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近年來,隨著國民經濟的迅速發展,隨著地區間交通運輸需求量的增加,我市很多道路的交通量已達到飽和;隨著農村公路通暢工程的大規模實施,原有農村公路通達工程路基寬度不足的問題日益顯現出來。因此,對老路的拓寬是我市公路建設所面臨的迫切需要解決的問題。而對舊路的改擴建,必然會存在新老路基的拼接問題。原有的舊路路基經過多年行車荷載的作用和自然沉降等因素影響,已經趨于穩定,沉降量已很小,而加寬完成后的路基存在著自然沉降和不均沉降。因此,新老路基間存在的沉降差異會造成新老分離,路面上則出現縱向開裂。雨水順裂縫侵蝕路基,造成公路整體破壞。本文就如何控制加寬路面質量進行一點粗淺研究,希望對今后全市公路建設改擴建有所裨益。
1 舊路加寬時要考慮的問題
1.1原有老路的病害處治問題
對原有老路進行徹底調查,會發現不均勻沉降、彎沉不達標、壓實度不足等問題,如不對其進行處理就直接進行新路基填筑,勢必會使新舊路基銜接不緊密,影響路基的穩定。
1.2臺階的開挖
地面縱坡較大、橫坡較陡的填挖結合部,都應開挖土質臺階,并設置內傾坡度。
1.3壓實度的控制
加寬處的壓實度應達到大于或等于95%的標準,含水量應在最佳含水量的2%~+1%范圍內波動。
1.4新填土的滲透性應與老路基土盡量保持一致。如果新填土的滲透性高于老路基土,雨水很可能透過上層路面結構聚集在老路基土中,這將使土軟化,大大減小剪切強度。
1.5新建路基的地表排水
新建路基的地表排水系統的設計要適應舊路的排水要求。
1.6 新老路基間的沉降差異問題
除通過機械壓實功能,盡量減少差異,還可以使用土工材料加強連接。
1.7坡比與土的塑性指數的關系
研究表明:土的有效應力摩擦角隨土塑性指數的增大而減小,推薦的塑性指數和坡比的關系見表1。
表1土塑性指數和坡比的關系
2 舊路改擴建工程的設計與施工原則
舊路主要采用物理的或機械的方法進行加寬,重點環節是新舊路基銜接部位的處理。一般來說,舊路改擴建工程的設計和施工應遵循以下原則:
2.1若條件許可,舊路改擴建的設計一般宜采用單側加寬。因為雙側加寬是設計中線與舊路中線重合,此方式新筑路面鋪在舊路基之上,雖路基穩定,但強度高,不利于機械施工,不易達到設計壓實度。而單側加寬則是向舊路一側拓寬,設計中線與舊路中線偏離,便于機械施工,壓實度較好。
2.2 新舊路基的銜接一般采用改變邊坡幾何形狀的方法,如采用臺階的結構,或加鋪土工合成材料加強連接,使新舊路基結合緊密,形成一個良好的整體。
2.3 對路基加寬部分的基底進行必要的處理,對軟弱地基而言,此點尤為必要,有的還可采取加固措施。同時,要做好基底的防水、隔離措施。
2.4 加強施工質量控制,對新舊結合部位的路基應加強碾壓、復壓,有的還可適當提高標準。有的舊路是在多年的養護中形成結構層的,因此層次紊亂,病害也較多。對這種舊路一般宜全部挖除,并視舊路土質情況決定利用與否。
3 舊路擴改建中路基加寬施工的質量控制
3.1施工前的質量控制
31.1調查舊路狀況,對原路基的病害進行處理。調查內容包括舊路路基的填筑材料、使用和損壞等病害情況,分析病害的種類、規模、狀態、原因等,并在施工前或施工期間,對路基不同類型的病害要進行徹底地處理。
3.1.2檢查現場地形地勢。主要包括施工現場是否有隱蔽的水井、土坑、洞穴等,以便施工時回填、夯實。
3.1.3做好施工現場地面的清理工作,包括現場的草皮、垃圾、石塊、表土、砍樹挖根等,確保路基的填筑質量。
3.2 施工過程質量控制的要點
3.2.1 路基加寬部位的地表處理
在路基加寬土方施工前,應對原路基邊坡坡面進行清理后再施工,清理的方法采用挖掘機配合人工進行,清理的厚度根據樹根、草根擾動的松土厚度為準,但最小厚度不小于30cm。在進行地表處理后,應對地基進行壓實,路基下距地表30cm以內要求達到85%以上的壓實度;路基填土高度小于80cm的要求達到95%的壓實度。
4.2.2做好軟基處理
如果施工地點土質細密,或長期積水,地基會比較松軟,如水田、菜地。如果軟地基較淺,可以全部清理掉軟地基,先回填一層0.2~0.4m深的沙礫,再回填透水性好的土石或砂質土;也可做兩層0.4米的石灰土層。對于過厚的軟地基,可以清理掉3m的軟地基后,填入石塊以穩定地基,再回填沙礫、土石。砂性土、砂礫土、石渣等填料,滲水性好、無孔隙水壓、抗壓強度高、易壓實、固結快,是提高軟性路基穩定性和整體強度的常用材料。
3.2.3 嚴格控制路基填料質量
好的填料既能保證工程質量同時又能加快工程進度,因此要嚴格控制填料質量,確保在處理好的基底上選用優質填料進行填筑。在選擇路基填料時,應優先選用與舊路路基相同的填料,或選擇水穩性好的填料。
在舊路改擴建路基加寬施工中,一般采用砂礫土、碎石土等優良材料填筑路基,其技術指標為碎(礫)石含量不小于 70%,最大粒徑不大于10cm,回彈模量不小于30MPa,密度不小于2.00 g/m,CBR值不小于12%。同時,針對不同土場或同一土場不同層次的土,分別做重型擊實實驗,掌握其最佳含水量和最大干容重,不同土場及不同層次的土不得混填,以確保施工中壓實度指標控制的真實性和可靠性。
當路基填料中的石料含量等于或大于70%時,應按填石路堤施工;當小于70%時,按填土路堤施工。
3.2.4做好加寬路基的接縫處理
舊路路基加寬最大的技術難題,是解決新舊路基的不均勻沉降,而為避免新舊路接縫處填土產生不均勻沉降,在清除表土后,應在路基填筑前對原路邊坡進行挖臺階處理,臺階采用挖掘機配合人工進行,每次挖臺階的高度為 50cm左右(兩層填料的高度),寬度不小于1.0m;每個臺階上的第一層,填石灰含量為 8%的石灰土,其寬度應覆蓋臺階全寬并搭在新填路基上2cm。另外,應將臺階頂做成3%的內傾斜坡。凡在新建路基底面標高以上部分的舊路及邊坡全部挖除;底部第一級臺階的開挖寬度不得大于1/2的邊坡寬度。
3.2.5加寬路基填筑的質量控制
1、填筑層厚是影響壓實質量的關鍵,若太厚壓實度達不到且會留下路基沉降的隱患,太薄又不能壓實成型,因此層厚應該按規范或者具體規定。松鋪厚度應通過試驗段得出結論,一般填山皮土厚度控制在30cm(壓實)以內。
2、路基填筑的寬度非常重要,太寬造成浪費,小于設計寬度為不合格工程,因此每層壓實后的寬度應大于設計寬度30厘米。在填筑時,施工測量人員應每層放出準確邊線,以確保所路基填筑寬度符合施工設計要求。
3、為減少新舊路基沉降差,在路基填高大于3.5米的新舊路基結合處,在路基頂面以下20cm處鋪設鋼塑復合土工格柵,寬6m,新舊路基各鋪設3.0m。采用人工鋪筑,搭接寬度在 15cm以上,搭接處要在結點位置上綁扎牢固,在曲線段上搭接要錯一個格,保證綁扎的位置在結點上。然后,在攤鋪回填料時,為避免機械在施工時接觸到格柵,應直接將回填料垂直落到格柵上,從而也可避免填料擾動格柵造成扭動變型。
3.2.6 路基碾壓的質量控制
路基碾壓一律采用重型壓路機進行,雙驅雙振,碾壓松鋪厚度不得大于30cm,壓實度必須達到提高標準的壓實度要求,且重點應放在新老路基的結合部,每層壓完后應平整光滑。一般碾壓與沖擊碾壓不能互相替代,要獨立完成。
在使用沖擊式壓實機進行沖擊碾壓時,其沖碾順序應符合“先兩邊、后中間”的次序;碾壓的速度應控制在l0~12km/h;當路基底層采用石渣填筑時,在填筑完成后,用沖擊式壓實機沖擊碾壓20遍;新填路基每填筑4層(壓實厚度100cm),用沖擊式壓實機全斷面進行充分壓實l0遍;新舊路基的銜接部位,每填筑2層(壓實厚度50cm),用沖擊式壓實機進行充分壓實;在沖擊碾壓后,用振動或靜碾壓路機碾壓1~2遍,達到驗收標準為止。
3.2.7確保路基有足夠的沉降固化時間
為使路基拓寬處有足夠時間自然沉降,應盡可能做到路基、路面跨年施工,這樣可以采取有效措施使得舊有路基與拓寬處的新路基齊平。同時,可以在路基完成后盡量開放交通,把舊路上通行的車輛引到新路基上,加大行車荷載作用,把沉降量降到最小程度。
結語
舊路改擴建是節約資金、提高公路通行能力的最佳途徑,值得進行認真研究。要提高舊路改擴建的質量,必須做到“精心設計、規范施工、嚴格控制”,尤其要把好新舊結合部的施工質量,這是工程成敗的關鍵。