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【摘 要】 公路在经过多年的通车使用,路基的沉降基本完成,路基加宽段由于新旧路基的不均匀沉降,必然产生纵向的裂缝,从而对公路产生破坏。为此,必须加强公路路基加宽设计优化及施工质量的控制,使新填筑的路基加宽段的沉降量降低,以确保公路的工程质量。
【关键词】 高速公路;路基加宽;技术探析
我国2000年以前建成的高速公路大多是双向四车道,在经过多年的通车运营后,高速公路已不能满足社会日渐增长的交通流量的需要。京沈高速、沪宁、沪杭、京港澳河南段建设之初都是双向四车道,现都已改扩建为双向八车道。京港澳河北段即将由“四改八”。为此,必须加强高速公路路基加宽时设计优化及施工质量,使沉降量减为最少,以保证高速公路改建通车后的质量。
一、路基加宽施工中的特点
加宽处理后,新老路基存在不同的压缩固结时间。由于填筑材料自身重量、车辆以及路面长期荷载所造成的影响,促使老路基得到过早压实,而新路基要想实现充分压实还需要一定的时间。
由于填料和基底具有显著的不均匀性特点,即使对施工过程进行严格控制,也会有明显的新老路基不均匀变形产生,导致不均匀沉降和不均匀冻胀等病害出现。
二、高速公路加宽施工前的准备工作
即将开始进行加宽施工的原有公路的具体情况不尽相同,但是,只要在进行施工之前,针对各种情况不同的旧路路况做好全面详尽的调查和分析,就能及时掌握一些与工程相关的信息。通常旧路因经过多年的使用,会有一定的缺陷或者破损,这些缺陷和破损一定要在公路加宽工程前将其修复解决,否则就会对路基加宽工程的质量造成最直接的影响。除此之外,如果在施工过程中发现旧路路基存在其他公路病害,也应当及时修复解决,然后再继续原本的加宽施工。除了要对公路路基原本路况问题的检测外,在加宽施工开始之前,还应当对原有的路基各项材料的使用及周围地质的情况进行检测,以此做为选择加宽路基施工原材料的依据。
三、底基层处理
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,须铺设透水性材料。必要时,可将边沟两侧各一米范围内的高含水量基土置换掉。就京港澳河北段而言,由于地处北方,且常年气候冬季干燥,夏季少雨。可对边沟基土先进行含水量目测,如可以直接使用,则可以分层回填压实即可;反之,可进行置换处理。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,特别注意回填土的含水量、分层厚度和保证压实遍数。确保基底承载力,减少新老路基剪切变形。
四、路基加宽工程的操作步骤
当路基加宽工程的前期工作都准备完成,就可以按照计划开始实施路基加宽工程。
1、台阶
台阶是衔接新旧路基的重要组成部分,台阶的施工质量影响到整个路基加宽的质量,因而,施工人员要格外重视台阶的施工。原路基边坡坡率一般为1:1.5,在进行拓宽施工前有必要将原边坡挖成台阶,台阶的宽度也要有一定的控制,一般要多于0米,这样才能便于施工人员使用机械施工,能够很好地满足摊铺和压实设备操作的需要。如果条件有限可以适
当缩短台阶的宽度,但最终的宽度不得小于1米,并要形成2%-4&的斜坡。
2、填筑材料
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、路基碾压
路基填筑前,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、压实机具的类型、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和规范要求。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。路基填方采用分层平行填铺,填土路基其最大松铺厚度不大于30cm,最小松铺厚度不小于10cm。每种填料层总厚不小于0.5m,路基填筑时,使土的含水量控制在最佳含水量±2%范围内。
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,压实度必须达到新标准的压实度要求,且重点应放在新老路基的结合部,每层压完后应平整光滑。
五、对加宽道路路基的补救措施
1、铺设土工积物
土工格栅具有抗拉强度高、伸长率低,不易变形等特点,其全面与土体接,大大增加了与土体的摩擦,有力约束土体的侧向位移,土工格栅网格与粗颗粒填料结合,其最优的镶嵌作用最大限度地提高了加宽路基的承载能力和稳定性。在加宽路段中的铺设,可以增加新旧路基的结合,增大结合部抗剪能力,防止新路基的沉降对老路基的破坏,从而达到稳定新旧路基不均匀沉降的效果。
土工格栅设置可根据路填土高度进行设置,当路基填筑小于1.5m时,可在底部进行设置3层;填土高度在1.5m~8m(10m)时,在路基底部和顶部各设置3层;填土高度大于8m(10m)时,在路基底部和顶部各设置3层,中部平台设置3层,其中底部铺设在基底平整碾压后铺设1层,每2层填土铺设1层,上部铺设位置为上路床顶部和底部、下路床底部各1层。土工格栅铺设宽度根据加宽宽度进行,但新旧路基铺设宽度不应少于1.5m。条件许可情况下可采用长60cm¢12钢筋进行锚固,并进行注浆,钢筋穿越新旧路基土层,对抗剪起积极作用。土工格栅可优先考虑使用钢塑双向土工格栅,但其伸长率应小于4%抗拉强度应大于60kN/m,锚固间距及搭接宽度与普通施工同。
2、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,进行充分冲击压实,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,对路基进行补强。对新旧路基结合处的冲击碾压范围应该是,以结合线为界,向旧路基方向为一米;向新路基方向为全路基宽度。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,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。
路基施工的机械碾压很难达到规范要求的96%以上的压实度,根据在沈大高速公路的施工经验,使用冲击夯实可使压使度达到98%。目前在我省高速公路施工中使用较多,施工技术较为成熟的冲击式压路机在作业时,牵引机带动压实机压实轮滚动,压实轮为三角椭圆型。压实轮轮廓非圆曲线对地表施以冲击—碾压—揉压—冲击的综合作用,使土体从上部至下部深层随着压力波的传递得到压实。
在施工前选择有代表性的路段进行试验,对机械的行走速度、影响深度、沉降量、行走篇数等进行统计对比。以往经验为:采用25t对深度为1.0m(4层)填方段路基冲碾补压,5~7遍是合适的,补压效果也是明显的;通过采用冲击式压路机对路基进行冲碾补压施工,使路基压实度得到提高,加速路基沉降,最大限度地缩短了路基自然沉降的时间,有效地减少了路基的沉降变形,对新老路基的结合起到了良好的作用。
六、结语
交通运输业的发展促使着公路施工技术的发展更新,除了新路桥的修建技术要求在提高,旧路拓宽技术的要求也在随着提高,尽管在施工中仍旧存在着很多的缺陷,目前来说,我国的公路改造工程技术也取得了一定的成果并且在逐渐加快提高技术的速度,以此来满足交通运输业的需要。
参考文献:
[1]葛鑫.浅谈高速公路路基加宽施工技术[J].河南科技2013(03):144.
[2]罗波.高速公路加宽改建路基路面工程关键技术的研究[D].长安大学,2010.
[3]杨广庆.高速铁路路基设计与施工[M].中国铁道出版社.2008.
【关键词】 高速公路;路基加宽;技术探析
我国2000年以前建成的高速公路大多是双向四车道,在经过多年的通车运营后,高速公路已不能满足社会日渐增长的交通流量的需要。京沈高速、沪宁、沪杭、京港澳河南段建设之初都是双向四车道,现都已改扩建为双向八车道。京港澳河北段即将由“四改八”。为此,必须加强高速公路路基加宽时设计优化及施工质量,使沉降量减为最少,以保证高速公路改建通车后的质量。
一、路基加宽施工中的特点
加宽处理后,新老路基存在不同的压缩固结时间。由于填筑材料自身重量、车辆以及路面长期荷载所造成的影响,促使老路基得到过早压实,而新路基要想实现充分压实还需要一定的时间。
由于填料和基底具有显著的不均匀性特点,即使对施工过程进行严格控制,也会有明显的新老路基不均匀变形产生,导致不均匀沉降和不均匀冻胀等病害出现。
二、高速公路加宽施工前的准备工作
即将开始进行加宽施工的原有公路的具体情况不尽相同,但是,只要在进行施工之前,针对各种情况不同的旧路路况做好全面详尽的调查和分析,就能及时掌握一些与工程相关的信息。通常旧路因经过多年的使用,会有一定的缺陷或者破损,这些缺陷和破损一定要在公路加宽工程前将其修复解决,否则就会对路基加宽工程的质量造成最直接的影响。除此之外,如果在施工过程中发现旧路路基存在其他公路病害,也应当及时修复解决,然后再继续原本的加宽施工。除了要对公路路基原本路况问题的检测外,在加宽施工开始之前,还应当对原有的路基各项材料的使用及周围地质的情况进行检测,以此做为选择加宽路基施工原材料的依据。
三、底基层处理
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,须铺设透水性材料。必要时,可将边沟两侧各一米范围内的高含水量基土置换掉。就京港澳河北段而言,由于地处北方,且常年气候冬季干燥,夏季少雨。可对边沟基土先进行含水量目测,如可以直接使用,则可以分层回填压实即可;反之,可进行置换处理。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,特别注意回填土的含水量、分层厚度和保证压实遍数。确保基底承载力,减少新老路基剪切变形。
四、路基加宽工程的操作步骤
当路基加宽工程的前期工作都准备完成,就可以按照计划开始实施路基加宽工程。
1、台阶
台阶是衔接新旧路基的重要组成部分,台阶的施工质量影响到整个路基加宽的质量,因而,施工人员要格外重视台阶的施工。原路基边坡坡率一般为1:1.5,在进行拓宽施工前有必要将原边坡挖成台阶,台阶的宽度也要有一定的控制,一般要多于0米,这样才能便于施工人员使用机械施工,能够很好地满足摊铺和压实设备操作的需要。如果条件有限可以适
当缩短台阶的宽度,但最终的宽度不得小于1米,并要形成2%-4&的斜坡。
2、填筑材料
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、路基碾压
路基填筑前,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、压实机具的类型、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和规范要求。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。路基填方采用分层平行填铺,填土路基其最大松铺厚度不大于30cm,最小松铺厚度不小于10cm。每种填料层总厚不小于0.5m,路基填筑时,使土的含水量控制在最佳含水量±2%范围内。
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,压实度必须达到新标准的压实度要求,且重点应放在新老路基的结合部,每层压完后应平整光滑。
五、对加宽道路路基的补救措施
1、铺设土工积物
土工格栅具有抗拉强度高、伸长率低,不易变形等特点,其全面与土体接,大大增加了与土体的摩擦,有力约束土体的侧向位移,土工格栅网格与粗颗粒填料结合,其最优的镶嵌作用最大限度地提高了加宽路基的承载能力和稳定性。在加宽路段中的铺设,可以增加新旧路基的结合,增大结合部抗剪能力,防止新路基的沉降对老路基的破坏,从而达到稳定新旧路基不均匀沉降的效果。
土工格栅设置可根据路填土高度进行设置,当路基填筑小于1.5m时,可在底部进行设置3层;填土高度在1.5m~8m(10m)时,在路基底部和顶部各设置3层;填土高度大于8m(10m)时,在路基底部和顶部各设置3层,中部平台设置3层,其中底部铺设在基底平整碾压后铺设1层,每2层填土铺设1层,上部铺设位置为上路床顶部和底部、下路床底部各1层。土工格栅铺设宽度根据加宽宽度进行,但新旧路基铺设宽度不应少于1.5m。条件许可情况下可采用长60cm¢12钢筋进行锚固,并进行注浆,钢筋穿越新旧路基土层,对抗剪起积极作用。土工格栅可优先考虑使用钢塑双向土工格栅,但其伸长率应小于4%抗拉强度应大于60kN/m,锚固间距及搭接宽度与普通施工同。
2、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,进行充分冲击压实,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,对路基进行补强。对新旧路基结合处的冲击碾压范围应该是,以结合线为界,向旧路基方向为一米;向新路基方向为全路基宽度。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,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。
路基施工的机械碾压很难达到规范要求的96%以上的压实度,根据在沈大高速公路的施工经验,使用冲击夯实可使压使度达到98%。目前在我省高速公路施工中使用较多,施工技术较为成熟的冲击式压路机在作业时,牵引机带动压实机压实轮滚动,压实轮为三角椭圆型。压实轮轮廓非圆曲线对地表施以冲击—碾压—揉压—冲击的综合作用,使土体从上部至下部深层随着压力波的传递得到压实。
在施工前选择有代表性的路段进行试验,对机械的行走速度、影响深度、沉降量、行走篇数等进行统计对比。以往经验为:采用25t对深度为1.0m(4层)填方段路基冲碾补压,5~7遍是合适的,补压效果也是明显的;通过采用冲击式压路机对路基进行冲碾补压施工,使路基压实度得到提高,加速路基沉降,最大限度地缩短了路基自然沉降的时间,有效地减少了路基的沉降变形,对新老路基的结合起到了良好的作用。
六、结语
交通运输业的发展促使着公路施工技术的发展更新,除了新路桥的修建技术要求在提高,旧路拓宽技术的要求也在随着提高,尽管在施工中仍旧存在着很多的缺陷,目前来说,我国的公路改造工程技术也取得了一定的成果并且在逐渐加快提高技术的速度,以此来满足交通运输业的需要。
参考文献:
[1]葛鑫.浅谈高速公路路基加宽施工技术[J].河南科技2013(03):144.
[2]罗波.高速公路加宽改建路基路面工程关键技术的研究[D].长安大学,2010.
[3]杨广庆.高速铁路路基设计与施工[M].中国铁道出版社.2008.