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摘要 高速公路建设关系到国计民生,其施工的质量越来越受到人们的重视。高速公路的基层载体就是路基,路基施工技术的好坏将直接影响到工程质量的好坏,本文将对公路路基施工技术的发展展开全面的探讨。
关键词高速公路路基施工技术发展
特殊路基地基处理技术日渐成熟和完善,特殊路基地基处理主要包括以下几个方面:过湿土地基处理、软土地基处理、膨胀土地基处理、湿陷性黄土地基处理、永久性冻土地基处理等。经过多年的施工实践,对各种特殊路基的处理已经有了科学和成熟的施工技术和工法。
一 过湿土地基处理
过湿土地基处理方法比较简单一般采用换填砂砾垫层和加铺土工格栅的方法,该方法简单易行.处理效果较好。該方法的作用机理是在过湿土地基上铺一层30cm厚砂砾然后在砂砾上固定土工格栅上面再覆盖一层20cm厚砂砾由土工格栅与砂垫层的整体作用,减少不均匀沉降,适应路堤的快速填筑,而荷载的迅速增加加快了软土的固化作用从而使沉降加快.减少后期的沉降,形成良性循环。近年来采用土工合成材料对过湿土地基进行稳定处理已经有了一套比较完整的施工工艺,处理效果很好。
二软土的地基处理
软土地基是我国南方高速公路修建过程中遇到的不可避免的问题。南方河流湖泊众多.存在大量因冲积、沉积等外力地质作用而形成的松软堆积物,这种软土地基已成为影响高速公路工程质量、工程周期和工程造价的关键因素之一。对软土地基的处理,从最初的抛石挤淤、木桩加固等方法发展到利用排水固结原理.采用袋装砂井(或砂桩碎石桩)、塑料排水板等技术对软土进行排水固结处理,随着社会的进步和技术发展排水固结由于其施工周期长的限制近年来又发展了水泥搅拌复合地基桩施工技术,如水泥粉喷桩施工技术、水泥浆深层搅拌桩施工技术等。以上这些软土处理技术都已有了成熟的工法,在公路路基施工中产生了比较好的效果。
三 膨胀土的地基处理
对膨胀土的特性和膨胀破坏机理的研究已经比较成熟并且形成了一套成熟的处理技术和工法。参入石灰等活性材料对膨胀土进行改良技术,其参量、拌和和压实工艺都得到了较好解决。
四湿陷性黄土地基处理
湿陷性黄土主要集中在我国的西北地区。目前针对高速公路湿陷性黄土路基处理技术研究内容更加广泛,如高速公路湿陷性黄土路基的处理方法、工艺及其使用条件和有关技术指标:高速公路湿陷性黄土路基处理方案的评价、计算方法及检测方法等都已取得阶段性成果。采用冲击压实设备(冲击碾压或强夯)压实湿陷性黄土工艺已比较成熟压实效果理想。
五 永冻土路基处理
永冻土的分布一般是受地理纬度和海拔高度控制的。根据青藏公路30年观测调查资料,分析不同时间段年冻土地区公路路基病害的主要类型与特征。通过典型路段路基病害揭示在全球气候趋暖的环境背景下,路基下多年冻土升温,冻土上限下降.冻土退化融化.由此导致的路基病害仍在发生、发展,路基病害以融沉为主.路基变形极不均匀。长期实践证明,传统的靠提高路堤保护冻土来保证路基稳定的方法有很大的局限性,应探索主动冷却路基的防治措施。目前采用的片石通风路基、热棒技术、通风管路基、片碎石护坡措施等均能够起到降低基底地温和增加地层冷储量的作用,完全能够有效地抵御气温升高时带来的不利影响。
六 台背回填更严格,规范
桥梁、涵洞、通道作为高速公路的重要组成部分数量多分布广,查阅相关资料。我国高速公路平均每公里里程内有4~5个桥涵构造物,在路基和结构物衔接部位容易出现“跳车现象。为克服这种质量顽症,高速公路将回填材料、施工工艺、检测手段的质量标准提高。结构物回填材料普遍采用石灰改善土或透水性材料,如砂砾、碎石等。填土每层松铺厚度不宜超过150mm。结构物处的填料压实度要求从填方基底或涵洞顶部至路床顶面均为96%。碾压时采用大吨位的振动压实机械压路机压不到的地方,须使用高性能冲击夯进行夯实。整个施工过程要留有影像资料过程中除了检测每层的质量,在整个台背回填完毕后还要进行取芯抽检。
七 土工合成材料的使用更加广泛
土工合成材料及其应用技术是当前高速公路路基建设中行之有效、必不可少的岩土工程材料和技术。在软土地基处理陡坡路堤加筋或挖方边坡修复加筋,路基边坡防护,填石路堤的综合处置,改善路堤填筑的整体强度,构筑加筋土挡墙等各个方面的应用都充分地显示了它的优异功能。这一新型岩土工程材料和应用技术将会在路基工程中发挥出更大的作用。
土工合成材料的分类在国内外尚未有统一的分类原则主要以产品生产方法和产品类型分类较多。总体分为四大类:织造型、非织造型、合成型、复合型。 上述四大类中织造型和非织造型主要是以化纤织物产品为主即是人们常称之为土工布”或“土工织物”。土工合成材料所以能在路基工程中得以广泛的应用主要是由于其本身功能所决定的.土工合成材料是种多功能材料,基本功能有:滤层作用、排水作用、隔离作用、加筋作用、保护作用、防渗作用,在实际工程中应用时,往往是一种功能起主导作用.而其它功能也相应地不同程度的在起作用。
目前.土工合成材料主要是应用解决路基沉陷、软基加固、防治翻浆冒泥、防治路基冻融、防治路面反射裂缝以及路堤护坡、植被等.其效果相当显著。在我国许多已经建设的高速公路中均不同程度地应用了土工合成材料,如:沪宁高速公路、锦州至大连一级公路,上海沪嘉公路,云南军用公路等。我国已初步制定了各项土工合成材料的规范、标准,测试技术、理论研究都有很大发展.建立了检测机构,使土工合成材料生产、应用规范化。随着高速公路建设的进一步加快.土工合成材料在高速公路路基中的应用将会更加广阔。
八 冲击压实设备得到广泛的应用
随着我国国民经济的快速发展.我国高速公路的质量标准也在不断提高,特别对路基压实质量标准在近年来有明显的提高,施工工期进一步缩短,为确保质量和进度.绝大多数的业主在施工招标过程中对设备的强制性要求越来越明确。振荡压实、冲击压实、垂直振动等新型振动机械设备得到了进一步的广泛应用。冲击压实是压实技术的最新发展世界上关于冲击压实技术的研究始于20世纪70年代,出现成熟实用的;中击压实机是在90年代。这类产品自1997年进入中国市场以来.因其对于土壤含水量要求宽、冲击力大、使用范围广等优点对提高高等级公路的铺筑质量起到了很好的作用。 中击压实机在土石方压实作业中,突破了传统的碾压方式,当其一角立于地面,向前碾压时,产生巨大的冲击波.由于碾边顺序连续冲击地面,可使土体碾压均匀密实。该机以每小时9~12km的行驶速度碾压作业.即冲击碾每秒钟冲击地面两次,相当于低频大振幅冲击压实土体.并周期性地冲击地面,产生强烈的冲击波向地下深层传播,可对填料作深层压实。目前,冲击碾压施工已经在砂质粘土、重粘土、湿陷性黄土高填方路堤、石质路堤和软地基补压等方面进行了应用。无论从提高质量、缩短工期和节约成本等方面,冲击碾压施工技术都有着良好的推广前景。
总之,路基施工技术是一个比较重要而又容易被人们忽略的问题。近年来随着高速公路的快速发展.路基施工质量所暴露出的问题越来越突出,路基施工技术问题已逐渐被人们所关注。只有不断完善自己的施工技术.积极采用新工艺、新材料、新设备.施工企业才能在日益激烈的建筑市场竞争中立于不败之地。
参考文献
[1] 黄丕哙.浅议高速公路路基施工技术[J]. 科技创新导报. 2010(32)
[2] 苏振刚.高速公路路基施工分析[J]. 交通世界(建养.机械). 2011(06)
[3] 王震.高速公路路基施工分析[J]. 交通世界(建养.机械). 2011(07)
关键词高速公路路基施工技术发展
特殊路基地基处理技术日渐成熟和完善,特殊路基地基处理主要包括以下几个方面:过湿土地基处理、软土地基处理、膨胀土地基处理、湿陷性黄土地基处理、永久性冻土地基处理等。经过多年的施工实践,对各种特殊路基的处理已经有了科学和成熟的施工技术和工法。
一 过湿土地基处理
过湿土地基处理方法比较简单一般采用换填砂砾垫层和加铺土工格栅的方法,该方法简单易行.处理效果较好。該方法的作用机理是在过湿土地基上铺一层30cm厚砂砾然后在砂砾上固定土工格栅上面再覆盖一层20cm厚砂砾由土工格栅与砂垫层的整体作用,减少不均匀沉降,适应路堤的快速填筑,而荷载的迅速增加加快了软土的固化作用从而使沉降加快.减少后期的沉降,形成良性循环。近年来采用土工合成材料对过湿土地基进行稳定处理已经有了一套比较完整的施工工艺,处理效果很好。
二软土的地基处理
软土地基是我国南方高速公路修建过程中遇到的不可避免的问题。南方河流湖泊众多.存在大量因冲积、沉积等外力地质作用而形成的松软堆积物,这种软土地基已成为影响高速公路工程质量、工程周期和工程造价的关键因素之一。对软土地基的处理,从最初的抛石挤淤、木桩加固等方法发展到利用排水固结原理.采用袋装砂井(或砂桩碎石桩)、塑料排水板等技术对软土进行排水固结处理,随着社会的进步和技术发展排水固结由于其施工周期长的限制近年来又发展了水泥搅拌复合地基桩施工技术,如水泥粉喷桩施工技术、水泥浆深层搅拌桩施工技术等。以上这些软土处理技术都已有了成熟的工法,在公路路基施工中产生了比较好的效果。
三 膨胀土的地基处理
对膨胀土的特性和膨胀破坏机理的研究已经比较成熟并且形成了一套成熟的处理技术和工法。参入石灰等活性材料对膨胀土进行改良技术,其参量、拌和和压实工艺都得到了较好解决。
四湿陷性黄土地基处理
湿陷性黄土主要集中在我国的西北地区。目前针对高速公路湿陷性黄土路基处理技术研究内容更加广泛,如高速公路湿陷性黄土路基的处理方法、工艺及其使用条件和有关技术指标:高速公路湿陷性黄土路基处理方案的评价、计算方法及检测方法等都已取得阶段性成果。采用冲击压实设备(冲击碾压或强夯)压实湿陷性黄土工艺已比较成熟压实效果理想。
五 永冻土路基处理
永冻土的分布一般是受地理纬度和海拔高度控制的。根据青藏公路30年观测调查资料,分析不同时间段年冻土地区公路路基病害的主要类型与特征。通过典型路段路基病害揭示在全球气候趋暖的环境背景下,路基下多年冻土升温,冻土上限下降.冻土退化融化.由此导致的路基病害仍在发生、发展,路基病害以融沉为主.路基变形极不均匀。长期实践证明,传统的靠提高路堤保护冻土来保证路基稳定的方法有很大的局限性,应探索主动冷却路基的防治措施。目前采用的片石通风路基、热棒技术、通风管路基、片碎石护坡措施等均能够起到降低基底地温和增加地层冷储量的作用,完全能够有效地抵御气温升高时带来的不利影响。
六 台背回填更严格,规范
桥梁、涵洞、通道作为高速公路的重要组成部分数量多分布广,查阅相关资料。我国高速公路平均每公里里程内有4~5个桥涵构造物,在路基和结构物衔接部位容易出现“跳车现象。为克服这种质量顽症,高速公路将回填材料、施工工艺、检测手段的质量标准提高。结构物回填材料普遍采用石灰改善土或透水性材料,如砂砾、碎石等。填土每层松铺厚度不宜超过150mm。结构物处的填料压实度要求从填方基底或涵洞顶部至路床顶面均为96%。碾压时采用大吨位的振动压实机械压路机压不到的地方,须使用高性能冲击夯进行夯实。整个施工过程要留有影像资料过程中除了检测每层的质量,在整个台背回填完毕后还要进行取芯抽检。
七 土工合成材料的使用更加广泛
土工合成材料及其应用技术是当前高速公路路基建设中行之有效、必不可少的岩土工程材料和技术。在软土地基处理陡坡路堤加筋或挖方边坡修复加筋,路基边坡防护,填石路堤的综合处置,改善路堤填筑的整体强度,构筑加筋土挡墙等各个方面的应用都充分地显示了它的优异功能。这一新型岩土工程材料和应用技术将会在路基工程中发挥出更大的作用。
土工合成材料的分类在国内外尚未有统一的分类原则主要以产品生产方法和产品类型分类较多。总体分为四大类:织造型、非织造型、合成型、复合型。 上述四大类中织造型和非织造型主要是以化纤织物产品为主即是人们常称之为土工布”或“土工织物”。土工合成材料所以能在路基工程中得以广泛的应用主要是由于其本身功能所决定的.土工合成材料是种多功能材料,基本功能有:滤层作用、排水作用、隔离作用、加筋作用、保护作用、防渗作用,在实际工程中应用时,往往是一种功能起主导作用.而其它功能也相应地不同程度的在起作用。
目前.土工合成材料主要是应用解决路基沉陷、软基加固、防治翻浆冒泥、防治路基冻融、防治路面反射裂缝以及路堤护坡、植被等.其效果相当显著。在我国许多已经建设的高速公路中均不同程度地应用了土工合成材料,如:沪宁高速公路、锦州至大连一级公路,上海沪嘉公路,云南军用公路等。我国已初步制定了各项土工合成材料的规范、标准,测试技术、理论研究都有很大发展.建立了检测机构,使土工合成材料生产、应用规范化。随着高速公路建设的进一步加快.土工合成材料在高速公路路基中的应用将会更加广阔。
八 冲击压实设备得到广泛的应用
随着我国国民经济的快速发展.我国高速公路的质量标准也在不断提高,特别对路基压实质量标准在近年来有明显的提高,施工工期进一步缩短,为确保质量和进度.绝大多数的业主在施工招标过程中对设备的强制性要求越来越明确。振荡压实、冲击压实、垂直振动等新型振动机械设备得到了进一步的广泛应用。冲击压实是压实技术的最新发展世界上关于冲击压实技术的研究始于20世纪70年代,出现成熟实用的;中击压实机是在90年代。这类产品自1997年进入中国市场以来.因其对于土壤含水量要求宽、冲击力大、使用范围广等优点对提高高等级公路的铺筑质量起到了很好的作用。 中击压实机在土石方压实作业中,突破了传统的碾压方式,当其一角立于地面,向前碾压时,产生巨大的冲击波.由于碾边顺序连续冲击地面,可使土体碾压均匀密实。该机以每小时9~12km的行驶速度碾压作业.即冲击碾每秒钟冲击地面两次,相当于低频大振幅冲击压实土体.并周期性地冲击地面,产生强烈的冲击波向地下深层传播,可对填料作深层压实。目前,冲击碾压施工已经在砂质粘土、重粘土、湿陷性黄土高填方路堤、石质路堤和软地基补压等方面进行了应用。无论从提高质量、缩短工期和节约成本等方面,冲击碾压施工技术都有着良好的推广前景。
总之,路基施工技术是一个比较重要而又容易被人们忽略的问题。近年来随着高速公路的快速发展.路基施工质量所暴露出的问题越来越突出,路基施工技术问题已逐渐被人们所关注。只有不断完善自己的施工技术.积极采用新工艺、新材料、新设备.施工企业才能在日益激烈的建筑市场竞争中立于不败之地。
参考文献
[1] 黄丕哙.浅议高速公路路基施工技术[J]. 科技创新导报. 2010(32)
[2] 苏振刚.高速公路路基施工分析[J]. 交通世界(建养.机械). 2011(06)
[3] 王震.高速公路路基施工分析[J]. 交通世界(建养.机械). 2011(07)