隨著國民經濟的迅速發展和交通工具的迅猛增長,我國高速公路的建設如火如萘的進行著,而我國在90年代以前修建的高速公路基本都面臨著擴建加寬的問題。高速公路的改擴工程從設計到施工依然是非常繁重的工程,在新建工程中仍然要高度重視以下的幾個問題:
一、
高速公路路基加寬問題概述
高速公路擴建加寬會對原有路面產生附加應力,引起老路面的變形,新老路基存在差異沉降,造成結合部裂縫的產生和新老路面的錯位,雨水進入路基而損害新老路基,進而進一步加劇病害的產生,如此進入惡性循環。因此,處理好新老路基的的縱向拼接就成為拓寬工程的關鍵技術。
影響路基拼接的質量問題主要有兩大類,一類是由于路基拓寬后新老路之間的不均勻沉降造成的,這也應該是引起在結合部位置產生縱向裂縫的主要原因;另一類是由于路基填料的強度不足造成的,新老路基頂面的當量回彈模量相差較大,會造成交界處產生較大應力,甚至產生局部應力集中,從而引起路面開裂。
二、軟基處理問題
在施工中經常碰到的情況多數不是軟土地基,因為如果有軟土地基一般情況在設計時應該根據地質資料,提出處理方法。多數情況是有局部地段地質情況和原來設計不同,出現局部地基承載力達不到設計要求,或者由于局部地段含水量過大(原有排水系統不暢,原有地基土質滲水性不好)造成地基軟彈(翻漿,彈簧土地段)。
高速公路加寬擴建工程通常工期緊、施工場地狹窄,同時還要維持正常的交通運輸,因而必須進行多方論證、比較,根據工程地質勘察資料,結合老路基軟基處理的評價結果,選擇經濟、快速、可靠的軟基處理方法,以確保現有高速公路營運安全,確保減小加寬后高速公路新舊路路基的差異沉降。
1、新老路基結合部軟基處理
在軟土地基上的新老路基結合部,結合路基的拼接措施,還應對結合部下的軟土地基進行重點處理。可以采用超載預壓、加密加長粉噴樁、旋噴樁、路堤樁(混凝土管樁)、素砼樁復合地基和隔離墻等方法,通過間距(里密外疏)和打設深度(里深外淺)的分級過渡處理,沿路基橫向形成漸變段,能較理想地解決新老路堤沉降差問題。
填筑材料經自重、路面和車輛等荷載的作用,老路基已經基本被壓實,而新路基的填料雖經嚴格壓實,仍存在后期變形。為此,填筑材料的選擇將很大程度影響路基的有效沉降。所有填料宜與舊路堤相同或選用透水性較好的材料,相關單位在綜合考慮工程造價和施工實施的問題上,盡量使用碎石土或石渣等沉降量較少的材料進行填筑,并控制好填筑材料的液塑限、承載比(CBR)和擊實試驗等各項指標。
2、適合加寬工程的主要軟基處理方法
加寬路基軟土地基處理要根據不同路段的地質情況、填筑高度、結構物類型等因素,確定合理的處理方式。加寬路基的軟基處理以復合地基法為首選,可以通過合理布置樁長與樁距來協調不同路段的沉降差異。
高速公路擴建加寬工程的軟基處理措施要注意如下幾點:①加寬工程最大填土高度位于新路基邊緣下方,很有可能位于老路基邊坡上。軟基處理范圍應盡可能布置在新增路面下方,以達到減少新增路面沉降和不均勻沉降,為此必須結合路基填土高度按一定坡度削坡,削坡必須滿足施工期間路基穩定要求;②高速公路加寬最好采用快速加固方法,以加快施工周期和降低施工期間維持交通正常運營的費用;③必須嚴格控制新增路基工后沉降和不均勻沉降,以防新老路基之間產生相對過大的差異沉降,引起各種不良后果。最好采用改變軟土性質的辦法,水泥噴粉樁不失為一種好方法;④施工期間一定要注意排水問題,防止開挖邊坡有水,出現老路基坍塌;⑤在做試驗段的同時,還須在施工過程中進行沉降和穩定動態觀測,控制填筑速率。
[1]
三、新建路基填筑問題
1、填料選擇
根據區域的料源情況合理選擇填料,填料的物理力學特性要與老路基填料相近。
擴建工程中對于拼接路基的壓實是施工質量的重點,國外針對軟土路基上加寬路基填筑施工提出了間隙法,這是一種二步填筑法,先在距離老路基一定距離外填筑部分新路基,新老路基之間留有一定間隙,然后再填筑新老路基之間的間隙。由于在第一階段新路基填土自重作用下的固結會使新老路基間隙下的軟土強度和水平應力提高,因而可以有效減小第二階段填土對老路基產生的附加變形,而且這種分步填筑法要比一次性整體填筑對老路基產生的變形要小。
2、路基碾壓
路基填筑前,須根據規范要求做好試驗段,必須嚴格控制材料的最佳含水量、松鋪厚度、壓實設備的類型、最佳組合方式、碾壓遍數及碾壓速度等,使各項指標達到最優狀態,保證壓實度達到設計要求。對于加寬漸變部分,必須嚴格控制其碾壓寬度,如舊路基挖臺階受限制時,可通過鋪設護道等方式滿足其要求,使路基壓實度均滿足要求。
在施工時分層碾壓,控制每層填筑厚度及壓實度,提高壓實標準。碾壓應采用重型壓路機(>20t)進行,雙驅雙振。碾壓虛方厚度不得大于30cm,壓實度必須達到新標準的壓實度要求,且重點應放在新老路基的結合部,每層壓完后應平整光滑。
路基填筑時應控制路堤填筑速率。當填土速率較快時,地基強度來不及增長,易產生較大的剪切變形。在施工時按照慢速填土標準進行控制,控制標準為地面沉降率每晝夜不大于10mm,坡角水平位移速率每晝夜不大于5mm。
3、加強路基路面排水
路面排水的任務是迅速排除路面范圍內的降水,減少水從路面滲入,使之不沖刷路基邊坡。在進行施工時要集中排水,在硬路肩外側設置水泥混凝土預制塊或現澆瀝青混凝土的攔水帶,以其與硬路肩路面構成三角形的集水槽流水,每隔20—50m間距設一泄水口與路堤邊坡急流槽銜接將雨水排到坡腳排水溝中。設超高路段的排水通過設在中央帶的園形開口排水溝或雨水井進行排除。
4、補強措施及其他
鋪設土工積物,土工格柵具有抗拉強度高、伸長率低,不易變形等特點,其全面與土體接,大大增加了與土體的摩擦,有力約束土體的側向位移,土工格柵網格與粗顆粒填料結合,其最優的鑲嵌作用最大限度地提高了加寬路基的承載能力和穩定性。在加寬路段中的鋪設,可以增加新舊路基的結合,增大結合部抗剪能力,防止新路基的沉降對老路基的破壞,從而達到穩定新舊路基不均勻沉降的效果。
四、路基路面排水問題
路基路面的強度與穩定性同水的關系十分密切。路基路面的病害有多種,形成病害的因素亦很多,但水的作用是主要因素之一,因此路基路面設計、施工和養護中,必須十分重視路基路面排水工程。
路面排水的任務是迅速排除路面范圍內的降水,減少水從路面滲入,使之不沖刷路基邊坡。在進行施工時要集中排水,在硬路肩外側設置水泥混凝土預制塊或現澆瀝青混凝土的攔水帶,以其與硬路肩路面構成三角形的集水槽流水,每隔20—50m間距設一泄水口與路堤邊坡急流槽銜接將雨水排到坡腳排水溝中。設超高路段的排水通過設在中央帶的園形開口排水溝或雨水井進行排除。
五、結論
公路在經多年的通車后,路基沉降基本完成,路基加寬段由于新舊路基的不均勻沉降,必然產生以縱向裂縫為代表的裂縫,從而對公路產生破壞。為此,必須加強公路路基加寬時設計優化及施工質量,使沉降量減為最少,以保證公路的質量。
如何處理好高速公路路基加寬的關鍵,主要是采取各種處治措施,以減少新拓寬路基的沉降量并縮小新老路基的沉降差。同時,要保證新路基的填筑質量,以減輕新老路基性質差異所產生的危害,主要從舊路邊坡處理、土工合成材料的應用、軟基處理、新建路基填筑等方面下足功夫。
隨著我國社會經濟的不斷發展 ,人們的汽車擁有量也不斷的增多,這就要求我們要不斷的加強公路路基加寬施工技術,完善道路的經濟社會功能。
參考文獻:
[1]楊利軍,簡述高速公路路基擴建加寬的處理方法[J],中小企業管理與科技,2010.4
[2]黎志光,高速公路加寬擴建工程新老路銜接的處理措施[J].廣東公路交通.2001.(2).9-101.
[3]人民交通出版社.北京.公路路基施工技術.2003年01月.