高等級公路路基加寬病害特征及施工注意要點
2015-04-02 
   1 前言

   隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展,早期修建的高等級公路的交通量大大增加,運營能力已經(jīng)不能滿足國民經(jīng)濟發(fā)展的要求。因此,除修建新線外,對既有高等級公路加寬改造是解決公路運營能力的途徑之一。但是當對其進行擴建加寬時,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,勢必會在新舊路基之間產(chǎn)生相對過大的差異沉降,進而會引起既有路基變形,嚴重時則出現(xiàn)路基拉裂、下沉過速、新加寬路基失穩(wěn)、路面損壞和路面整體性能下降等病害,對高等級公路的正常營運帶來難以估量的不良后果。

   2高等級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,嚴重時甚至發(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。當新加寬路基沿結(jié)合面滑移量較小時,新老路基結(jié)合面會產(chǎn)生錯臺,導致新老路基結(jié)合部位的路面開裂。由此會引起雨水入滲,結(jié)合面強度急劇降低,給路基穩(wěn)定性留下更大的隱患。當路基滑移量較大、甚至整體坍塌時,會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)高等級公路改擴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,嚴重時會產(chǎn)生沿結(jié)合面走向的縱向裂縫。路面損壞是高等級公路改擴建工程中最常見的病害形式。路基的變形不協(xié)調(diào)會通過路面結(jié)構(gòu)層反映出來,因此公路改擴建工程中大多數(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,進一步發(fā)展會引起結(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,沉降量不同導致結(jié)合部位存在應(yīng)力突變、集中現(xiàn)象。當彎拉應(yīng)力大于結(jié)合界面強度時,會在該處產(chǎn)生開裂錯臺。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,進一步帶動其上的填土產(chǎn)生沉降和側(cè)向位移,使整個加寬部分的填土沿結(jié)合部位產(chǎn)生橫向和豎向移動。由于這兩方面因素的作用會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,如密實度達不到設(shè)計標準等也是產(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。當路面狀況指數(shù)、結(jié)構(gòu)承載力、縱坡、橫坡、平整度等指標變化到一定程度時,將影響汽車的行駛質(zhì)量,降低服務(wù)水平。

   3 高等級公路路基加寬施工技術(shù)要點

   國道206線萊州段自1984年修建以來,一直是穿越萊州南北方向的主要交通大動脈,通車二十多年后,根據(jù)交通需要,從2006年8月開始進行改擴建,由原來的2車道擴為4車道,技術(shù)等級為一級路?,F(xiàn)已竣工通車一年多,新建路基穩(wěn)定,路基新舊結(jié)合部位沒有出現(xiàn)開裂損壞現(xiàn)象。現(xiàn)將有關(guān)施工要點介紹如下:

   3.1 用提高新路基的填筑質(zhì)量來減小沉降量

   國道206線萊州段既有路基經(jīng)過二十年的使用,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)因沉降差而導致路面開裂現(xiàn)象,我們主要從以下幾方面著手:

   3.1.1 強化地基地表處理

   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。國道206線萊州段軟基極少,我們重點放在地表處理上。

   (1) 在施工之前先將原地表土清除30cm ,挖除樹根,對原有土坑進行回填并夯實。

   (2) 清除完表面浮土雜物后,用20t振動壓路機先靜壓1~2遍再振動碾壓5~6 遍,再用25kJ 沖擊碾碾壓2~3 遍,使其壓實度達到規(guī)范要求。

   (3) 用平地機對地表刮平,20t 壓路機靜壓1~2 遍。

   (4) 原地基原狀土的強度不符合要求時,應(yīng)進行換填,換填深度應(yīng)不小于30cm,并予以分層壓實到規(guī)定要求。

   3.1.2 選用優(yōu)質(zhì)填料和加強碾壓

   高等級公路改擴建工程一般是在維持運營的條件下進行的。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,可通過大噸位振動壓路機、沖擊式壓路機來碾壓路基土體以及增加碾壓遍數(shù)增加路基壓實度,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,松鋪厚度不得大于30cm。先用25t振動碾靜壓2~3 遍再振動碾壓5~6 遍,檢測壓實度。路基每四層(80~100cm) 用25kJ沖擊碾進行全斷面補強碾壓,碾壓從路基外緣開始按順逆時針進行碾壓,每次搭接寬度為50cm ,沖擊碾行駛速度控制在9~12km。

   (3) 路基壓實度: 路基頂面以下0 ~ 80cm、80 ~ 150cm、150cm 以下的壓實度不小于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

   先對舊路基邊坡進行刷坡,刷坡厚度以30cm為宜,同時將舊路基邊坡挖臺階,臺階高度為80cm ,坡度為1:0.5。在刷坡挖臺階時要注意保持原路基的穩(wěn)定。臺階開挖時要隨著路基填筑高度分層進行,嚴禁一次性完成對舊路邊坡的挖臺階作業(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沖擊碾進行沖擊碾壓3~4 遍。

   3.2.3 強夯

   將舊路硬路肩挖掉至距路基頂面0.8m 標高處,除與新路基一同填筑,在填筑之前,還要對新舊路基銜接處向內(nèi)外各1.5m的范圍進行強夯, 采用點普結(jié)合的方法:一遍點夯,一遍普夯。點夯夯擊能2000kN.m,夯錘落距H=11.2m;普夯夯擊能900kN.m ,H=5.0m。點與點間距4m ,邊角處適當調(diào)整,矩形間加梅花點布置。當舊路硬路肩挖到標高后,經(jīng)整平碾壓后不能達到壓實度要求或為粘土的路段要進行換填處理,換填材料采用砂礫。
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