重要原因,因此有必要采取特殊的处理办法,加强新老路基的衔接:
除地表植物、有机土、种植土及不符合强度要求的原土后按规定进行压实,并进行密实度检验,使之符合施工验收规范及检评标准。
如果原有路肩质量较差,达不到设计要求,则应将土路肩翻晒或掺灰重新碾压,以达到质量要求。可以采用修建试验路来改进路基开挖台阶的方案,即由从土路肩开始下挖台阶,改为从硬路肩开始下挖台阶。这种改进方案可以消除老路基边坡压实度不足的弊病,可加強新老路基的结合程度,减少新老路基结合处的不均匀沉降。
严格按照施工规范中对新老路基衔接的要求开挖台阶,且台阶的数量应尽可能多,以为新老路基的衔接提供更多接触面,更利于新老路基的结合。在部分填方较高的路段应采取逐步开挖的方式施工,同时做好排水与安全防护工作。
严格控制新老路基结合带的压实度,对新老路基结合带(大型压路机的压实施工死角)用打夯机分薄层填筑压实,必要时可采用冲击碾加强压实。实践证明,冲击碾压可以提高新老路基的压实度,对加强新老路基的结合和减少其不均匀沉降非常有利。
公路加宽路基的加固措施
(一)土工合成材料的应用
土工合威材料是一种新型的岩土工程材料,以聚合物为原料制造的透水和不透水产品的统称。近年来土工合成材料在公路工程中得到越来越广泛的应用。土工合成材料具有五大功能:加筋作用、隔离作用、排水作用、反滤作用、防渗作用。在路基加宽工程中,主要利用其加筋作用,在新老路基衔接的台阶处设置土工合成材料,可有效加强新老路基间的联结,减少不均匀沉降和侧向位移。
土工格栅可只在路基底部台阶铺设1~2层即可。在同一位置铺设多层土工格栅并无明显效果。虽然在新老路基结合部顶部铺设土工格栅并不能减小路基自重及地基固结引起的不均匀沉降,但它可以使新老路基顶部结合更紧密,减小和延缓路面的开裂。同时,铺设土工格栅可以使行车荷载在路基中引起的应力得到均匀分布,可在路基顶部铺设1~2层土工格栅。所以,在能有效减少新老路基不均匀沉降和加宽路基稳定性的前提下,尽量减少加筋层数并在底部加筋,可以降低造价。
(二)冲击夯实
路基的本体沉降主要与路基本身的压实度有很大关系,进行充分冲击,使其紧密结合,形成一个整体,使路基本体和地基的沉降都达到最小,以减小路基的沉降,减少或避免新老路基结合部纵向裂缝的产生。由此,可选择冲击碾压(夯实)的方法,对路基进去补强。冲击碾压施工可提高加宽路基的压实度,使新旧路基很好地结合在一起结合成一个整体,增加其极限抗剪力,使路基本体沉降减到最小以便使其沉降系数减小;冲击碾压另可避免结合部因碾压不足出现软弱的滑动层。
结语
综上,随着我国社会经济的不断发展,人们的汽车拥有量也不断的增多,这就要求我们要不断的加强公路路基加宽施工技术,提高公路的施工质量,完善道路的经济社会功能,使公路更好地为社会服务。
参考文献
[1]公路路基设计规范(JTG D30-2004)[S].北京:人民交通出版社,2004.
[2]刘芳兰,燕平,李海军.公路路基拓宽处理方法探讨[J].湖南交通科技,2006.1.
[3]黄玉生,龙绛珠.软土地基上高等级公路路堤加宽理论分析[J].路基工程,2007.6.