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农村公路改扩建路基加宽施工技术
摘 要:当前,越来越多的既有农村公路为适应经济发展需要进行改扩建,在实际的农村公路改扩建过程中,路基加宽作为主要内容,其施工关系到改扩建目标能否实现,因此有必要结合改扩建工程实际情况,对路基加宽施工技术进行分析探讨。
关键词:农村公路;改扩建;路基加宽;施工技术
一、工程施工中的常见问题
(1)新老路基的沉降不同,老路基在长时间自重荷载的作用下已基本完成固结变形。新建加宽段路基的土体压缩性大、固结时间长。新建路基施工结束后在荷载作用下,仍存在较大的固结沉降,这会导致新老路基结合部位产生不均匀沉降,损坏路面结构。(2)由于基础强度不够,弹性模量相对较低,新老路基的沉降值持续增大。老路基在改建前已完成固结沉降,而新路基才刚刚出现沉降,沉降值相对较大。新老路基的施工条件、填料类型和压实度等因素对路基的加固效果有很大影响。老农村公路经通车运行后已完成压缩变形,沉降完成,但新建农村公路在工程完工后仍会发生沉降和变形。新路基的填筑过程往往需要较长时间,在长期荷载作用下,由于不同填料的特性,新老路基的变形会不一致。(3)路基加宽经常在地形复杂的区域进行,当地基坡面过陡时,需要在陡坡地基上进行加宽路基的填筑。若原始的基础边缘有一个潜在的滑移面,加宽的路基部分将沿着这个滑移面滑移,使整个地区变得不稳定。由于雨水的侵入,它还会受潮湿、干燥和冻融循环的影响,导致地基土的抗剪强度降低。(4)路基排水设施不完善,致使地表水下渗。路基土因受水浸泡而湿软,强度急剧下降。山区暴雨可能会造成小面积的泥石坍塌,致使排水设施堵塞。排水设施堵塞后,路基上端的雨水便会从路面漫流,损坏路面导致雨水渗入路基,加剧裂缝的扩张,降低路基强度。
二、路基加宽方案确定
1.设计原则
在路基加宽设计过程中,应确定如下各项基本原则:充分利用原路基,减少工程造价;采取合理有效的工程措施对新旧路基之间的衔接进行处理,减少差异沉降,避免路基出现纵向分布的裂缝;在路基加宽施工过程中,应尽量减少对旧路正常交通运营造成的影响;合理引入新技术、新材料与新工艺,保证工程质量,减少工程投资。
2.加宽方案
在改扩建工程中,路基加宽方式包括双侧加宽与单侧加宽。其中,单侧加宽还可进一步分为单侧拼接加宽与新建分离加宽。当进行双侧加宽时,为减少或避免不均匀沉降,防止产生沿纵向分布的裂缝,需要对路基之间的拼接引入必要的强化处理措施,常用方法为在拼接部位增设土工格栅,同时通过冲击压实提高路基压实度,在选择路基填料时优先考虑高强度材料,并在分布有软基的路段采取有效的处理措施;当进行单侧加宽时,若采用单侧拼接加宽的方式,则仅需对其中一侧拼接进行强化处理;若采用新建分离加宽方式,考虑拼接处位于中分带,新路基产生沉降并不会对旧路基沉降造成太大影响,仅需进行帮宽处理即可。
3.加宽方式
首先清扫加宽处的地面和边坡表面,清除所有杂草与杂物,然后开挖土路肩,从开挖完成后的坡脚处开挖路基边坡,形成高度为0.8m,底部宽度为1.2m的台阶,在新旧路基之间的结合部位增设土工格栅,台阶部位和加宽部位一同碾压成型。对坡脚和河道距离较近的路段,因无法进行放坡处理,所以采用增设挡土墙的方法。
4.路拱横坡
为满足路面排水方面的要求,当路面的粗糙程度较大时,对路拱横坡的要求越高,但如果路拱横坡过大,则会对行车造成很大影响。结合该工程所用路面类型,并充分考虑当地自然气候特征及原路的路拱横坡进行设计。
5.路基边坡
当填方路堤边坡高度不超过10m时,边坡坡率按照1︰1.5控制,当边坡高度超过10m时,边坡坡度建议采用变坡式,路面下部8m的坡率按照1︰1.5控制,而8m以下和16m以上的部分,其坡率按照1︰1.75控制,而16m以下的坡率需按照1︰2.0控制。在所有坡率变化部位都采用圆弧的形式过渡。路面下部8m范围内的圆弧半径采用60m,而路面以下16m范围内的圆弧半径则采用40m。所有填方段边坡的坡脚处都设置宽度为2m的护坡道。
三、路基加宽施工技术措施
1.新旧路基衔接处理
在施工过程中,应开挖临时排水沟,以顺利排水。清除新路与老路交接处旧路坡的旧路坎、旧路肩、坡面保护和边沟。为达到质量要求,要翻开旧土肩,使其暴露在阳光下,或与灰粉混合处理并重新轧制。上述步骤是为了清除旧路肩边坡上的杂物,如草、树根和腐烂的树叶。从硬路肩上挖出台阶,解决旧路基边坡压实度不足的问题,加强新旧路基之间的结合程度,减少旧路基结合处的不平等沉降。为了保证新旧路堤的连接坡度有良好搭接,必须挖掘和清理正常厚度为30cm以上的临时土壤,并根据设计条件从旧路堤的底部向上挖掘台阶。两路基拼接时,在路面结构底部20cm处铺设2层宽度为4m,间距为30cm的三向土工格栅;其下第一级台阶处铺设2层宽度为3m,间距为20cm的土工格栅;最下一级台阶铺设1层宽度为2m三向土工格栅。低填浅挖段(H<100cm)超挖后,在路床范围内铺设2层宽度为4m的三向土工格栅,分别位于上、下路床底。若旧堤坝的高度低于2m,可以将旧堤坝的斜坡处理后直接填入新堤坝。严禁将边坡清理材料作为新堤的填料。加宽路堤填料选用与老路堤基本相同。挡墙路基回填采用砂砾透水性材料回填。路基其他段落加宽部分若采用非透水性填料时,应在地基表面铺设砂砾或碎石垫层。
2.部分拓宽路基下的清理平台(软地面处理)
(1)开工前,根据设计图纸,对路基坡脚、边沟位置进行放线,结合施工现场实际情况,修建临时排水工程。将范围内的边线和表层清理干净并平整压实后,沿路基宽度向外拓宽约50cm。设置好的基质经监理工程师验收合格后再施工回填。(2)施工道路开通后,推土机、平地机和挖掘机进入现场,将路基填筑区原地面上的树木、草皮和腐烂的树叶等杂物清除到合格的基质中。表土的清除深度一般为30cm,包括清理倾倒在坡脚线和道路红线之间,拓宽路基上的表土杂物。清理完毕后,应挖出所有树根,填平坑洞并夯实。(3)清表时,地面自然横坡或纵坡陡于1:5时,需将原地面挖成台阶,台阶宽度要满足摊铺和压实设备操作的需要,一般不低于2m,台阶高度1m,须做成5°的内侧斜坡。(4)适合绿化的表面分解的烹饪土应就地储存,作为绿化土使用。(5)平整工作完成后,应用平地机平整土壤,并用压路机压实原表面,以满足要求。(6)碾压5~8遍至表面无明显轮痕,然后压实即可完工。轧制的次数由现场测试后的压实度、含水量和机械性能决定。(7)碾压完成后,经监理工程师验收合格后方可进行路基填筑。如果压实后不符合要求,则必须通过设计和监理确认路堤的更换。(8)路基的部分拓宽处理包括以下4点。
①由于路基整体潮湿(包括沿线的农村公路用地、树林和苗圃),路基应进行石灰置换(石灰与正常土壤的混合比例为2:8)处理。②施工过程中局部也可根据实际情况在路基基底铺筑20cm级配砂砾。③原地面的坑、洞、空洞等,应在沉淀后清除,分层压实并填筑合格。填方路基的压实度应大于90%。路基填方的高度低于路面和路基的总厚度。基层应按设计要求进行处理。④路基顶面的回弹模量应达到E0=30MPa;若达不到,则必须重新改进,以符合技术标准。
结束语:
使用路基加宽技术能改善原路基的道路性能,这有利于工程的顺利开展。施工单位需要了解新老路基的差异性以及施工场的实际情况,选择合适的施工技术,并制定出完善的施工组织计划,促进农村公路工程项目的开展。
参考文献:
[1]黄侠. 高速农村公路路基加宽拼接及施工控制技术[J].建筑知识,2017,37(3):87-87.
[2]梁玉荣. 软基条件下高速农村公路路基拓宽工程施工控制技术研究[J].山西交通科技,2017(4):17-19+28.
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