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浅议旧路改造拓宽施工技术

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【摘要】本文通过对旧路改造拓宽工程的施工进行探讨,以及旧路病害的预处理、拓宽段的施工要点、病害防治措施等方面,系统地介绍了旧路改造拓宽的原则及处理方法,为类似改造工程提供参考。

【关键词】改造拓宽;旧路调查;路面搭接;施工方案

伴随我国经济实力的不断增强,各行业迅猛发展,道路交通量与日剧增,许多公路已不能满通量需求。为缓解交通运输压力,众多地方开始对现有道路进行升级改造,提升交通运输能力。新旧道路搭接的质量很大程度上决定着改造后旧路使用寿命,采取合理措施对结合部处的开裂进行控制、延缓是保证道路改造质量的关键之一。

1、新旧路基不均匀沉降产生的原因及搭接处理目的

路面纵向开裂主要有两大类,一是路基选材及施工质量原因,路基填土强度及压实度不足,在新铺设的路面结构内产生较大应力,甚至产生局部应力集中,导致路面开裂。二是路基拓宽后新老路之间不均匀沉降,这是结合部位纵向裂缝产生的重要原因;通过对新旧路基搭接施工进行控制,处理好新老路基结合部位的地基,必要时采取特殊的处理方法,减轻新老路基因材质、质量及路面结构层的差异,减少沉降差带来的危害。

2、旧路加宽路基处置措施

2.1旧路调查及处理

对路基、路面近况调查包含路基、路面宽度、结构形式、近几年交通量、当地气候、地质等因素对路基路面的影响等。由于老路路面以下结构层的综合弹性模量和压缩比与新建道路部分不一样,如果老路不进行处理,直接在上面铺筑结构层,极易引起错台、纵向开裂和其他病害。因此。在旧路路面达不到技术指示要求的情况下,旧路路面应予破除。确定结构层的弯沉、强度是否满足对应新建结构层的标准,达不到要求的应继续往下处理,直至满足强度和各项指标为止。

2.2旧路加宽路段结构层的设置

路基土的性能从力学角度分析对路面结构影响较大,通过提高路基强度及回弹模量,从而达到减薄路面结构层厚度、降低工程造价的目的;同时应保证路面结构下承层的均匀性,例如在加宽路基上铺筑水泥石灰稳定土,以减小与旧路顶面当量回弹模量之间的差值。为保证新旧道路结构过渡平顺,在道路结构层范围内下挖台阶搭接处理。为保证搭接质量,可将由路肩处下挖台阶变为由老路硬化范围内下挖台阶。台阶高度与每层结构厚度相同,宽100cm并向道路内侧倾斜,新旧结构搭接处铺设土工格栅。

2.3不同路堤的处置

2.3.1低填路堤处置 对地基土并不十分软弱的低路堤,由于路基填土的高度较小,路基受到的应力较小,新拓宽的地基可以按一般路基进行处理。此外在设计及施工中应尽量利用原状土填筑,并减少对下卧层的扰动。在路基填筑时可用土工布或土工格栅,提高路基的整体强度加强板体作用。2.3.2高填路堤处置 由于高路堤易引起较大沉降,施工时如不进行适当处置,会出现不均匀沉降产生纵向裂缝,在施工时对于高路堤的地基拓宽部分必须采取特殊处理。为了保证工后路基稳定及减少路基沉降,高路基要最先施工,以便空出更多时间减轻早期沉降。在高路堤拓宽新老路基结合部位开挖台阶,并采用土工格栅结合粉喷桩、砂井、塑料排水板(碎石桩)等措施,形成综合处置措施。由于高路堤路基不均匀沉降量大,在新旧结合部位易出现滑动剪切面,如果过快施工极易引起路基滑动,因此施工前要加强路基稳定性验算,施工中要采取有效的措施,防止路基的失稳。

2.4路基填筑材料选用

2.4.1普通填土 普通填土填筑路基施工简单、取材方便,尽量选取原状土进行填筑,同时由于自重及压缩变形较大,当采用普通填土填筑高填方路堤时对压实要求较高,必要时可将压实标准提高一级。

2.4.2砂砾石填料 砂砾石采用分层填筑法,工后整体性好、压缩变形较小,可提高承载力,减小路堤沉降变形。对地基软弱路段,采用砂砾填筑加快地基排水固结,从而提高填筑质量。

2.4.3轻质填料 路基填筑采用石灰、粉煤灰等轻质填料,不仅能降低自身重量,减少压缩变形量,轻质填料对路基强度和刚度也有所提升,可以减少行车荷载作用下路基的塑性累积变形。但此种材料对施工要求较高,在铺筑后要加强养护,防止早期强度较低时受到破坏。

3、施工程序及施工方法

3.1清表处理 施工前采用推土机、挖掘机与人工配合,清除施工范围内(包括借土场)表土、素填土、杂填土、草皮、树木、树根、建筑垃圾等不适材料,并运至弃土场内堆放。

3.2新老路堤结合部位处理 老路路肩及边坡满足设计要求的可直接下挖施工,当老路不满足要求时,应采取相应措施进行处理然后进行下一步施工。改进路基台阶开挖方案,由从土路肩开挖台阶,改为由硬路肩开始下挖。下挖后修筑宽度不小于1.0m的台阶,在台阶底部形成向道路内侧倾斜2%的反坡,台阶数量尽可能多,为新老路基衔接提供更多接触面。通过这种改进方案可以很大程度上消除路基边坡压实度不足的弊病,减少了结合处不均匀沉降量,新旧路基的结合效果显著增强。在填方较高的路段可采取分层逐步开挖的方式,合理确定台阶宽度及分层厚度减少对原土的扰动,同时做好排水和安全防护工作。

3.3严控新旧路基结合带填筑压实质量 可用打夯机对新旧路基结合带按水平分层由低到高逐层填筑,不得顺坡填筑,必要时可采用冲击碾加强压实效果。作业面应分层统一铺筑、统一碾压,并配备人员或平土机具整平作业,严禁出现界沟等质量状况。施工中若发现局部存在“弹簧土”、松土层、层间中空、光面或剪切破坏等质量问题时,应及时处理,在检验合格后,方可进行下一工序的施工。

3.4加强新老路基的横向联系 在纵向开挖的台阶上铺设土工格栅,增强新老路基的横向联系,减少裂缝。土工格栅铺设宽度不应小于2m,且在新旧路基上格栅宽度为格栅总宽度的1/3~1/2。通过对土工格栅加筋效果分析,当土工格栅铺设于路基底部时,其效果比铺设于路基中部时效果好,对路基顶面沉降及侧位移的控制效果明显,普遍认为当在路基底部加筋时效果最为显著。

4、几种国内路基拓宽常用处置措施

在旧路改造拓宽工程中工程设计及施工人员不断探索创新,积极采用先进施工方法减轻和防止工后病害,在此对工程中几种常用的综合处置方案进行简要介绍。

4.1低路堤路段

1)开挖台阶+铺设土工格栅 低路堤段一般沉降较小,可不作特殊处理直接开挖台阶,无特殊要求时台阶可取高度30cm宽度1m,在台阶底部挖成向内倾斜2%的反坡。为提高工后质量可跨缝铺设土工格栅,宽度1m,横跨新老路基每侧50cm。2)填筑天然砂砾+铺设土工格栅 当施工路段地基土较软弱时,为加快土基排水固结提高填筑质量,可在新填路基底部铺筑沙砾层,然后铺设土工格栅。

4.2高路堤路段

1)填筑天然砂砾+铺设土工格栅+轻质材料路基 鉴于高路堤自身压缩变形量较大,对土基压力亦较大,适当运用轻质材料路堤代替普通填土,对降低沉降量非常有效。2)粉喷桩、塑料排水板(碎石桩)+天然砂砾+土工格栅 采用粉喷桩或塑料排水板法对软弱土基进行处置,加快地基土的排水固结,使沉降加快,是一种比较理想的方法,同时结合土工格栅的加固作用,对于降低路基竖向沉降,减少沉降差效果非常明显。

参考文献

[1]《公路路基施工技术规范》(JTG F10-2006)(中华人民共和国行业标准).

[2]颜珍珍.城市道路软基处理措施探计[J].科技与企业,2014(2).