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【摘要】高速公路路基长期稳定性的影响因素是多方面的,主要集中在交通荷载作用、含水率、环境温度、填料性质及密实度、路面结构等方面。由于这些多方面影响因素,高速公路路基的长期稳定性的保持也是一个复杂课题,因此本文从设计、施工、养护等各环节做起,综合考虑,全面治理。
【关键词】高速公路;长期稳定性;控制措施
在实际工程实践中应结合工程具体实际,从设计、施工、养护三方面综合控制,多管齐下,才能经济合理地保证公路路基长期稳定性。
1. 设计控制措施
设计方面主要从以下几点保证路基的长期稳定性:根据土质情况合理确定路基回弹模量,设计所采用的路基回弹模量值须小于实际路基强度降低后的稳定值;对于挖方路段,设计时须考虑到层间水及开挖后层间水变化所带来的影响;在填方路基路段设计时,应考虑使用水一温稳定性较好、稳定强度较高、有较高抗冻性能的材料进行填筑,因为路槽以下1.5m范围内的路基部分都可能会受到自然因素的影响,且这部分路基也正是承受荷载较大的部位;在设计中,须考虑到如果中央分隔带水侵入路基,会对路基强度和稳定性造成的危害,可考虑采取截、排、引等措施。;做好防排水设计是保证路基长期稳定性的重要环节;填挖交界路段和浅挖方、小填方路段,往往会成为路基设计的薄弱环节;在实际工程中,应尽量采用水稳性好的土体填筑路基,当难以取到理想的材料时,可合理利用铺设土工合成材料、使用添加剂等方法来改良土体性能,还应正确设计路基横断面,并适当提高路基,以防止水分从旁渗入或从地下水位上升;合理确定路面厚度,可增加路基的长期稳定性,但费用大大增加,在采取此措施时必须与改善路床材料的方案相比较;可在道路结构的不同部分设置用以疏干土基的砂垫层,必要时合理设置隔离层、隔温层等,还可采取边坡加固与防护措施,以及修筑挡土结构物等来提高路基长期稳定性。
2. 施工控制措施
要维持路基的长期稳定性,在施工过程中的控制措施是相当重要的一环。
(1)要尽量杜绝水对高速公路路基稳定性的有害影响。要根据工程实际情况做好截水沟、排水沟、边沟与渗水沟等排水设施。除了做好排水设施外,必要时还应修筑一些坡面防护工程,例如拱形护坡、护墙、生态防护、种草等,有时还需要在边坡脚处设置一定数量的支挡结构物,以提高路基抗水害能力。
(2)在路基施工中进行计划取土,将性能较好的土用在路堤上部,从而利于提高路基耐久性。
(3)施工中严格控制填料含水量,坚持在最佳含水量状态下压实,这样,路基土体的水稳性能达到最佳水平,在水的影响下强度降低幅度最小,利于提高路基的强度和耐久性。
(4)提高压实标准,保证压实质量。路基的压实度越高,密实性越好,其承载力越大,孔隙率也越小,对于减小上部水的入侵深度是很有效的。应采取正确的填筑方法充分压实,保证达到规定的压实度。
(5)自然界的土质差别及变化是非常大的,勘察设计阶段进行的抽样调查不能全面概括土质及状态,实际情况必须要在实际开挖后才一能确切了解,这就要求施工时建立良好的反应机制,将设计与施工有机联系为一体,对于发现与设计不同、影响施工的情况及时处理。
(6)对于路槽换填砂砾的部分,若使用的是不透水材料,顶面必须做出路拱;采用其他材料时,顶面也应做成路拱,再填砂砾,并留好出水口,保证砂砾层内的水及时排出。
(7)需注意低填浅挖路段,尤其是填挖交界断面的路基施工,这里不仅是设计中的薄弱环节,也是路基施工中最薄弱的环节。开挖后,对于现场实际发现的问题,要及时与设计单位联系沟通。同时,在具体操作上,表层软弱土须清除干净或采取有效措施处理,以保证路基具有足够的承载力:施工中发现的软弱地基须进行彻底处理;填挖交界处须挖土质台阶,须挖出表层全部软弱土,直至具有足够承载力的部分;根据实际情况做好路槽出水口。
(8)交工前,应在最不利季节对路基进行一次全面、细致的弯沉测定,对低填浅挖段落应加大检测密度。发现强度不足的地方,及时采取措施进行修补或补救,以保证路基的长期稳定性。
3. 养护控制措施
要保证高速公路路基的使用寿命和长期稳定性,必须要重视从设计至施工的各个节的工作,同时道路建成投入使用后对它的养护也是非常重要的,特别是竣工后1~2年内,由于各种原因所潜伏的隐患大都是在这段时间内显露出来的。另外,公路工程建设项目的质量保证率不可能为百分之百,对质量欠佳的部位,需要通过养护工作进行修补,保持公路的使用质量。通过这些养护工作,可以大大提高公路的使用耐久性。因此,应特别重视道路的养护工作。
(1)排水系统的养护和维修。水分对高速公路路基长期稳定性有着极大影响,排水系统的通畅对高速公路的稳定性具有关键的影响作用。在设计和施工过程中,为了减小或消除水的危害,采取了设置边沟、排水沟、盲掏、截水沟的措施,并结合桥梁涵洞等构造物,建立起排水系统。在使用过程中,这些防排水设施经常会发生堵塞、损坏等问题,导致排水系统失效,造成水害,影响高速公路路基的使用寿命。为确保路基的长期稳定性,必须通过经常性的养护使排水系统保持有效、通畅。特别是在雨季到来之前,要及时疏通排水系统,以免积水渗入路基、路面,影响路面强度和稳定性。
(2)及时进行灌缝工作。无论是沥青路面还是混凝土路面.都存在灌缝问题。目前沥青路面主要是在使用过程中产生的裂缝,混凝土路面主要是路面板发生断板和灌缝料损坏。这些裂缝如果不及时灌好,会导致地面水大量渗入路基,影响基层乃至路基强度。因此养护中的灌缝是保证路基长期稳定性的一项重要工作。
(3)及时的修补工作。由于各工程的缺陷程度不同,施工过程中的缺陷可能不会在缺陷责任期内完全暴露出来,因此,局部、零星的损坏将会贯穿于高速公路使用的始终。如果不及时进行修补,零星的损坏会形成病灶,最终引起大范围的损坏,导致工程提前大修。只有做到随坏随补,才能保证高速公路路基的长期稳定性使用耐久性。
(4)加强交通运输管理。重车特别是超重车大量通行于高速公路,是造成高速公路路面早期损坏的主要原因。因此,应根据高速公路的设计使用标准,通过合理措施与手段,加强对超限运输车辆行驶高速公路的管理,减少对高速公路的损坏。
参考文献
[1] 张冬青,路基长期稳定性分析[J],2002,01.
[2] 滕文彦,滨海水网区高速公路路基长期稳定性研究[D],北京交通大学,2011.
【关键词】高速公路;长期稳定性;控制措施
在实际工程实践中应结合工程具体实际,从设计、施工、养护三方面综合控制,多管齐下,才能经济合理地保证公路路基长期稳定性。
1. 设计控制措施
设计方面主要从以下几点保证路基的长期稳定性:根据土质情况合理确定路基回弹模量,设计所采用的路基回弹模量值须小于实际路基强度降低后的稳定值;对于挖方路段,设计时须考虑到层间水及开挖后层间水变化所带来的影响;在填方路基路段设计时,应考虑使用水一温稳定性较好、稳定强度较高、有较高抗冻性能的材料进行填筑,因为路槽以下1.5m范围内的路基部分都可能会受到自然因素的影响,且这部分路基也正是承受荷载较大的部位;在设计中,须考虑到如果中央分隔带水侵入路基,会对路基强度和稳定性造成的危害,可考虑采取截、排、引等措施。;做好防排水设计是保证路基长期稳定性的重要环节;填挖交界路段和浅挖方、小填方路段,往往会成为路基设计的薄弱环节;在实际工程中,应尽量采用水稳性好的土体填筑路基,当难以取到理想的材料时,可合理利用铺设土工合成材料、使用添加剂等方法来改良土体性能,还应正确设计路基横断面,并适当提高路基,以防止水分从旁渗入或从地下水位上升;合理确定路面厚度,可增加路基的长期稳定性,但费用大大增加,在采取此措施时必须与改善路床材料的方案相比较;可在道路结构的不同部分设置用以疏干土基的砂垫层,必要时合理设置隔离层、隔温层等,还可采取边坡加固与防护措施,以及修筑挡土结构物等来提高路基长期稳定性。
2. 施工控制措施
要维持路基的长期稳定性,在施工过程中的控制措施是相当重要的一环。
(1)要尽量杜绝水对高速公路路基稳定性的有害影响。要根据工程实际情况做好截水沟、排水沟、边沟与渗水沟等排水设施。除了做好排水设施外,必要时还应修筑一些坡面防护工程,例如拱形护坡、护墙、生态防护、种草等,有时还需要在边坡脚处设置一定数量的支挡结构物,以提高路基抗水害能力。
(2)在路基施工中进行计划取土,将性能较好的土用在路堤上部,从而利于提高路基耐久性。
(3)施工中严格控制填料含水量,坚持在最佳含水量状态下压实,这样,路基土体的水稳性能达到最佳水平,在水的影响下强度降低幅度最小,利于提高路基的强度和耐久性。
(4)提高压实标准,保证压实质量。路基的压实度越高,密实性越好,其承载力越大,孔隙率也越小,对于减小上部水的入侵深度是很有效的。应采取正确的填筑方法充分压实,保证达到规定的压实度。
(5)自然界的土质差别及变化是非常大的,勘察设计阶段进行的抽样调查不能全面概括土质及状态,实际情况必须要在实际开挖后才一能确切了解,这就要求施工时建立良好的反应机制,将设计与施工有机联系为一体,对于发现与设计不同、影响施工的情况及时处理。
(6)对于路槽换填砂砾的部分,若使用的是不透水材料,顶面必须做出路拱;采用其他材料时,顶面也应做成路拱,再填砂砾,并留好出水口,保证砂砾层内的水及时排出。
(7)需注意低填浅挖路段,尤其是填挖交界断面的路基施工,这里不仅是设计中的薄弱环节,也是路基施工中最薄弱的环节。开挖后,对于现场实际发现的问题,要及时与设计单位联系沟通。同时,在具体操作上,表层软弱土须清除干净或采取有效措施处理,以保证路基具有足够的承载力:施工中发现的软弱地基须进行彻底处理;填挖交界处须挖土质台阶,须挖出表层全部软弱土,直至具有足够承载力的部分;根据实际情况做好路槽出水口。
(8)交工前,应在最不利季节对路基进行一次全面、细致的弯沉测定,对低填浅挖段落应加大检测密度。发现强度不足的地方,及时采取措施进行修补或补救,以保证路基的长期稳定性。
3. 养护控制措施
要保证高速公路路基的使用寿命和长期稳定性,必须要重视从设计至施工的各个节的工作,同时道路建成投入使用后对它的养护也是非常重要的,特别是竣工后1~2年内,由于各种原因所潜伏的隐患大都是在这段时间内显露出来的。另外,公路工程建设项目的质量保证率不可能为百分之百,对质量欠佳的部位,需要通过养护工作进行修补,保持公路的使用质量。通过这些养护工作,可以大大提高公路的使用耐久性。因此,应特别重视道路的养护工作。
(1)排水系统的养护和维修。水分对高速公路路基长期稳定性有着极大影响,排水系统的通畅对高速公路的稳定性具有关键的影响作用。在设计和施工过程中,为了减小或消除水的危害,采取了设置边沟、排水沟、盲掏、截水沟的措施,并结合桥梁涵洞等构造物,建立起排水系统。在使用过程中,这些防排水设施经常会发生堵塞、损坏等问题,导致排水系统失效,造成水害,影响高速公路路基的使用寿命。为确保路基的长期稳定性,必须通过经常性的养护使排水系统保持有效、通畅。特别是在雨季到来之前,要及时疏通排水系统,以免积水渗入路基、路面,影响路面强度和稳定性。
(2)及时进行灌缝工作。无论是沥青路面还是混凝土路面.都存在灌缝问题。目前沥青路面主要是在使用过程中产生的裂缝,混凝土路面主要是路面板发生断板和灌缝料损坏。这些裂缝如果不及时灌好,会导致地面水大量渗入路基,影响基层乃至路基强度。因此养护中的灌缝是保证路基长期稳定性的一项重要工作。
(3)及时的修补工作。由于各工程的缺陷程度不同,施工过程中的缺陷可能不会在缺陷责任期内完全暴露出来,因此,局部、零星的损坏将会贯穿于高速公路使用的始终。如果不及时进行修补,零星的损坏会形成病灶,最终引起大范围的损坏,导致工程提前大修。只有做到随坏随补,才能保证高速公路路基的长期稳定性使用耐久性。
(4)加强交通运输管理。重车特别是超重车大量通行于高速公路,是造成高速公路路面早期损坏的主要原因。因此,应根据高速公路的设计使用标准,通过合理措施与手段,加强对超限运输车辆行驶高速公路的管理,减少对高速公路的损坏。
参考文献
[1] 张冬青,路基长期稳定性分析[J],2002,01.
[2] 滕文彦,滨海水网区高速公路路基长期稳定性研究[D],北京交通大学,2011.