高等級(jí)公路路基加寬病害特征及施工注意要點(diǎn)
2015-04-02
1 前言
隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,早期修建的高等級(jí)公路的交通量大大增加,運(yùn)營(yíng)能力已經(jīng)不能滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。因此,除修建新線外,對(duì)既有高等級(jí)公路加寬改造是解決公路運(yùn)營(yíng)能力的途徑之一。但是當(dāng)對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)建加寬時(shí)，由于新舊路基在沉降、永久變形累積、穩(wěn)定性和路基承載力等方面的差異，勢(shì)必會(huì)在新舊路基之間產(chǎn)生相對(duì)過(guò)大的差異沉降，進(jìn)而會(huì)引起既有路基變形，嚴(yán)重時(shí)則出現(xiàn)路基拉裂、下沉過(guò)速、新加寬路基失穩(wěn)、路面損壞和路面整體性能下降等病害，對(duì)高等級(jí)公路的正常營(yíng)運(yùn)帶來(lái)難以估量的不良后果。
2高等級(jí)公路路基加寬常見病害
2.1 新加寬路基失穩(wěn)
新加寬路基失穩(wěn)主要表現(xiàn)為加寬路基沿新老路基結(jié)合面發(fā)生滑移，嚴(yán)重時(shí)甚至發(fā)生整體坍塌。這種病害主要發(fā)生在陡坡地基、軟弱地基和高填方路堤等加寬路段。當(dāng)新加寬路基沿結(jié)合面滑移量較小時(shí)，新老路基結(jié)合面會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)臺(tái)，導(dǎo)致新老路基結(jié)合部位的路面開裂。由此會(huì)引起雨水入滲，結(jié)合面強(qiáng)度急劇降低，給路基穩(wěn)定性留下更大的隱患。當(dāng)路基滑移量較大、甚至整體坍塌時(shí)，會(huì)造成加寬路面整體破壞，甚至使既有路基相繼出現(xiàn)失穩(wěn)，致使既有路面也發(fā)生結(jié)構(gòu)損壞和使用功能的下降。
2.2 路面損壞
(1)高等級(jí)公路改擴(kuò)建瀝青路面損壞主要為面層破碎、結(jié)合料松散、道路橫坡改變等，嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生沿結(jié)合面走向的縱向裂縫。路面損壞是高等級(jí)公路改擴(kuò)建工程中最常見的病害形式。路基的變形不協(xié)調(diào)會(huì)通過(guò)路面結(jié)構(gòu)層反映出來(lái)，因此公路改擴(kuò)建工程中大多數(shù)路面病害都是路基病害的反映。
(2)水泥混凝土路面損壞主要為唧漿和脫空現(xiàn)象，進(jìn)一步發(fā)展會(huì)引起結(jié)合面附近出現(xiàn)縱縫、裂縫處板塊斷裂以及裂縫的擴(kuò)展。由于結(jié)合部位兩側(cè)的新老路基沉降速率不一致，沉降量不同導(dǎo)致結(jié)合部位存在應(yīng)力突變、集中現(xiàn)象。當(dāng)彎拉應(yīng)力大于結(jié)合界面強(qiáng)度時(shí)，會(huì)在該處產(chǎn)生開裂錯(cuò)臺(tái)。另外，新加寬路基邊坡坡角在填土自重作用下逐漸發(fā)生側(cè)向位移，進(jìn)一步帶動(dòng)其上的填土產(chǎn)生沉降和側(cè)向位移，使整個(gè)加寬部分的填土沿結(jié)合部位產(chǎn)生橫向和豎向移動(dòng)。由于這兩方面因素的作用會(huì)在交界處形成縱向裂縫。
(3)新老路基結(jié)合部位施工工藝較復(fù)雜，施工難度較大，容易產(chǎn)生人為的質(zhì)量因素，如密實(shí)度達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等也是產(chǎn)生縱向裂縫的原因之一。
2.3 路面整體性能下降
隨著路面病害的產(chǎn)生和道路縱橫坡的變化，道路結(jié)構(gòu)性能和服務(wù)性能也隨之下降。當(dāng)路面狀況指數(shù)、結(jié)構(gòu)承載力、縱坡、橫坡、平整度等指標(biāo)變化到一定程度時(shí)，將影響汽車的行駛質(zhì)量，降低服務(wù)水平。
3 高等級(jí)公路路基加寬施工技術(shù)要點(diǎn)
國(guó)道206線萊州段自1984年修建以來(lái)，一直是穿越萊州南北方向的主要交通大動(dòng)脈,通車二十多年后,根據(jù)交通需要,從2006年8月開始進(jìn)行改擴(kuò)建,由原來(lái)的2車道擴(kuò)為4車道，技術(shù)等級(jí)為一級(jí)路?，F(xiàn)已竣工通車一年多,新建路基穩(wěn)定,路基新舊結(jié)合部位沒(méi)有出現(xiàn)開裂損壞現(xiàn)象。現(xiàn)將有關(guān)施工要點(diǎn)介紹如下:
3.1 用提高新路基的填筑質(zhì)量來(lái)減小沉降量
國(guó)道206線萊州段既有路基經(jīng)過(guò)二十年的使用,舊路基已經(jīng)穩(wěn)定,其沉降量趨于0 ,為了保證新路基建成后不會(huì)出現(xiàn)大的沉降而造成新舊路基結(jié)合處出現(xiàn)因沉降差而導(dǎo)致路面開裂現(xiàn)象,我們主要從以下幾方面著手:
3.1.1 強(qiáng)化地基地表處理
地基是保證路基穩(wěn)定的基礎(chǔ),也是施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。尤其是軟土地基,必須按有效的軟基處理方法施工。國(guó)道206線萊州段軟基極少,我們重點(diǎn)放在地表處理上。
(1) 在施工之前先將原地表土清除30cm ,挖除樹根,對(duì)原有土坑進(jìn)行回填并夯實(shí)。
(2) 清除完表面浮土雜物后,用20t振動(dòng)壓路機(jī)先靜壓1～2遍再振動(dòng)碾壓5～6 遍,再用25kJ 沖擊碾碾壓2～3 遍,使其壓實(shí)度達(dá)到規(guī)范要求。
(3) 用平地機(jī)對(duì)地表刮平,20t 壓路機(jī)靜壓1～2 遍。
(4) 原地基原狀土的強(qiáng)度不符合要求時(shí)，應(yīng)進(jìn)行換填，換填深度應(yīng)不小于30cm，并予以分層壓實(shí)到規(guī)定要求。
3.1.2 選用優(yōu)質(zhì)填料和加強(qiáng)碾壓
高等級(jí)公路改擴(kuò)建工程一般是在維持運(yùn)營(yíng)的條件下進(jìn)行的。有的雖經(jīng)部分車輛分流，但交通量仍然比較大，且重載車輛多，工期要求比較緊。為確保工程質(zhì)量，可通過(guò)大噸位振動(dòng)壓路機(jī)、沖擊式壓路機(jī)來(lái)碾壓路基土體以及增加碾壓遍數(shù)增加路基壓實(shí)度，減小路基本身壓密沉降。或填筑CBR值較高的材料如砂礫等。
(1) 國(guó)道206線萊州段新建路基主要采用砂礫做為填料,最大粒徑≯15cm ,回彈模量≮30MPa ,密度≮1.85g/cm3 ,CBR≮8 。
(2) 填筑路基時(shí),松鋪厚度不得大于30cm。先用25t振動(dòng)碾靜壓2～3 遍再振動(dòng)碾壓5～6 遍,檢測(cè)壓實(shí)度。路基每四層(80～100cm) 用25kJ沖擊碾進(jìn)行全斷面補(bǔ)強(qiáng)碾壓,碾壓從路基外緣開始按順逆時(shí)針進(jìn)行碾壓,每次搭接寬度為50cm ,沖擊碾行駛速度控制在9～12km。
(3) 路基壓實(shí)度: 路基頂面以下0 ～ 80cm、80 ～ 150cm、150cm 以下的壓實(shí)度不小于96 %、94 %、93 %。
3.2 新舊路基結(jié)合部位的處理
3.2.1 清刷舊路基邊坡
先對(duì)舊路基邊坡進(jìn)行刷坡,刷坡厚度以30cm為宜,同時(shí)將舊路基邊坡挖臺(tái)階,臺(tái)階高度為80cm ,坡度為1:0.5。在刷坡挖臺(tái)階時(shí)要注意保持原路基的穩(wěn)定。臺(tái)階開挖時(shí)要隨著路基填筑高度分層進(jìn)行,嚴(yán)禁一次性完成對(duì)舊路邊坡的挖臺(tái)階作業(yè)。
3.2.2 同步填筑碾壓
結(jié)合部填筑同新路基一同填筑,每填筑兩層用25kJ沖擊碾進(jìn)行沖擊碾壓3～4 遍。
3.2.3 強(qiáng)夯
將舊路硬路肩挖掉至距路基頂面0.8m 標(biāo)高處,除與新路基一同填筑,在填筑之前,還要對(duì)新舊路基銜接處向內(nèi)外各1.5m的范圍進(jìn)行強(qiáng)夯, 采用點(diǎn)普結(jié)合的方法:一遍點(diǎn)夯,一遍普夯。點(diǎn)夯夯擊能2000kN.m，夯錘落距H=11.2m；普夯夯擊能900kN.m ,H=5.0m。點(diǎn)與點(diǎn)間距4m ,邊角處適當(dāng)調(diào)整,矩形間加梅花點(diǎn)布置。當(dāng)舊路硬路肩挖到標(biāo)高后,經(jīng)整平碾壓后不能達(dá)到壓實(shí)度要求或?yàn)檎惩恋穆范我M(jìn)行換填處理,換填材料采用砂礫。
