淺談遼寧省公路新舊路基結合部處治技術
摘要: 本文根據遼寧省公路改擴建工程,針對公路新舊路基內部和外部處治技術進行了分析,針對目前出現病害進行新舊路基綜合處治技術,為廣大設計與施工人員提供參考。
關鍵詞: 處治技術;壓實控制;路基加筋
引言
近年來,隨著振興東北,遼寧公路建設發展迅猛。由於過載交通的影響部分路段逐步出現病害,為了保證公路的正常運轉需要對路段進行改擴建。在改擴建工程施工中,對新舊路基結合部的處理技術提出新的要求,在這種情況下,公路施工功能需要以新舊路基結合部路基強度和穩定性做前提,新舊路基結合處強度決定著拓寬路基穩定性問題。遼寧省遼東、遼北山嶺重丘區地質較好,對於高填方路基,拓寬荷載對地基變形產生的影響比較小,但是拓寬路基本身壓縮變形,通常情況下會對新舊路基不協調變形產生較大的影響,在路基改擴建工程中應該重點對路基填料與壓實進行嚴格控制確保路基強度及穩定性達到設計要求。對於遼西、遼南平原微丘區路堤拓寬,拓寬荷載引起地基固結變形不協調,需要對路基進行處理並採用輕質路基填料。
1 新舊路基內部和外部處治技術
1.1 支擋結構
在新舊路基結合處,通過設定相應的支擋結構,在一定程度上能夠有效降低拓寬路基填土自重,同時可以避免路基發生不均勻沉降;在車輛荷載的作用下,可以防止拓寬路基產生側向滑移,在這種情況下,可以避免新舊路基交接處出現裂縫;如果拓寬路基缺乏穩定性,這時通過設定支擋結構的方式進一步提高路基的穩定性;如果拓寬的路基屬於高填方路堤,必然導致拓寬路基本身產生壓縮變形或新舊路基結合處發生較大的蠕滑變形,因此,需要通過增加支擋結構的方式,進一步降低拓寬路基填土的自重;對於拓寬深路塹,由於放坡需要較大工程量,同時不能夠保證邊坡穩定的情況下,通過增加支擋結構的方式,收縮邊坡,進一步降低工程成本。
1.2 拓寬路基原地面處理
路基拓寬前需要對原地面進行處理,如果原地面存在坑穴等,需要良好級配的砂石分層填築分層夯實,對於原地面表面存在雜草、樹根及雜土清除不少於15cm,對於原地面屬於耕種土需要換填不小於30cm,如果不清理,就會導致樹根等有機質腐爛出現空隙引起不均勻沉降。
1.3 舊路基邊坡處理
舊路基邊坡坡面30cm深度與外側路肩50cm範圍內進行挖除並進行填料。該部分土體長期受自然因素侵蝕、乾溼交替及水流沖刷影響, 新舊路基結合面因舊路施工過程中壓實不足,進而處於薄弱面狀態,通過在新舊路結合處坡面上挖設臺階,在一定程度上便於新舊路基之間的結合,臺階要向內傾斜坡度不小於2-4%,臺階寬度至少1m,臺階高度應該在50-60cm左右,每個工程需根據原路設計材料不同選擇臺階寬度和高度。
1.4 新舊路基結合部頂面處理
對於新舊路基結合面來說,通過強夯的方式,對新路基與舊路基進行碾壓,通過對路堤進行壓實填築、強烈振動處理,增加舊路基土質的密實性,確保其與拓寬路段土質具有相似的密實度,進而減少不均勻的沉降,強夯使路基土體產生側向應力及位移,在一定程度上改變了原路基土體的物理效能,提高新舊路基交接處所土體穩定性,可以避免結合處出現裂縫。
1.5 新路基填料、含水量與壓實控制
在拓寬路基工程中新填築路基填料、含水量及壓實度對新填料本身壓縮變形不同,導致對新路基與舊路基變形模量產生不同影響,對新舊路基交接處力學響應產生一定影響。因此在新填築路基材料時應該嚴格控制填料材料組成、保證材料處於最佳含水量狀態,同時根據試驗路段確定碾壓機械的組合及碾壓順序及遍數。
1.6 輕質填料填築路堤
輕質路堤應用軟土或具有輕質填料地區,通過輕質填料有效提高路堤穩定性,降低路堤產生壓縮塑性變形、降低路堤自重,目前應用輕質填料主要有二灰土、粉煤灰以及聚苯乙烯塊體等。
1.6.1 粉煤灰路堤
採用粉煤灰進行路堤填築,完成後採用粘土對粉煤灰路堤進行處理,主要是用粘土保護層對路堤邊坡及頂面進行30cm厚度包裹,防止雨季雨水沖刷造成環境汙染,壓實後密度在1.2g/cm3左右。
1.6.2 二灰輕質路堤
由於二灰材料自重較輕,二灰結合在一起發生化學反應具有板體性特點,壓實後路基變形小等優點,但是二灰材料應該在最佳含水量狀態下進行碾壓,工程實踐表明在二灰碾壓過程中粉煤灰含水量控制難度較大,流動性大導致沉降效果不佳,因此在施工中要嚴格控制粉煤灰含水量。
1.6.3 膨脹性聚苯乙烯塊體
將顆粒狀膨脹性聚苯乙烯塊體通過發泡劑進行發泡形成氣體發泡樹脂。採用膨脹性聚苯乙烯修築輕質路堤不僅可以降低垂直土壓力,而且可以較小結構物背部側向土壓力,減小地基沉降,減小錯臺發生,但膨脹性聚苯乙烯路堤造價很高。
1.7 路基加筋
充分有效對填料物側向移動進行限制,有效提高路基土體穩定性。土工格柵抗拉強度較大、延伸率較小,抗拉強度和軟鋼抗拉強度差不多,孔眼可以鎖定土體,土可以被動地阻抗柵筋,與其他加筋相比土工格柵具有較高抗拔能力或者格柵能更有效地加固土體。土工格柵鋪設一端鋪至新舊路基交接處,另一端鋪設在新路基中,鋪設長度至行車道外邊緣,通常在交接處每一個臺階設定一層土工格柵且鋪設層數不少於三層。
2 新舊路基綜合處治技術
2.1 增設分隔帶
在道路拓寬設計時線形符合在新舊路基交接處增設分隔帶,有效阻礙或者避免出現縱向裂縫,降低錯臺對新路基影響。在拓寬道路線性滿足要求的前提下采用增設分隔帶不僅可以減小工程成本而且可以降低施工難度,在做好分隔帶施工中做好路基防排水工作,防止路基外水進入路基影響路基強度及穩定性。
2.2 優化排水系統
在路基路面上合理佈置防水系統與排水系統,儘可能地把水阻擋在路基外。存在於路基內部水經縱向盲溝系統與橫向盲溝系統彙集至路基兩旁集水溝內,經沿道路縱向設定橫向出水管排出。
2.3 鋪築過渡性路面
如果在改擴建工程中資金不足情況下,允許拓寬區路基發生不協調變形及允許新舊路基結合部附近路面發生破壞,待道路運營一段時間後將出現破壞位置進行重新處理,將原路面銑刨後重新鋪設新路面,這樣不僅解決了道路投資資金問題,同時針對改擴建工程新建部分路基能夠達到理想的壓實效果,減小工程沉降,避免新舊路基結合部位出現更多病害的發生。
3 結論
在公路改擴建工程中,通過對公路新舊路基內部和外部處治技術進行了分析,主要包括支擋結構、拓寬路基原地面處理、舊路基邊坡處理、新舊路基結合部頂面處理、新路基填料、含水量與壓實控制、輕質填料填築路堤、路基加筋,在新舊路基結合部應全方位考慮,根據具體問題具體分析的原則進行綜合分析並處理,保證改擴建工程新舊路基結合部位聯接良好,保證公路強度與穩定性,滿足公路工程使用效能。
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