摘要:沒有堅實和穩定的路基,從根本上無法承受長期汽車荷載、自然災害等帶來直接或者間接的破壞,路基既是路線的主體又是路面的基礎,路基是道路工程中重要的組成部分,路基施工質量直接影響到路面的使用效果,路基施工質量是整個公路工程的關鍵所在。文章介紹了路基挖填方、路基路面排水、路基壓實和路基防護等施工技術,供相關人員參考。
關鍵詞:路基 挖方 填方 路面排水 路基防護
1 概述
路基工程是一項線性工程,有的高速公路有幾十公里,有的可能是幾百甚至上千公里。在修筑高速公路之前,一般先按工程招標文件技術規范要求,如某高速公路路基工程:采用雙向四車道高速公路標準,設計行車速度80km
/h,路基寬22m。結合工程段的水文、土質以及自然植被等,按照工程招標文件技術規范要求提出相應的施工措施。本文主要對高速公路路基的施工技術結合自己的工作經驗,進行一些探討。
2 路基工程的基本性能
2.1 穩定性 如果軟土層承載能力不足,在軟土地層路基開挖時,坡體失去支撐等均會使路堤下沉或者坍塌。因大氣降水、排水不良,山坡路基可能引起滑坡。一些氣溫變化因素、常見的冰凍災害,還可能引起路基收縮裂縫,使路面結構發生斷裂。因而,必須采取相應的工程技術措施,在選線、勘測、設計和施工的過程中,確保路基的穩定性。
2.2 承載能力 通過車輪,行駛中的車輛把荷載從路面傳到路基,車輪荷載引起的各種應力由路面承受,路面會因為路基路面的某一部分抗變性、強度以及剛度不足導致斷裂、路基沉陷。所以,路基應具備與行車荷載相適應的承載能力。
2.3 表面抗滑性能 在雨天行車,不可避免的突然起停、緊急制動、爬坡等容易造成打滑,發生一系列交通事故。因此,必須要采用表面粗糙、耐磨、堅硬的材料來進行工藝實施。
2.4 耐久性 隨著大氣變化、車輛長期運行等因素的影響,材料老化、路面性能逐漸下降、結構損壞。為確保路基路面的耐久性,一方面需要精心設計、選材以及施工;另一方面還需養路工人長期維護、保養。
3 路基挖方
根據土質情況做好防滲工作,開挖前需做好截水溝和排水溝通暢排水,以利于路基用地范圍建筑物。在對其交通和排水做出妥善的安排后拆除砌體及其障礙物;挖方作業不得對鄰近的各種結構物產生損壞或干擾,必須保持邊坡的穩定;在挖方材料經檢驗合格后盡量予以采用,在開挖過程中分層進行開挖,并在開挖過程中保持路基排水暢通。土方開挖采用挖掘機開挖、配合自卸汽車運輸,對地質較復雜處開挖以人工為主。嚴格按放樣的坡度、標高施工,在開挖過程中避免超挖或少挖,產生浪費或造成返工;自上而下進行開挖,不得亂挖、超挖,注意邊坡的穩定性,嚴禁掏洞取土。施工中如遇土質變化需修,改施工時需及時報批。路塹挖土邊坡和施工要求同填土邊坡類似。對礫類土邊坡,施工中根據土壤、地質水文等條件確定坡度,一般濕度大、邊坡高時,用較緩坡度。
4 對路堤地基處理
4.1 黃土地基處理 對于濕陷性黃土地基而言,主要采取以地基處理為輔,防水為主,在十分必要的前提下,采用多種措施綜合運用的技術路線。應當設置完善的防、排水系統,當黃土地基濕陷時,主要措施是防水。
4.2 軟土地基處理 如果是淺層軟土,采用石灰和水泥做成拌和劑,用人工或者機械作業的方式,將它參入到表層并進行攤鋪、碾壓等處理,形成一個硬殼層;如果在小范圍內發現軟土,可以部分或者全部挖除,換填成粗粒料或強度較高的粘性土。
4.3 多年凍土地基處理 對于多年凍土,存在冰錐、地下水、冰丘以及凍土沼澤等不良因素,因此,對路堤采取保護是關鍵,多年凍土的設計方法主要是鋪設基底隔溫層,設置相應的保溫護道。
4.4 膨脹土地基處理 根據土的脹縮等級、施工工藝以及材料進行綜合考慮。常用的方法主要有換土墊層、砂石墊層以及樁基礎等。在設計路基高度時,膨脹土路堤一般不宜過高,通常情況是控制在3m以內,當高度大于3m時,在施工設計過程中必須考慮沉降穩定問題。
4.5 液化沙土地基處理 當地基為軟粘土、雜填土等,路堤基底采用全幅強夯并且加碎石墊層;當地基為液化而且中間還夾雜薄層軟土時,通常采用沙礫墊層,在加鋪土料進行預壓處理。
5 路基壓實
路基施工過程中重要的工序之一是路基壓實,經過壓實的路基,具有足夠的強度和穩定性。不同程度的路面土質,采用的壓實方法不同。壓實機具通常采用大噸位的壓路機、碾壓機。
5.1 黃土路基壓實 在碾壓過程時,當黃土含水量過少時,應先均勻加水,再進行碾壓工作。當黃土含水量過多時,為降低水分含量,可加入適量的石灰或者翻松晾干。根據要求,對有的大塊土料不容易粉碎時,設計相應的碾壓措施。
5.2 石方及土石混填路堤壓實 對于這種類型的路基,應控制好石料的松鋪厚薄程度和石料的最大粒徑。壓實方法主要是利用推土機推出一個相對平整的面,然后用小石料將石孔隙鋪平,壓路機在碾壓過程中,一邊用石屑對孔隙進行填補,一邊用重輪壓碾,直到石料不松動,表面相對均勻平整為止。
6 路基路面排水
許多路基病害是由水的侵蝕造成的,水是影響路基強度和穩定性的另一重要因素,另外,從保護環境、不損害當地農田水利設施角度考慮,也必須形成排水系統,做好路基排水,并與地區排水規劃相協調。防止因各種原因造成的水患給路基、路面施工造成不必要的損失,在路基施工中應重視施工排水。
6.1 地下排水 傳統的砂礫料反濾層多改用有反濾功能的土工織物,幾年前研制的帶有鋼圈、濾布和加強合成纖維組成的加勁軟式透水管直徑8~30cm,很適用于地下排水。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。
6.2 路面排水 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。路拱橫坡應≥2%。雨水排出路面有兩種方式。第一種是分散排水,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。第二種是集中排水,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20~50m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。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。在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。
6.3 地面排水 最通常采用的地面排水設施是截水溝、邊溝、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。
7 路基的防護
路基長期受自然因素的影響,以及巖土在氣候等因素作用下,將會發生一系列變化,因而,必須加以防護。
7.1 地基加固 ①排水固結:對于軟弱地基以及天然沉積層如沼澤土、淤泥等,在飽和軟土作用下,進行排水固結,提高了路基的抗剪度。②換填土層:把地基下面的濕軟土層挖去,換成強度較大的砂、碎石、灰土等,并且予以壓實。
7.2 坡面防護 ①工程防護:采用沙石、水泥、石灰等礦物質材料進行坡面防護。②植物防護:對邊坡比較平緩或坡高不大的土質坡面,通常采用植物防護,主要有種草、鋪草皮和植樹等,這樣既綠化了路容,也對邊坡的固結和穩定起到很好的作用。
8 結束語
公路的路基質量對公路的使用性能影響較大。因此應嚴格按照施工技術、規范,按照設計進行路基施工。通過在施工中不斷總結經驗,逐步積累公路路基施工質量控制方法,同時針對不同的路基項目采取不同的具體措施,最終提高公路使用品質,降低工程造價,從而保證整條公路的質量,保證工期順利完工,并能安全的投入運營。
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