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摘要:公路路基是路面的基础,它承受着岩土自重和路面重量,以及由路面传递而来的行车荷载,是公路的承重主体。修建稳健的路基,对降低工程造价,提高路面使用质量,甚至是提高公路交通质量,都是十分重要的环节。本文主要论述公路路基的一些施工技术,希望能够对公路施工有一些参考作用。
关键字:公路路基施工技术
Abstract: The road embankment is the foundation of the road, bears the geotechnical weight and road weight, as well as the traffic load from the road passing; it is the load-bearing subject of the highway. This paper discusses the road subgrade construction technology, hoping to have some reference to the role of highway construction.Key words: highway; roadbed; construction technology
中图分类号:TU74文献标识码:A文章编号:
公路路基的施工是整个公路施工的关键,因此,作为公路路基本载体的路基的施工建设,越来越受到人们的关注。我国在公路路基施工方面取得了很大的進步,通过对公路路基综合稳定技术的研究,研制出了一批用于路基施工的新技术、新材料、新方法,这为路基的施工奠定了坚实的基础。路基应该根据当地的地形、地质状况、公路等级状况等情况来进行施工,下面就简单的论述一下公路路基施工的技术方法。
1 施工准备阶段
路基的施工准备阶段是路基施工总体部署、调查作业范围、水文地质及工程量、制定施工方案、编排施工进度计划以及开工前的人员、机械、材料等方面的准备阶段,这个阶段准备的充分与否,直接关系到路基施工过程能否顺利进行,因此必须认真仔细地对待。
首先,要进行实地的测量,根据设计图纸进行现场的勘测,掌握确切的地形地貌特征是展开后续工作的关键。
其次,要根据测量图纸确定挖方及填方段,这是施工的关键。遇到填方时,要先计算填方的厚度,如果需要大量回填,沉降量增大时则应该提出处理意见,进行分层回填夯实碾压,并严格控制夯实系数的要求。当遇到恶劣的气候条件时,设备不能正常工作,则需要进行人工夯实,并在完毕后检查密实度和压实度。遇到挖方时,要严格按照设计标高进行机械及人工开挖,确保准确达到设计标高。
在新建的工程中,如果遇到湿地、沼泽等路段时,一定要谨慎施工。一般这里的处理方法是:挖开此段,用挖掘机清除里面的淤泥和杂土,达到施工要求,防止水的渗入和土质塌落。之后马上用中砂进行分层回填夯实,如果有必要的话再在坑底铺筑一层碎石层。在基底全部处理完成之后,再进行路基工程,这是十分关键的地方。
2 公路路基填土与压实
公路路基的强度和稳定性很大程度上取决于路基填料的性质以及其压实的程度。因此,改进填土的要求和压实条件是保证路基质量最有效的方法。
2.1路基填料规范规定了对路基填料应有条件的选用。
规范中对路基填料的最小强度和最大粒径给了量化的标准,采用CBR值表征路基土的强度。当路基填料达不到规定的最小强度时,应采取掺合粗粒料、或换填、或用石灰等稳定材料处理,并不规定对其它等级公路铺筑高级路面时,也要采用高速公路和一级公路的规定值。
2.2路基压实
当前路基施工,普遍采用了大吨位的压路机,碾压效果有了明显的改善,对于提高路基土的压实度起了重要的作用。规范规定高速公路和一级公路路面底面以下80-150cm部分的上路堤其压实度必须≥95%,对其它等级公路当铺筑高级路面时,其压实度也应该按照高速公路和一级公路的标准采用。因此,路基的压实度对路基施工过程中起着重要的作用。在地质条件相对差的地区,如潮湿地区,在进行路基压实的过程中,是十分困难的,所以要特别注意。以下以砂土路基填筑与压实为例,进行简单的介绍。
2.3砂土路基填筑及压实
2.3.1施工前的准备
施工前的准备工作,包括施工测量、土质实验、场地的清理、人员机械的组织安排等,都应该按照相关的规定严格进行。
2.3.2填筑
在各项准备完成之后,开始进行路基填筑前的碾压,在压实度合格后,部分中细沙路段,为了避免地震时产生的动水压力形成的管涌,影响路基的稳定,按设计要求铺设一层土工布。
路基填土在摊铺前应先准确地划出路堤边线,砂土要水平分层摊铺,严格控制厚度,土的松铺厚度≤40cm。摊铺主要由推土机及平地机完成,并结合人工整理土沙交界处,形成整齐的交界线。摊铺长度应按施工能力而定,一般在500米左右,或在两座构造物之间为一施工段落。
2.3.3砂土压实
在砂土表面做成约5米长的方形畦,当砂土天然含水量在2-3%时,灌水量控制在400kg/m3左右,在砂土与粘土的结合部位应控制水量,避免水量过大将粘土浸泡松软。灌水完毕后一般压实度达80%左右,用重型振动压路机对砂土碾压4到6遍,振动碾压时宜采用2档碾压轮迹相互搭接。振动碾压后,再用静碾压路机压1到2遍,保证本层压实度及表面平整度。对于路基局部边角地带,如桥台或挡墙后背,压路机不能碾压的部位,应采用小型手扶式振动压路机或采用蛙式夯实机进行碾压夯实。碾压完毕,检验压实度、平整度、标高、宽度、横坡度,各项指标合格后,及时进行下一层的填筑施工,尽可能减少成型的砂土路基失水。当不能及时填筑下一层砂土时,应注意及时洒水,保持足够的水分。
3 路基防护
3.1坡面防护:坡面防护的目的是防止地表水流的冲刷。近年来,随着对环境保护的重视,高等级公路的边坡,多采用种草防护。现大多采用草坪植生带,即将草籽,肥料和土均匀拌和裹于土工物内,当草籽发芽长成草起到固土作用后,无纺布纤维自然腐烂,不会污染环境,效果很好。也有一些高速路两侧的坡面采取浆砌石拱形骨架护坡,龙骨采用浆砌石砌筑,中间种植适宜当地气候的植物,与草坪植生带其曲同工。
3.2冲刷防护:如今,传统的砌石、抛石、铁丝石笼、挡土墙等工程措施已经有所改进,采用高强土工格栅代替铁丝做石笼,用聚脂或聚胺脂类土工织物混凝土护坡模袋做成的护面板防护受水冲浪击的边坡,能适应土体不均匀沉降。
3.3支挡防护:现阶段主要还是采用挡土墙来作为支挡防护构筑物。挡土墙的形式及砌筑材料也是多种多样的。石砌的重力式挡土墙多用于石料丰富、墙高较低、地基较好的场合;钢筋混凝土结构的悬壁式挡土墙,扶壁式挡土墙和板柱挡土墙其受力比较合理,墙身圬工体积小,也已广泛应用于公路路基的防护。垛式挡土墙易于调整墙的高度,并采用预制构件拼装,是一种特殊式的挡土墙。
4 路基排水
水是影响路基强度和稳定性的一个重要因素,水的侵蚀会影响路基的稳定,同时,从环境保护、不损害当地农田水利设施方面考虑,必须做好路基的排水,以便形成良好的排水系统,并与地区排水规划相协调,防止因各种原因造成的水患,给路基、路面施工造成不必要的损失。4.1路表排水
路表排水设计,一是可以通过路面横坡、边沟、边沟急流槽等将路表水迅速排出路基以外。二是设计中央分隔带纵向碎石盲沟、软式透水管及横向排水管将施工期进入中央分隔带的雨水及运营期中央分隔带的下渗水迅速排出路基之外。三是设计泄水孔以迅速排除桥面水。四是采用沥青封层、土路肩纵横向碎石盲沟或排水管将渗入路面面层的水引出路基之外。
4.2路面渗水
路面渗水的排水设计,沿路面边缘设置由透水性填料集水沟、横向出水管和过滤织物组成的路面边缘排水系统,通过设置沥青封层、土路肩纵横向碎石盲沟和排水管,将渗入路面面层的水引出路基之外。由于通过沥青面层下渗的水量有限,设计中应在每10m左右设置一道Ф5cm横向排水管以确保路面下渗水的排除。
4.3地下排水
路基地下排水仍多用暗沟、盲沟、渗沟、渗井等,其特点是以渗透力式排水,当水流量较大,多采用带渗水管的渗沟。传统的砂砾料反滤层多改用有反滤功能的土工织物,这几年研制的带有钢圈、滤布和加强合成纤维组成的加劲软式透水管直径是8-30cm,很适用于地下排水。
5 软土地基处理
5.1灰土挤密桩:当软土地层含水量过大或过小时,采取灰土挤密桩,含水率过大可往孔内填干土粉或石灰粉,以吸去部分水分,或快速成孔浇灌或边成孔边下套管,或成孔后下套管,含水率过小,应预先浸湿加固范围内土层,成孔顺序应先外圈,后里圈并间隔进行;对已成孔,应防止受水浸湿,且应当天回填夯實,为避免夯打造成缩颈堵塞,应打一孔,填一孔,当桩孔较密,土质松软,应采取间隔跳打夯实。
5.2轻质路堤:用轻质材料填筑路堤可减轻对地基承载力的要求。目前国内已有应用粉煤灰填筑路堤的成功经验,可使路堤自重减轻25%左右,用重型击实试验法测定最大干容量为9~12kN/m,硅钻型粉煤灰粘性小,不具塑性,但液限在64%左右最佳含水量37%~41%,有良好的压实性能。
5.3土工合成材料加固:采用土工布与砂垫层联合处治,排水砂垫层的厚度可以相对变薄。也有在路堤下面与地表之间铺设多层土工织物,利用材料的高抗拉强度克服地基的滑动变形来保持稳定,通过控制填土速率,配合超载预压,使地基迅速固结。
6 结束语
随着经济的发展,道路的畅通,公路的施工建设也越来越频繁,在公路建设中,路基的建设是起点,是基础,更是关键,因此,其质量的要求更为严格。以上介绍的路基施工中的技术,希望能对路基施工有所帮助。在保证施工的工程中,注意质量,注意安全,提高公路施工的质量,确保道路畅通。
参考文献:
刘培文 公路路基路面施工技术 清华大学出版社,2011
胡长顺 黄辉华 王秉纲 高等级公路路基路面施工技术 人民交通出版社,1994
王穗平 路基施工技术 中国建筑工业出版社,2009
罗竟 邓廷权 路基工程现场施工技术 人民交通出版社,2004
李浩宇 路基施工技术 北京理工大学出版社,2010
关键字:公路路基施工技术
Abstract: The road embankment is the foundation of the road, bears the geotechnical weight and road weight, as well as the traffic load from the road passing; it is the load-bearing subject of the highway. This paper discusses the road subgrade construction technology, hoping to have some reference to the role of highway construction.Key words: highway; roadbed; construction technology
中图分类号:TU74文献标识码:A文章编号:
公路路基的施工是整个公路施工的关键,因此,作为公路路基本载体的路基的施工建设,越来越受到人们的关注。我国在公路路基施工方面取得了很大的進步,通过对公路路基综合稳定技术的研究,研制出了一批用于路基施工的新技术、新材料、新方法,这为路基的施工奠定了坚实的基础。路基应该根据当地的地形、地质状况、公路等级状况等情况来进行施工,下面就简单的论述一下公路路基施工的技术方法。
1 施工准备阶段
路基的施工准备阶段是路基施工总体部署、调查作业范围、水文地质及工程量、制定施工方案、编排施工进度计划以及开工前的人员、机械、材料等方面的准备阶段,这个阶段准备的充分与否,直接关系到路基施工过程能否顺利进行,因此必须认真仔细地对待。
首先,要进行实地的测量,根据设计图纸进行现场的勘测,掌握确切的地形地貌特征是展开后续工作的关键。
其次,要根据测量图纸确定挖方及填方段,这是施工的关键。遇到填方时,要先计算填方的厚度,如果需要大量回填,沉降量增大时则应该提出处理意见,进行分层回填夯实碾压,并严格控制夯实系数的要求。当遇到恶劣的气候条件时,设备不能正常工作,则需要进行人工夯实,并在完毕后检查密实度和压实度。遇到挖方时,要严格按照设计标高进行机械及人工开挖,确保准确达到设计标高。
在新建的工程中,如果遇到湿地、沼泽等路段时,一定要谨慎施工。一般这里的处理方法是:挖开此段,用挖掘机清除里面的淤泥和杂土,达到施工要求,防止水的渗入和土质塌落。之后马上用中砂进行分层回填夯实,如果有必要的话再在坑底铺筑一层碎石层。在基底全部处理完成之后,再进行路基工程,这是十分关键的地方。
2 公路路基填土与压实
公路路基的强度和稳定性很大程度上取决于路基填料的性质以及其压实的程度。因此,改进填土的要求和压实条件是保证路基质量最有效的方法。
2.1路基填料规范规定了对路基填料应有条件的选用。
规范中对路基填料的最小强度和最大粒径给了量化的标准,采用CBR值表征路基土的强度。当路基填料达不到规定的最小强度时,应采取掺合粗粒料、或换填、或用石灰等稳定材料处理,并不规定对其它等级公路铺筑高级路面时,也要采用高速公路和一级公路的规定值。
2.2路基压实
当前路基施工,普遍采用了大吨位的压路机,碾压效果有了明显的改善,对于提高路基土的压实度起了重要的作用。规范规定高速公路和一级公路路面底面以下80-150cm部分的上路堤其压实度必须≥95%,对其它等级公路当铺筑高级路面时,其压实度也应该按照高速公路和一级公路的标准采用。因此,路基的压实度对路基施工过程中起着重要的作用。在地质条件相对差的地区,如潮湿地区,在进行路基压实的过程中,是十分困难的,所以要特别注意。以下以砂土路基填筑与压实为例,进行简单的介绍。
2.3砂土路基填筑及压实
2.3.1施工前的准备
施工前的准备工作,包括施工测量、土质实验、场地的清理、人员机械的组织安排等,都应该按照相关的规定严格进行。
2.3.2填筑
在各项准备完成之后,开始进行路基填筑前的碾压,在压实度合格后,部分中细沙路段,为了避免地震时产生的动水压力形成的管涌,影响路基的稳定,按设计要求铺设一层土工布。
路基填土在摊铺前应先准确地划出路堤边线,砂土要水平分层摊铺,严格控制厚度,土的松铺厚度≤40cm。摊铺主要由推土机及平地机完成,并结合人工整理土沙交界处,形成整齐的交界线。摊铺长度应按施工能力而定,一般在500米左右,或在两座构造物之间为一施工段落。
2.3.3砂土压实
在砂土表面做成约5米长的方形畦,当砂土天然含水量在2-3%时,灌水量控制在400kg/m3左右,在砂土与粘土的结合部位应控制水量,避免水量过大将粘土浸泡松软。灌水完毕后一般压实度达80%左右,用重型振动压路机对砂土碾压4到6遍,振动碾压时宜采用2档碾压轮迹相互搭接。振动碾压后,再用静碾压路机压1到2遍,保证本层压实度及表面平整度。对于路基局部边角地带,如桥台或挡墙后背,压路机不能碾压的部位,应采用小型手扶式振动压路机或采用蛙式夯实机进行碾压夯实。碾压完毕,检验压实度、平整度、标高、宽度、横坡度,各项指标合格后,及时进行下一层的填筑施工,尽可能减少成型的砂土路基失水。当不能及时填筑下一层砂土时,应注意及时洒水,保持足够的水分。
3 路基防护
3.1坡面防护:坡面防护的目的是防止地表水流的冲刷。近年来,随着对环境保护的重视,高等级公路的边坡,多采用种草防护。现大多采用草坪植生带,即将草籽,肥料和土均匀拌和裹于土工物内,当草籽发芽长成草起到固土作用后,无纺布纤维自然腐烂,不会污染环境,效果很好。也有一些高速路两侧的坡面采取浆砌石拱形骨架护坡,龙骨采用浆砌石砌筑,中间种植适宜当地气候的植物,与草坪植生带其曲同工。
3.2冲刷防护:如今,传统的砌石、抛石、铁丝石笼、挡土墙等工程措施已经有所改进,采用高强土工格栅代替铁丝做石笼,用聚脂或聚胺脂类土工织物混凝土护坡模袋做成的护面板防护受水冲浪击的边坡,能适应土体不均匀沉降。
3.3支挡防护:现阶段主要还是采用挡土墙来作为支挡防护构筑物。挡土墙的形式及砌筑材料也是多种多样的。石砌的重力式挡土墙多用于石料丰富、墙高较低、地基较好的场合;钢筋混凝土结构的悬壁式挡土墙,扶壁式挡土墙和板柱挡土墙其受力比较合理,墙身圬工体积小,也已广泛应用于公路路基的防护。垛式挡土墙易于调整墙的高度,并采用预制构件拼装,是一种特殊式的挡土墙。
4 路基排水
水是影响路基强度和稳定性的一个重要因素,水的侵蚀会影响路基的稳定,同时,从环境保护、不损害当地农田水利设施方面考虑,必须做好路基的排水,以便形成良好的排水系统,并与地区排水规划相协调,防止因各种原因造成的水患,给路基、路面施工造成不必要的损失。4.1路表排水
路表排水设计,一是可以通过路面横坡、边沟、边沟急流槽等将路表水迅速排出路基以外。二是设计中央分隔带纵向碎石盲沟、软式透水管及横向排水管将施工期进入中央分隔带的雨水及运营期中央分隔带的下渗水迅速排出路基之外。三是设计泄水孔以迅速排除桥面水。四是采用沥青封层、土路肩纵横向碎石盲沟或排水管将渗入路面面层的水引出路基之外。
4.2路面渗水
路面渗水的排水设计,沿路面边缘设置由透水性填料集水沟、横向出水管和过滤织物组成的路面边缘排水系统,通过设置沥青封层、土路肩纵横向碎石盲沟和排水管,将渗入路面面层的水引出路基之外。由于通过沥青面层下渗的水量有限,设计中应在每10m左右设置一道Ф5cm横向排水管以确保路面下渗水的排除。
4.3地下排水
路基地下排水仍多用暗沟、盲沟、渗沟、渗井等,其特点是以渗透力式排水,当水流量较大,多采用带渗水管的渗沟。传统的砂砾料反滤层多改用有反滤功能的土工织物,这几年研制的带有钢圈、滤布和加强合成纤维组成的加劲软式透水管直径是8-30cm,很适用于地下排水。
5 软土地基处理
5.1灰土挤密桩:当软土地层含水量过大或过小时,采取灰土挤密桩,含水率过大可往孔内填干土粉或石灰粉,以吸去部分水分,或快速成孔浇灌或边成孔边下套管,或成孔后下套管,含水率过小,应预先浸湿加固范围内土层,成孔顺序应先外圈,后里圈并间隔进行;对已成孔,应防止受水浸湿,且应当天回填夯實,为避免夯打造成缩颈堵塞,应打一孔,填一孔,当桩孔较密,土质松软,应采取间隔跳打夯实。
5.2轻质路堤:用轻质材料填筑路堤可减轻对地基承载力的要求。目前国内已有应用粉煤灰填筑路堤的成功经验,可使路堤自重减轻25%左右,用重型击实试验法测定最大干容量为9~12kN/m,硅钻型粉煤灰粘性小,不具塑性,但液限在64%左右最佳含水量37%~41%,有良好的压实性能。
5.3土工合成材料加固:采用土工布与砂垫层联合处治,排水砂垫层的厚度可以相对变薄。也有在路堤下面与地表之间铺设多层土工织物,利用材料的高抗拉强度克服地基的滑动变形来保持稳定,通过控制填土速率,配合超载预压,使地基迅速固结。
6 结束语
随着经济的发展,道路的畅通,公路的施工建设也越来越频繁,在公路建设中,路基的建设是起点,是基础,更是关键,因此,其质量的要求更为严格。以上介绍的路基施工中的技术,希望能对路基施工有所帮助。在保证施工的工程中,注意质量,注意安全,提高公路施工的质量,确保道路畅通。
参考文献:
刘培文 公路路基路面施工技术 清华大学出版社,2011
胡长顺 黄辉华 王秉纲 高等级公路路基路面施工技术 人民交通出版社,1994
王穗平 路基施工技术 中国建筑工业出版社,2009
罗竟 邓廷权 路基工程现场施工技术 人民交通出版社,2004
李浩宇 路基施工技术 北京理工大学出版社,2010