錢啟鴻,錢芳蓉
(1. 贛州市公路管理局會昌分局,江西 會昌 342600;2. 贛州市公路管理局瑞金分局,江西 瑞金 342500)
公路路基的強度和穩定性在很大程度上取決于路基填料的性質及其壓實的程度。從現有條件出發,改進填土要求和壓實條件是保證路基質量最有效和經濟的方法。
規范規定了對路基填料應有條件的選用。對路基填料的最小強度和最大粒徑給了量化的標準,采用CBR值表征路基土的強度,引入了路床的概念。對上路床的填料提出了限制的條件,高速公路和一級公路路面底以下0~30 cm的路床填料CBR值應大于8,下路床及其下面的填土,也都給出相應的規定值。
當前路基施工,普遍采用了大噸位的壓路機,碾壓效果有了明顯的改善。對提高路基土的壓實度起到了很好的作用。規范規定高速公路和一級公路路面底面以下 80~150 cm部分的上路堤其壓實度必須≥95%,對其他等級公路當鋪筑高級路面時,其壓實度亦應按高速公路和一級公路的標準采用。此外,還增加了對路堤基底的壓實度不宜小于93%的規定。
在特殊潮濕地區,路基上的壓實相當困難,規范對此做出了若干調整:①壓實度標準可根據試驗資料確定或較表列數值降低2~3個百分點;②對于天然稠度小于1.1,液限大于40,塑性指數大于 18的黏質土,當用于下路床及其下的路堤填料時,可采用規定的輕型壓實標準;③改善填料的性質,在土中摻加生石灰,通常可以獲得預期的效果,也可采用新型吸水材料加固。
通常采用的地面排水設施是邊溝、截水溝、跌水、急流槽以及地表的排水管。對于高速公路和一級公路上的排水溝渠,一般都要求鋪砌防護。普遍采用漿砌片石加固,而水泥混凝土預制板塊也開始廣泛應用。高速公路和一級公路通過水網地段的路基,過去逢溝設涵的做法在一些地方有了改進,對路線兩側的灌溉溝渠重新系統布置,免去了穿越路線的排灌涵洞,從而提高了路基的工程質量。
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。
雨水排出路面有兩種方式:①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20~50 m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。西部降水量低的地區大多采用在中央分隔帶設過水槽排水;②分散排水,多用于西北地區地勢平坦、路線縱坡小于0.3%的長路段,除了硬化路肩和加固路基邊坡外,在經過地下水位較高的綠洲地帶,也要防止邊坡上部的植草向上生長,擋住橫向排水出路造成路表積水,改進的方法是硬化路肩,設置路肩排水溝,增大溝坡排水。
路基地下排水仍多用暗溝、盲溝、滲溝、滲井等,其特點是以滲透力式排水,當水流量較大,多采用帶滲水管的滲溝。傳統的砂礫料反濾層多改用有反濾功能的土工織物,幾年研制的帶有鋼圈、濾布和加強合成纖維組成的加勁軟式透水管直徑8~30 cm,很適用于地下排水。
當軟土地層含水量過大或過小時,采取灰土擠密樁。含水率過大可向孔內填干土粉或石灰粉,以吸去部分水分,或快速成孔澆灌或邊成孔邊下套管,或成孔后下套管;含水率過小,應預先浸濕加固范圍內土層,成孔順序應先外圈、后里圈并間隔進行;對已成孔,應防止受水浸濕,且應當天回填夯實;為避免夯打造成縮頸堵塞,應打一孔,填一孔;當樁孔較密,土質松軟,應采取間隔跳打夯實。認真按操作規程施工;灰土要按配合比稱量,攪拌要均勻,干濕要適度;每次下灰厚度、數量、落錘高度、夯擊次數要按試驗規定做到前后一致;施工中嚴格按質量評定標準進行抽樣檢驗。
用輕質材料填筑路堤可減輕對地基承載力的要求。目前國內已有應用粉煤灰填筑路堤的成功經驗,可使路堤自重減輕25%左右。用重型擊實試驗法測定最大干容重為9~12 kN/m3。硅鉆型粉煤灰黏性小,不具塑性,但液限在64%左右,最佳含水量37%~41%,有良好的壓實性能。粉煤灰路堤邊坡表層1~2 m用黏質土包覆,以穩定邊坡和利于長草,路床頂面用粗粒上封閉厚0.3~0.5 m。
淺層(一般小于3 m厚)的軟土地基可采用先在地表鋪筑土工布,再填筑路堤,土工布起分隔、過濾、排水和加速固結等作用,從而取代常規的置換方法。
軟土層厚度3~5 m,采用土工布與砂墊層聯合處治,排水砂墊層的厚度可由50 cm減薄至30 cm。也有在路堤下面與地表之間鋪設多層土工織物,利用材料的高抗拉強度克服地基的滑動變形來保持穩定,通過控制填土速率,配合超載予壓,使地基迅速固結。
采用聚丙烯或聚乙烯土工格柵,以及采用網箱席墊處理軟土地基,其主要作用是使地基土和填料向上和向兩側的位移受到限制,減少局部荷載。采用網箱席墊可減少總沉降量 40%左右。
路基的修筑改變了地層的天然平衡狀態,以及路基暴露在空間,不斷受各種錯綜復雜的自然因素侵蝕,因此需要進行各種類型的防護。
坡面防護的目的是防止地表水流的沖刷、坡面巖土的風化剝落以及與環境的協調。近年來,隨著對環境保護的重視,高等級公路的邊坡,多采用種草防護,邊坡較高時,采用砌石框格(方型、菱形、拱型、M型)種草防護。
石砌圬工防護仍較普遍使用,混凝土預制塊護坡多用在路堤邊坡,連片的及帶窗孔的護面墻;用于路塹邊坡。破裂的或易于風化破碎的巖石路塹邊坡采用錨桿掛鐵絲網或高強塑料網格噴漿或噴射混凝土以及噴射纖維混凝土防護也有較好的效果。
防護沿河路基邊坡免受沖刷仍多采用直接防護。傳統的砌石、拋石、鐵絲石籠、擋土墻等有所改進,用高強土工格柵代替鐵絲做石籠,用聚脂或聚胺脂類土工織物混凝土護坡模袋做成的護面板防護受水沖浪擊的邊坡,很適應土體不均勻沉降。
擋土墻用于支擋防護目前仍占主要。石砌的重力式擋土墻多用于石料豐富、墻高較低、地基較好的場合;鋼筋混凝土結構的懸臂式擋土墻、扶壁式擋土墻和板柱擋土墻其受力比較合理,墻身圬工體積小,也已廣泛應用于公路路基的防護。垛式擋土墻易于調整墻的高度,并采用預制構件拼裝,是一種特殊型式的擋土墻。
1 王卓賢.路基翻漿冒泥淺析[J].鐵道建筑,1985(09)
2 王源昆.現代路基施工的信息化與標準化[J].鐵道工程學報,1989(03)
3 劉廣信、肖生智、鄒積寧、姚志坤.碎石土路基施工質量管理及檢測方法[J].國外公路,1996(04)