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路基工程施工注意事项以及路基排水设计


路基工程施工注意事项以及路基排水设计


近年来,随着西部大开发,我国高速公路迅速发展壮大起来,在设计与施工方面也取得了很大的进步;采用先进的勘察、测量手段为公路路基设计提供了可靠技术资料。作为公路主体工程的路基,它是按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物,承受路面传来的荷载,所以它即是线路的主体又是路面的基础。

 

其质量好坏,直接影响公路的使用品质。路基的设计一般是根据路线几何设计要求,结合当地地形,地质条件,选择合理的路基断面形式;选择路基填料与压实标准;确定边坡形状和相应坡率;路基排水系统设计;防护与加固设计等。

 

路面工程

 

一、路基施工程序

 

施工放样:确定道路中线,路基边桩以及占地红线。修建小型结构物预埋设地下管线小型结构物可与路基(土方)同时进行,但地下管线必须遵循“先地下,后地上”、“先深后浅”来完成,保证路基施工的连续性。

 

路基(土、石方)工程:质量检查与验收:在检查及验收时,应着重对路基的压实度、平整度、坡度、路基宽度以及弯沉等进行检测。

 

二、路基施工过程


1、原地表及坡面基地处理


路基施工质量是整个路线工程的关键也是路基路面工程能否经受住时间、车辆行驶荷载、雨季冬季的考验。要做好路基工程,必须扎扎实实进行路基的填筑,有其是对原地面的处理和坡面基地的处理。

 

1.1、填筑路基时应首先进行原地面处理。当路堤填筑高度不小于1.0m时,应注意将路基范围内的树根,草丛全部挖除。若基底的表层土系腐殖土,则需用挖掘机或人工将表层土清除换填,厚度视具体情况而定,一般不小于30cm为宜,并予以分层压实。如发现草灰层、鼠冻、裂缝,应更换符合条件土回填,并按规定进行压实。路堤通过耕地时,路堤填筑施工前必须预先填平压实。如其中有机质含量和其他杂质较多时,碾压时因弹性过大,不易压实,因换填土或实行混填。

 

1.2、坡面基底处理。坡面较小(横坡小于1:5)时,只需清除坡面上的表层,其处理方法同上。但坡度较大(横坡大于1:5)时,应将坡面做成台阶,让填料充分嵌在底基里,以防止路堤的滑移。台阶的尺寸,依土质、地形&施工方法而不同,一般宽底不宜小于1m,而且台阶项目应做成向堤内倾斜3%-5%的坡度,并分层夯实。当所有填完之后,可按一般填土进行。

 

路面工程压实系统

 

2、路基填土与压实


公路路基的强度和稳定性很大程度取决于路基填料的性质及其压实的程度。从现有条件出发,改进填土要求和压实条件是保证路基质量最有效和经济的方法。

 

2.1、路基填料


规范规定了对路基填料应有条件的选用。填筑路堤的理想材料应当是稳定性好、压缩性小,便于施工压实及运距短的土、石材料。路基填料一般应采用沙砾及塑性指数和含水量符合规范的土,不使用淤泥、沼泽土、冻土、有机土、含草皮土、生活垃圾及含腐植的土。对于液限大于50,塑性指数大于26的土,一般不宜作为路基填土。

 

对路基填料的最小强度和最大粒径给了量化的标准,采用CBR值表征路基土的强度,引入了路床的概念。对上路床的的填料提出了限制的条件,高速公路和一级公路路面底以下0-30cm的路床填料CBR值应大于8,下路床及其下面的填土,也都给出相应的规定值。当路基填料达不到规定的最小强度时,应采取掺合粗粒料、或换填、或用石灰等稳定材料处理,并不规定对其它等级公路铺筑高级路面时,也要采用高速公路和一级公路的规定值。

 

2.2、压实土基地意义


压实土基的作用在于提高土体的密实度,降低土体的透水性,减少毛细水的上升高度,以防治水分集聚和侵蚀而导致土基软化,或因冻胀而引起不均匀变形。

 

2.3、土基压实原理


在绝大多数情况下,路基土都是由土粒、水分和空气组成的三相体系。它们都具有各自的特性,并相互制约共同存于一个统一体中,构成土的各种物理特性——渗透性、粘滞性、弹性、塑性和力学强度等。若三者的组成情况发生改变,则土的物理性质亦随之不同。

 

因此,要改变土的特性,也得从改变其组成着手。压实土基,就是用机械的方法来改变土的结构,以达到提高土基强度和稳定性的目的,影响土基压实度的内在因素主要是含水量和土的性质,外在因素有压实功能,压实工具和方法等。

 

2.31、含水量对压实的影响


①含水量是影响压实效果的决定性因素;
②在最佳含水量时,即土处于硬塑状态时,最容易获得最佳的压实效果;
③压实到最佳密实度的土体水稳性最好。

 

2.32、土质对压实的影响


①不同的土类有不同的最佳含水量及最大干密度;
②分散性较高(液限较高,粘性较大)的土,最佳含水量的绝对值较高,而最大干密度的绝对值较小;
③亚砂土和亚粘土的压实性能较好(ρc>1.85),而粘性土的压实性能很差(ρc<1.70)。

 

2.33、压实功能对压实的影响


同一种土的最佳含水量随压实功能的增加而减少,而最大干密度则随压实功能的增加而增加;当含水量一定时,压实功能越大则密实度越高;当压实功能增加到一定程度后,土的密实度就增加的不显著了,这表明,对于某一种土来说,如果超过某一限度,在采用增加压实功的办法来提高土的密实度就不经济了。

 

2.34、压实工具和方法对压实的影响


①压实工具不同,压力传递的有效程度也不同。研究表明,夯击式机具的压力传递最深,振动式次之,碾压式最浅。
②压实机具的重量较小时,荷载作用时间较长,土的密实度越高,但密实度的增长速度则随时间增加而减小,压实机具较重时,土的密实度随施荷时间增加而迅速增加,但超过某一时间限度后,土的变形将急剧增加而达到破坏;机具过重以致超过土的强度极限时,将立即引起土体破坏。

③碾压速度越高,压实效果越差。
当前路基施工,普遍采用了大吨位的压路机(不小于12t),碾压自路两边向中心进行,直至表面无明显轮迹为止,遵循先轻后重、先稳后振、先低后高、先慢后快、轮迹重叠的原则,碾压效果有了明显的改善。对于提高路基土的压实度起了很好的作用。规范规定高速公路和一级公路路面底面以下80-150cm部分的上路堤其压实度必须≥94%,对其它等级公路当铺筑高级路面时,其压实度亦应按高速公路和一级公路的标准采用。

此外,还增加了对路堤基底的压实度不宜小于93%的规定。如在西部某国道主干线二级专用公路施工中,路面设计标准为高级路面,因而从路基开始,所有的检验标准均采用一级公路验收标准。

 

路面工程压实系统

 

2.4、特殊潮湿地区路基土的压实


在特殊潮湿地区,路基上的压实是相当困难的,规范对此作出了若干调整:一是压实度标准可根据试验资料确定或较表列数值降低2—3个百分点;二是对于天然稠度小于1.1,液限大于40,塑性指数大于18的粘质土,当用于下路床及其下的路堤填料时,可采用规定的轻型压实标准;三是改善填料的性质,在土中掺加生石灰,通常可以获得预期的效果,也可采用新型吸水材料加固。如在威乌线支线海阳至即墨段高速公路工程五合同,采用了碎石混填的方法取得了显著的效果。

 

2.5、黄土路基填筑及压实


黄土路堤施工时,应做好填挖界面的结合(纵向),清除坡面杂草,挖好向内倾斜的台阶。如结合面陡立,无法挖成台阶时,可采用土工钉加强结合。若地基土层具有强湿陷性或较高的压缩性,且容许承载力低于路堤自重压力时,可考虑采用重锤夯实,垫隔土工布,碎石桩和石灰桩挤密加固的办法处理。

 

黄土含水量过小,应均匀加水再行碾压;如含水量过大,可翻松晾晒至需要含水量再进行碾压,也可掺入适量石灰处理,降低含水量。掺灰后应将土、灰拌匀,其最大干密度应通过击实试验确定。

 

老黄土透水性差,干湿难以调节,大块土料不易粉碎,使用前应通过试验决定措施。路床填料不得使用老黄土。新黄土为良好填料,可用于填筑路床。黄土路堤应分层填筑,分层压实,大于10cm的块料,必须打碎,并应在接近上的压实最佳含水量时碾压密实。

 

根据设计及时修筑外侧边缘的拦水、截水沟构造物和急流槽,将水引至坡脚以外,对高度大于20m的路堤,应按设计预留竣工后路堤自重压密固结产生的压缩下沉量。

 

黄土地区应特别注意路基排水,对地表水应采取拦截、分散、防冲、防渗、远接远送的原则,根据设计及时做好综合排水设施,将水迅速引离路基。在填挖交界处引出边沟水量,应做好出水口的加固。

 

 

三、路基排水


水是影响路基强度和稳定性及路面的使用寿命的另一重要因素,许多路基病害是由水的侵蚀造成的,另外,从保护环境、不损害当地农田水利设施考虑,也必须做好路基排水,形成排水系统,并与地区排水规划相协调。在路基施工中,应重视施工排水,防止因各种原因造成的水患,给路基、路面施工造成不必要的损失。

 

地面排水


最通常采用适当提高路基最小填土高度和地面排水设施(边沟、截水沟、跌水、急流槽以及地表的排水管)。对于高速公路和一级公路上的排水沟渠,一般都要求铺砌防护。普遍采用浆砌片石加固、而水泥混凝土预制板块也开始广泛应用。高速公路和一级公路通过水网地段的路基,过去逢沟设涵的做法在一些地方有了改进,对路线两侧的灌溉沟渠重新系统布置,免去了穿越路线的排灌涵洞,从而提高了路基的工程质量。

 

地下排水


路基地下排水仍多用暗沟、盲沟、渗沟、渗井等,其特点是以渗透力式排水,当水流量较大,多采用带渗水管的渗沟。传统的砂砾料反滤层多改用有反滤功能的土工织物,几年研制的带有钢圈、滤布和加强合成纤维组成的加劲软式透水管直径8-30cm,很适用于地下排水。
 

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