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[摘 要 ] 本人结合连霍高速(G30)西安至宝鸡改扩建工程施工的实际情况,对高速公路改扩建工程病害机理进行了分析,对高速公路改扩建工程中引起差异变形的诸类因素以及拓宽路基的施工技术进行了简单的研究,对相似工程有一定的借鉴作用.

[关 键 词 ] 改扩建 差异变形 拼接 加固

在改扩建工程中,不同因素(例如:拓宽宽度、拓宽高度、削坡坡比、台阶开挖、夯击能等)对新老路基差异变形的影响关系到整个道路拼接的成败.因此,有必要对高速公路改扩建工程中引起差异变形的诸类因素以及拓宽路基的施工技术进行研究,从而可以有效地指导设计与施工,其价值具有非常重要的现实意义.本文结合西安至宝鸡高速公路改扩建工程实际施工方法及影响差异沉降的因素进行了简单的研究.

工程概况

西宝高速公路是国家高速公路网规划中横向线连云港至霍尔果斯高速公路在陕西境内的重要组成部分,同时也是陕西省“三纵四横五辐射”高速公路网规划中的重要组成部分,是陕西省交通运输主动脉和“黄金干线”的重要路段.自建成通车以来,路段交通量增长十分迅速.现有四车道已不能适应交通量持续增长的需求.本项目采用两侧拼接加宽扩建方案,原有路基是扩建以后路基组成部分.本项目在不中断交通的原则下实施改扩建工程,路基设计应不破坏原有路基稳定,保证原有道路运营畅通,.

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高速公路改扩建工程病害机理

2.1 高速公路改扩建工程的主要病害

大量的工程实践表明,高速公路拓宽工程的主要病害表现为路基路面的损坏以及路面整体性能的下降,其主要形式就是新旧路基结合部位产生纵向裂缝.

拓宽路基的病害具有如下特点:

1)裂缝均集中在高路基拓宽路段;

2)出现裂缝的拓宽部位地质情况较差,一般均存在软土层、水塘、低注地;

3)裂缝所在位置均发生在老路上;

4)根据施工记录及工后记录,裂缝产生时间一般在工后3个月,裂缝稳定时间不一.

2.2 高速公路改扩建工程病害机理

研究表明,影响旧路拓宽工程性状的主要因素有:新老路间的不协调变形、新老路基之间的不良结合、路基路面整体抗变形能力、路基稳定性,以及水文、地质条件等.拓宽工程路基病害的发生往往不是由单个因素决定的,而是多种因素共同作用的结果.引起拓宽工程路基病害的主要原因有:

1)新老路基下地基沉降的差异:这是路基拓宽工程容易产生纵向裂缝的最主要原因.新老路基地基压缩固结时间不同,老路地基经多年荷载作用,沉降变形己经基本稳定;而新路地基在施工过程中以及竣工通车后都将有较大的沉降变形发生.因此,新 老路基下的地基将产生不均匀变形.同时,道路拓宽工程工期较短,控制工后差异沉降的难度较大.

2)新老路基强度和刚度的差异:新老路修筑年代不同,取土地点也不相同,因此加宽路基填筑土料与老路基填筑土料不可能完全相同.填筑材料经自身重量、路面和车辆等荷载的作用,老路基己经完全被压实,而新路基的填料虽经严格压实,仍有塑性累积变形的存在;同时,新老路基采用的施工方法和工艺不同,公路等级和标准也有很大的差异.

3)新老路基结合部处治措施不当:新老路基结合部是拓宽工程的最薄弱部位,最容易发生路基病害.如果结合部表面土体强度不足、台阶开挖不合理以及加筋处治不当等,将会导致拓宽路基沿结合面产生滑移或蠕滑,在结合部路面产生纵向裂缝;如果工后路面排水措施不完善,路表水沿裂缝大量下渗,会加速路基的变形和失稳.

4)施工因素的影响:施工因素是导致拓宽路基病害的重要因素,新老路基结合部施工过程中的以下情况会形成路基病害隐患:

①结合部的表面根植土、松散土层、腐殖土、杂物等清理不彻底,土路肩、硬路肩部位不适宜作填料的材料换填不彻底,填料粒径偏大、含泥量多,透水性不佳等,使新老路基结合部形成薄弱的带状结合面.

②边坡开挖面过大,在已开挖的边坡处没有及时堆放反压材料,使老的边坡开挖面长时间地暴露在外,受到雨水直接冲刷,造成新老路基亏方,新老路叠合面减少.同时,地基处理施工、抽水清淤(地下水位降低)及交通荷载等都会对削坡开挖后的老路路基的稳定性产生影响.

③路基填料压实不到位,引起不均匀沉降,使新老路面结合部开裂.公路拓宽改建通常受地形限制,单幅加宽时,大型压实机具很难发挥作用,压实难度较大,特别是新老路基结合部.较低的压实度不仅会使路基塑性累积变形大大增加,而且抗变形能力也大幅下降.

④填筑速率过快,由于拓宽工程工期较紧,过快的填筑速率使新路基的沉降速率远远高于原路基的沉降速率,造成原路基失稳或将原路面拉出裂缝.

⑤施工中路基排水措施不到位,雨水渗入新老路基,使得结合部土体的强度降低,影响结合面的嵌固效果.

高速公路拓宽工程的病害的成因是多方面的,但新老路基之间的不良结合和不均匀变形是最根本的原因,也是路基拓宽工程中的主要控制因素.因此,在高速公路拓宽工程中必须采取切实有效的工程技术措施,减小地基的不均匀沉降,保证新老路基的强度、刚度和整体稳定性,加强新老路基结合部的处治措施,减少拓宽工程路基的病害发生.原西宝高速公路是分段设计、分段建成的,其中西兴段1993年12月通车,兴蔡段1995年12月通车,蔡宝段1994年12月通车.各路段路基路面的设计和施工方法不尽一致,使用年限不同,破损程度有所差异.

西宝高速老路基通车己十余年,地基固结度己接近100%,老路基的固结沉降己基本完成,各项物理力学指标均有不同程度改善,尤其是压缩性和强度指标均比新路基下地基明显要高.这种差异的存在,必然会导致新老路基的不均匀沉降,进而引起拓宽后路面结构的破坏.

加宽方式及填料对沉降差异的影响

综上所述,高速公路加宽病害机理的因素很多,下面仅对加宽方式及加宽路基的填料进行研究. 不同加宽方式的影响

目前高速公路拓宽工程常见的加宽方式主要是单侧加宽和两侧加宽.

参考研究资料,在相同的加宽宽度下,两侧加宽无论在新路基绝对沉降以及新老路基差异沉降上均较单侧加宽具有优势,而且路基顶面最大沉降点发生在新路基路肩位置,不易诱发路面开裂,从力学上讲,两侧均匀受荷比单侧受荷对老路基的负面影响较小,老路受力和变形均较为均匀.但另一方面,两侧加宽具有①施工期对现有交通干扰较大,有可能要临时中断交通或封闭部分车道;②设计、施工技术难度大,施工质量较难控制,施工过程中不可预见的因素较多,不可预见的费用较高,工期相对较长;③施工工作面小,不利于大型机械开展工作等缺点.因此,单从施工角度而言,单侧加宽比双侧加宽更为便利.


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3. 2 填料重度对路基变形的影响

为避免出现不均匀沉降的处理措施是加强对老路的沉降观测分析和对扩建部位的地基处理,以保证改扩建工程中新老路能够达到均匀沉降,避免病害.有些老路由于路面的破损导致地面水下渗或地下水上升,使老路路基强度降低,这时也必须对老路路基进行处理.改扩建工程的地基处理可以采用常规的地基处理技术,但要通过综合分析现场实际水文地质情况、老路通车时间、改扩建后的交通量增长和行车荷载等因素后科学选择,又因为地基病害维修处理困难,投资也较大,故在施工中应予以高度重视,以免建成后因地基问题导致路面破坏.加宽部位除了路面强度要比老路略强外,路基的强度也必须比全部新建路要求的要高.

4.1软土地基处理

在软土地基上修筑公路,特别

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;是填筑高度相对较高、填筑材料自重较大时,如果对软土地基不加处理或处理不当,软土的三高一低(高压缩性、高含水量、高孔隙比和低抗剪强度)的性质没有根本改变,在路堤自重及行车荷载的作用下引起地基中孔隙水压力的增加,不断沉降的出现;如果路堤边坡过陡,同时路堤荷载超出地基承载力,地基会产生较大的剪切变形并导致滑动破坏,形成边坡滑动失稳.为避免这些软基破坏的发生,应采取适当的措施,降低地基压缩性,提高抗剪强度和地基承载力,保证地基的稳定.本项目地基处理采用有灰土挤密桩、强夯、砂砾换填等.


为什么要写路基毕业论文
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4.2新老路基搭接

对于旧路台阶开挖,随着开挖宽度的增加,固结已经完成的旧路基作为一个整体,消耗了拓宽路基一部分重力荷载,因此可以有效的抑止新老路基的差异沉降.同时,新老路基结合部由于接触面积的增多,更有利于拼接结合.

结束语

高速公路改扩建工程是一项复杂的工程,涉及的内容也相当广泛,在实际施工中存在许多需要深入研究的问题.总之,无论是路基加固施工还是路肩面层铣刨,都要做到:技术方面要论证科学性、实用性和耐久性;经济指标要细化,费用要与原方案基本相当,并兼顾全寿命成本.无论那种方案,实施前要反复实验论证,实施过程中不能打折扣,工序要合理,管理要严格,施工要精细,尤其在质量方面,要精益求精,才能确保优良工程.

参考文献

[1] 赵刘会 高速公路改扩建新老路基差异变形因素及拓宽路基施工技术研究

[2] 胡峰 新老路基结合部处治技术研究

免费论文参考文献:

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范》(jtg/tf50-2016);,(9)《公路路基施工技术规范》(jtgf10-2006);,(10)交通部,浙江省其它现行有关技术规范及规程;,(11)丽水市生态产业集聚区。

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