黄土填筑高等级公路路基施工技术

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黄土填筑高等级公路路基施工技术

山东茂隆新材料科技有限公司 2020-11-17 2950


摘要:在分析黄土工程性质基础上,提出了黄土路基施工技术要点。

  关键词:黄土路基工程 高等级 公路 施工技术

  1.引言

  黄土是一种特殊粘性土,粉粒含量高,多孔隙,孔隙率35-60%之间。土中含有碳酸钙等易溶盐类,遇水溶解形成冲蚀;黄土遇水膨胀形成崩解,黄土颗粒遇水侵润后因内部凝结力减少而形成滑移,产生一定的沉陷或位移——即湿陷。黄土透水性差,干燥时坚硬,浸湿后不易干燥,强度急剧下降,过干时具有很高的强度,过湿时易形成弹簧土,还会产生收缩开裂,不是填筑路基的理想材料。因为黄土不利于路基施工的工程特性都是因水的侵入而引起,所以黄土地区路基施工,应做好排除路基附近的地下水和地面水,并对排水结构做好必要的防护与加固。在雨季施工,更应注意使降水迅速排出至路基范围之外,不要积水。

  我省黄土主要公布在陇中、陇东的黄土高原地区,本文就高等级公路路基的技术问题,谈些认识和体会。

  2.黄土工程特性

  2.1胀缩性

  黄土遇水体积膨胀,使其上面的路面隆起,干燥后体积收缩,并使其上面的路面下沉。如此反复路面形成裂缝及剥落,降低公路使用寿命。

  2.2崩解性

  新黄土孔隙较大,岩性疏松,浸入水中后,吸水湿化,很快全部崩解;而老黄土孔隙较小,岩性紧密,则需经一段时间才崩解,红色黄土孔隙很小,岩性紧密,浸水后基本不崩解。

  2.3多孔裂隙性

  黄土具有很高的空隙度。黄土中的空隙呈垂直或倾斜的管状,以垂直为主,上下贯通。

  2.4强度衰减性

  黄土的强度随含水量的增大而减小。在天然含水率的情况处于较坚硬的状态,具有一定的强度。但浸湿后不易干燥,强度急剧下降,过湿则形成弹簧土。

  2.5湿馅性

  黄土在外加荷载有土体自重的作用下,受水侵湿后,因土体结构破坏,而发生大量剧烈的附加下沉,即形成湿馅。

  2.6渗水性

  因黄土具有胀缩性,多次反复形成裂缝,降水后,水从裂缝中下渗,渗入深度增加;又因黄土具有大孔隙垂直节理等特性,其垂直方向的渗透性较水平方向为大;但粘粒含量较多的黄土成为透水不良或不透水的土层。

  3.黄土填筑路基施工要点

  黄土的多种不利于路基及路基施工的工程特性,均由水引起,用黄土填筑路基,需要掌握其路基施工的技术要点,用好防排水工程,满足路基施工要求。

  3.1路基填料

  老黄土透水性差,干湿难以调节,大块土粒较多,填筑路基时应破碎到小于10cm的块料,并且老黄土不能用作填筑路床的材料;而新黄土则时良好的路基填料,可用于路堤及路床的施工。但新老黄土不得混用,如果载老黄土上填筑新黄土时,老黄土应由小于2%的路拱,以利排水,且不得以层层得交替填筑新老黄土。同一层次上得黄土其填筑厚度要均匀。

  3.2路基断面

  路基断面施工的标准是迅速排除路基范围内的降水,减少或消除黄土的各种病害,以减轻或避免因路基的变形而引起路基破坏或变形,为此可用以下考虑:

  (1)路基横坡应尽可能大(不小于3.0%),以便迅速排除降水。

  (2)路肩与路面的接缝处作防渗处理,以防水分下渗。

  (3)做好填筑界面的结合处理,黄土路堤易在填挖交界面产生裂缝,应采取挖土质台阶、强夯或用土工钉来加强结合、防止在结合处被拉开。

  3.3路基高度

  黄土填筑路基后,受降水、温度等环境气候因素及行车荷载的影响,土体崩解、湿陷、产生下沉。黄土高路堤竣工后后期因自重压密固结产生很大的压缩下沉,应按设计要求预留沉降量。黄土高路堤基底应做加夯处理,以提高地基承载力。黄土高路堤应尽量安排早施工,早完工,以便铺筑路面时工后沉降基本完成。

  3.4路基排水

  路基排水的目的的使路基及底路基经常处于干燥、坚固和稳定状态,把含水量、气温变化对

土工格栅是一种主要的土工合成材料,与其他土工合成材料相比,它具有独特的性能与功效。常用作加筋土结构的筋材或复合材料的筋材等。土工格栅适用于各种公路、铁路、机场的路基增强路面增强。适用于大型停车场和码头货场等永久性承载的地基增强。适用铁路、公路的边坡防护。适用的涵洞增强。适用于单向拉伸土工格栅增强后的土坡的二次增强,进一步增强土坡,防止水土流失。矿山、坑道加固。

路基引起的破坏性应力减小至小于交通荷载所造成的破坏,从而提高路面的耐久性能。多数道路的损坏是由于路基发生变形及缺少抗负载能力所造成的。

  路基具有良好的排水系统,对于黄土地区正在施工及施工完毕后的路基具有特别重要的意义。如果做到防水、保湿,可防止路基形成软点,也可减少因冰冻引起的路面冻胀作用,减少路面病害。施工时应特别注意:

  (1)开工前校核全线排水系统的设计是否完善,是否形成了良好的排水网系,使危害路基稳定的地面水、地下水顺畅排走,必要时予以补充和修改。

  (2)开工前应做好施工路段的排水系统及施工场地附近的临时排水设施。

  (3)雨季施工时,严防堵塞水路,泄水不畅及淤塞。

  (4)路堤填筑每层表面应做成2%~4%的横坡以利排水。

  (5)用混凝土板拼砌边沟时,接缝处应作防渗处理,安装牢固、无渗漏。

  (6)挡墙、护面墙应有良好的排除降水及渗水功能。

  (7)高路堤路基施工,应在两侧或一侧(超高段)设临时阻水设施,以防雨水冲毁边坡。

  (8)路堤填至设计高程后,应根据排水系统及时修筑外侧边缘的拦水、截水沟构造物和急流槽,将水引至坡脚处。

  3.5路基压实

  疏松的路基填料必须经过充分的压实才能获得足够的强度和水温稳定性,经过充分压实的路基,在行车荷载和自然因素的作用下,产生的塑性变形较小,而压实度低的路基则会产生较大的塑性变形,进而引起路面的破坏。路基经充分压实,达到规范规定的压实度后铺筑路面,可有效地防止路面病害的发生,提高路面的使用性能和耐久性。为此要作到:

  (1)路基施工中如发现土质有变化,应及时补做土工试验。

  (2)选择合理的压实机具及根据压实机具的组合形式、选择适宜的压实厚度和碾压遍数。

  (3)应尽可能采用羊角碾,大吨位静碾压路机及大吨位轮胎压路机的组合模式碾压路基。

  (4)整平完毕后待压的填土,应有良好的平整度,以提高压实时的均性性及迅速排除地表降水。

  (5)含水量严格控制在最佳含水量的-1%~+3%之内压实。

  (6)用冲击碾碾压路基。

  3.6边坡处理

  用黄土填筑路基时,路基每侧应填宽30-50cm,以利边坡处的压实。

  成型后的黄土路堤边坡应及时拍紧、整平、刷顺,做好防护工程,以减少雨水对边坡的侵蚀。

  3.7地表处理

  若基底为软土则承载力不足;地下水位较高,对基底的强度影响较大,所以施工时应特别注意:

  (1)采取拦截地表水的措施,防止地面水下渗,减少地基湿陷性下沉。

  (2)若地表为软土,应根据软土的埋层、深度、路堤高度、填筑材料等因素分别采取换砂砾、抛石挤淤、灰土垫层、塑料排水板、设砂垫层、粉喷桩等加固措施。

  (3)当地下水位较高,潜水层埋藏不深时,可采用排水沟、暗沟、渗沟及渗井,以降低地下水位,排除路基范围内的渗出水,且其应有合适的断面尺寸和沟底纵坡。

  参考文献:

  (1)中华人民共和国行业标准,公路路基施工技术规范(JTJ033-95)

  北京人民交通出版社,1996年

  (2)公路设计手册,路基,北京人民交通出版社,1982年

  (3)姚祖康编著《公路路基和路面工程》,上海同济大学出版社,1994年


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