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【摘 要】近年来,伴随着我国公路事业与公路建设的快速发展,作为公路主体工程的路基,其综合稳定技术也得到长足的进步,新技术、新方法,得到了充分的开发和引进,本文从路基的填压、排水、防护等方面入手,对当前广泛使用的施工技术进行总结。
【关键词】公路工程;路基;施工技术
1.在勘察、设计和施工各方面把好质量关
1.1合理勘探
软土地区的地质情况首先要弄清楚,工程地质条件复杂,还应进行工程地质分区,以便按分区不同在区别地予以处理。在勘察设计时如地质工作做的不够深,在施工时一旦发现,可作些补充勘察及勘探工作,对地质情况作进一步了解。设计方案要经济又要合理切合当地实际情况。所用材料数量要够、质量要保证;施工机械数量、规格、性能均要满足要求。施工时要严格遵守施工技术规范和操作规程办事,以保证良好的质量,软土地段特别要注意控制填土速率,避免和产生路堤滑移或发生其它意外事情。
1.2路基土的控制
当路基土的力学性质较差或路基施工受气候、水文等条件影响时,一般可采用如下方法对路基土进行稳定:一是石灰稳定路基土。这种方法适用于土质较差或含水量比较高的土质,在换土不经济,工期要求比较紧的情况下,宜采用石灰改良土质,达到填筑路基的要求;二是掺加粒料,对高液限粘土或地下水位较高的路段,可采用掺加砂砾、碎石、炉渣等粒料的办法。
1.3压实度控制
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很好的作用。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,其压实度亦应按高速公路和一级公路的标准采用。此外,还增加了对路堤基底的压实度不宜小于93%的规定。
1.4强度控制
路基工程,压实度反映路基每一层的密实状态,弯沉值反映路基上部的整体强度,当两者都达到合格要求时,路基的整体强度、稳定性和耐久性才能符合要求,路基施工的技术要求并不复杂,只要我们严格执行规程,在施工中认真负责,一定能够生产出高质量的道路。
1.5路面排水
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(土工布)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,考虑到排水路径的限制,因此,设计中采用每10m左右设置一道Ф5cm横向排水管以确保路面下渗水的排除。
2.路基路面的防护
2.1裂缝的防治
路面裂缝的种类基本上可以分为两大类,即基层开裂所形成的反射裂缝和面层自身产生的温缩裂缝,这是第一类,属于非荷载裂缝;另一类是由行车荷载反复作用而产生的裂缝,它是由于路面基层承受的拉应力超出其抗弯拉强度而产生的网状不规则的裂缝,这要在设计时充分考虑,施工时控制好质量就是为了解决第一类裂缝。
2.1.1路面基层裂缝的控制
选择收缩性小的水泥稳定类结构做基层,施工时要考虑到水泥类稳定材料产生裂缝的机理,它产生收缩主要有两个方面的原因,即温缩和干缩,而这两者又与材料的含水量和塑性指标有关,选择材料时要对材料的塑性指标进行试验,材料的塑性指标在规范允许的范围内方可采购;在施工中可通过采用缓凝减水剂等方法,尽量使水泥类稳定材料达到最佳含水量,保证少出或不出裂缝。
2.1.2路面面层裂缝的防治
沥青路面非荷载裂缝是低温和疲劳裂缝总和,它与沥青的品质有关,主要是沥青的温度敏感性和针入度,国内外多项试验表明,针入度指标越高,温度敏感性越低,高粘度沥青的温度敏感性较低,在选择路面材料时就要充分考虑到这些因素,因为裂缝出现后,雨水就会沿裂缝下渗,浸浊下面的结构层,降低它的强度,从而出现严重的路面损坏?
2.2坡面防护
2.2.1冲刷防护
防护沿河路基边坡免受冲刷仍多采用直接防护。传统的砌石、抛石、铁丝石笼、挡土墙等有所改进,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,很能适应土体不均匀沉降。
2.2.2支挡防护
挡土墙用于支挡防护目前仍占主要。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臂式挡土墙、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,是一种特殊型式的挡土墙。
2.3岩溶地区路基治理措施
2.3.1对于岩溶地区路基的处治,首先要从地质条件上弄清岩溶的发展规律和分布规律,然后再慎重确定处治方案。在一般情况下,对局部严重的、大型的、不易搞清楚的岩溶地段,应尽量设法绕避;对不太严重的中、小型岩溶地段,选择其最窄的、最易于采取措施的地段通过。对岩溶水宜以疏导为主,采取因地制宜、因势利导的方法,不宜堵塞,一般可采用排水沟、泄水洞等疏导岩溶水。路基上方的岩溶泉和冒水洞,宜采用排水沟将水截流至路基外。对于路基基底的岩溶泉和冒水洞,宜设置集水明沟或渗沟,将水排出路基。
2.3.2对于有顶板但顶板强度不足的干溶洞,可炸除顶板后进行回填,或设构造物跨越。通过溶洞围岩分级或计算判断下伏溶洞有坍塌可能时,应进行加固处理。對于洞径大、洞内施工条件好的无充填溶洞,宜采用浆砌片石或钢筋混凝土的支撑墙、支撑柱进行加固;深而小的溶洞不便于洞内加固时,宜采用石盖板或钢筋混凝土盖板跨越可能的破坏区;对于顶板较薄的溶洞,当采用地表构造物跨越有困难或不经济时,可炸除顶板,按明洞的方式进行处理;对于路基范围内的土洞应先判明土洞是否仍在发展。
3.合理设计路桥过渡段
路桥过渡段的变形控制 从路桥过渡段的路基路面工程实践分析可知,路桥过渡段的变形控制必须解决两个问题:即严格控制过渡段内路基的工后沉降量;将路桥交界处的错落式沉降变成连续的斜坡式沉降。
3.1合理设置缓和过渡段
由于不同的结构型式,从桥台刚度大的混凝土结构逐步过渡到柔性的填土路基结构和沥青混凝土路面结构,其强度不一致。因此,软土地基处治时,各段不同强度之间需设置强度过渡段。同样地面上的路堤亦需要设置强度过渡段。世界银行贷款项目要求在刚性桥台和柔性路堤之间设置50m的强度渐变段,使用不同的级配填料,确保路堤强度过渡。如果设置50m渐变段有困难,建议渐变段长度不得小于30m。如果桥头引道不存在软土地基,若路桥过渡段的差异沉降控制标准为5cm,沉降坡差按0.4%控制,则强度渐变段长度应大于13m。
3.2路桥过渡段的地基条件与路基条件
在桥头引道路堤填筑过程中,采用土工合成材料加筋路堤并不能提高地基承载力,也不能有效阻止地基沉降。只有当地基具有足够的承载力,在路堤填土自重荷载与车辆荷载的联合作用下不致破坏而产生较大的沉降时,土工合成材料的加筋才会产生明显效果。因此,公路路桥过渡段的地基条件应保证路基的工后沉降≤10cm,沉降差小于5cm,沉降坡差≤0.4%的控制标准,路基条件应满足规范要求。
4.结束语
只要加强路桥路基结构施工各个环节的控制,从客观上制定一套科学的管理程序,保证每道工序的工程质量和工作质量,就能防止或减少路桥路基路面的不均匀沉降,从而减轻甚至避免公路桥头跳车现象,提高公路使用性能和使用寿命。
【参考文献】
[1]张克林.高速公路路基施工技术发展浅析[J].现代公路,2008.
[2]陈冬洁.公路路基施工技术探讨[J].科技创新导报,2008.
[3]殷宗泽,龚晓南.地基处理工程实例,中国水利水电出版社,2000.
【关键词】公路工程;路基;施工技术
1.在勘察、设计和施工各方面把好质量关
1.1合理勘探
软土地区的地质情况首先要弄清楚,工程地质条件复杂,还应进行工程地质分区,以便按分区不同在区别地予以处理。在勘察设计时如地质工作做的不够深,在施工时一旦发现,可作些补充勘察及勘探工作,对地质情况作进一步了解。设计方案要经济又要合理切合当地实际情况。所用材料数量要够、质量要保证;施工机械数量、规格、性能均要满足要求。施工时要严格遵守施工技术规范和操作规程办事,以保证良好的质量,软土地段特别要注意控制填土速率,避免和产生路堤滑移或发生其它意外事情。
1.2路基土的控制
当路基土的力学性质较差或路基施工受气候、水文等条件影响时,一般可采用如下方法对路基土进行稳定:一是石灰稳定路基土。这种方法适用于土质较差或含水量比较高的土质,在换土不经济,工期要求比较紧的情况下,宜采用石灰改良土质,达到填筑路基的要求;二是掺加粒料,对高液限粘土或地下水位较高的路段,可采用掺加砂砾、碎石、炉渣等粒料的办法。
1.3压实度控制
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很好的作用。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,其压实度亦应按高速公路和一级公路的标准采用。此外,还增加了对路堤基底的压实度不宜小于93%的规定。
1.4强度控制
路基工程,压实度反映路基每一层的密实状态,弯沉值反映路基上部的整体强度,当两者都达到合格要求时,路基的整体强度、稳定性和耐久性才能符合要求,路基施工的技术要求并不复杂,只要我们严格执行规程,在施工中认真负责,一定能够生产出高质量的道路。
1.5路面排水
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(土工布)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,考虑到排水路径的限制,因此,设计中采用每10m左右设置一道Ф5cm横向排水管以确保路面下渗水的排除。
2.路基路面的防护
2.1裂缝的防治
路面裂缝的种类基本上可以分为两大类,即基层开裂所形成的反射裂缝和面层自身产生的温缩裂缝,这是第一类,属于非荷载裂缝;另一类是由行车荷载反复作用而产生的裂缝,它是由于路面基层承受的拉应力超出其抗弯拉强度而产生的网状不规则的裂缝,这要在设计时充分考虑,施工时控制好质量就是为了解决第一类裂缝。
2.1.1路面基层裂缝的控制
选择收缩性小的水泥稳定类结构做基层,施工时要考虑到水泥类稳定材料产生裂缝的机理,它产生收缩主要有两个方面的原因,即温缩和干缩,而这两者又与材料的含水量和塑性指标有关,选择材料时要对材料的塑性指标进行试验,材料的塑性指标在规范允许的范围内方可采购;在施工中可通过采用缓凝减水剂等方法,尽量使水泥类稳定材料达到最佳含水量,保证少出或不出裂缝。
2.1.2路面面层裂缝的防治
沥青路面非荷载裂缝是低温和疲劳裂缝总和,它与沥青的品质有关,主要是沥青的温度敏感性和针入度,国内外多项试验表明,针入度指标越高,温度敏感性越低,高粘度沥青的温度敏感性较低,在选择路面材料时就要充分考虑到这些因素,因为裂缝出现后,雨水就会沿裂缝下渗,浸浊下面的结构层,降低它的强度,从而出现严重的路面损坏?
2.2坡面防护
2.2.1冲刷防护
防护沿河路基边坡免受冲刷仍多采用直接防护。传统的砌石、抛石、铁丝石笼、挡土墙等有所改进,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,很能适应土体不均匀沉降。
2.2.2支挡防护
挡土墙用于支挡防护目前仍占主要。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臂式挡土墙、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,是一种特殊型式的挡土墙。
2.3岩溶地区路基治理措施
2.3.1对于岩溶地区路基的处治,首先要从地质条件上弄清岩溶的发展规律和分布规律,然后再慎重确定处治方案。在一般情况下,对局部严重的、大型的、不易搞清楚的岩溶地段,应尽量设法绕避;对不太严重的中、小型岩溶地段,选择其最窄的、最易于采取措施的地段通过。对岩溶水宜以疏导为主,采取因地制宜、因势利导的方法,不宜堵塞,一般可采用排水沟、泄水洞等疏导岩溶水。路基上方的岩溶泉和冒水洞,宜采用排水沟将水截流至路基外。对于路基基底的岩溶泉和冒水洞,宜设置集水明沟或渗沟,将水排出路基。
2.3.2对于有顶板但顶板强度不足的干溶洞,可炸除顶板后进行回填,或设构造物跨越。通过溶洞围岩分级或计算判断下伏溶洞有坍塌可能时,应进行加固处理。對于洞径大、洞内施工条件好的无充填溶洞,宜采用浆砌片石或钢筋混凝土的支撑墙、支撑柱进行加固;深而小的溶洞不便于洞内加固时,宜采用石盖板或钢筋混凝土盖板跨越可能的破坏区;对于顶板较薄的溶洞,当采用地表构造物跨越有困难或不经济时,可炸除顶板,按明洞的方式进行处理;对于路基范围内的土洞应先判明土洞是否仍在发展。
3.合理设计路桥过渡段
路桥过渡段的变形控制 从路桥过渡段的路基路面工程实践分析可知,路桥过渡段的变形控制必须解决两个问题:即严格控制过渡段内路基的工后沉降量;将路桥交界处的错落式沉降变成连续的斜坡式沉降。
3.1合理设置缓和过渡段
由于不同的结构型式,从桥台刚度大的混凝土结构逐步过渡到柔性的填土路基结构和沥青混凝土路面结构,其强度不一致。因此,软土地基处治时,各段不同强度之间需设置强度过渡段。同样地面上的路堤亦需要设置强度过渡段。世界银行贷款项目要求在刚性桥台和柔性路堤之间设置50m的强度渐变段,使用不同的级配填料,确保路堤强度过渡。如果设置50m渐变段有困难,建议渐变段长度不得小于30m。如果桥头引道不存在软土地基,若路桥过渡段的差异沉降控制标准为5cm,沉降坡差按0.4%控制,则强度渐变段长度应大于13m。
3.2路桥过渡段的地基条件与路基条件
在桥头引道路堤填筑过程中,采用土工合成材料加筋路堤并不能提高地基承载力,也不能有效阻止地基沉降。只有当地基具有足够的承载力,在路堤填土自重荷载与车辆荷载的联合作用下不致破坏而产生较大的沉降时,土工合成材料的加筋才会产生明显效果。因此,公路路桥过渡段的地基条件应保证路基的工后沉降≤10cm,沉降差小于5cm,沉降坡差≤0.4%的控制标准,路基条件应满足规范要求。
4.结束语
只要加强路桥路基结构施工各个环节的控制,从客观上制定一套科学的管理程序,保证每道工序的工程质量和工作质量,就能防止或减少路桥路基路面的不均匀沉降,从而减轻甚至避免公路桥头跳车现象,提高公路使用性能和使用寿命。
【参考文献】
[1]张克林.高速公路路基施工技术发展浅析[J].现代公路,2008.
[2]陈冬洁.公路路基施工技术探讨[J].科技创新导报,2008.
[3]殷宗泽,龚晓南.地基处理工程实例,中国水利水电出版社,2000.