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土工格网在老路改造试验段中的应用

时间:2007-1-30栏目:交通运输论文

 摘 要 本文针对老路改造中新建路基出现不均匀沉降问题而引起的纵、横向裂缝等病害及新老路基结合部位的处理进行分析研究,并通过老路改造试验段中的应用实例,提出了采用土工格网处理新老路基结合部的方法。

关键词 老路改造 土工格网 路基沉降

1 安平公路概况

   安康至平利二级公路改建工程全长60.268公里,起于平利县缫丝厂门口,止于安康市酒厂门口。原有道路为三级路,沿路有许多暗弯,技术等级低,已不能适应交通量的发展需求。

2 新老路基结合部位病害原因分析

  在新老路基结合部,路基和路面结构层厚度、强度不一,一侧为新建路基,一侧为原有老路基,质量和地基沉降存在差异,为道路开裂留下隐患;新老路基结合部位沉降量不一,必然会产生一定的沉降差异,特别是新填路基沉降量较大,而老路基已完成大部分的工后沉降,这样不可避免地在新老路基结合部产生一个沉降差值突变点,成为道路产生裂缝的主要原因;新老路基结合部位工艺较复杂,施工难度较大,往往在此易产生人为的质量问题,如密实度达不到设计标准等,也是产生裂缝的原因之一。

3 新老路基结合部处理的主要内容

  针对道路拓宽在施工和技术上的关键性问题,必须保证对新填土的压实质量;必须保证新填土与压实老路基土之间紧密结合。这两个问题解决好,就可以保证新老路基结合部道路的使用品质。

31 试验路段的确定
  根据安平改建工程的设计资料和沿线的地质情况,选择填土高度6~8m的k42+023~k42+109、k44+290~k44+376两段。k42+023~k42+109段用土工格网处理,k44+290~k44+376填筑普通材料,并且在里程k44+320与k42+072.2分别设置了1号与2号沉降管,进行沉降观测,用以比较土工格网的处理效果。

3.2 施工前的准备
  清除腐殖土等不适宜土层至少30cm,将老路基按设计要求挖台阶,检查密实度,如不符合要求,则用手扶式压路机压实,使其压实度达90%以上;若原有路肩质量较差、达不到设计要求,要将路肩翻晒后再碾压,以满足质量要求。

3.3 土的工程性质
  本地区土中含有云母的千枚岩、板岩碎屑,有胀缩性,可能造成其上的构筑物开裂与下沉。因此路幅内土基含水量的不均匀变化将引起不均匀的胀缩,导致公路路基产生幅度很大的横向及纵向波浪状变形,造成路面变形或开裂。

3.4 土工格网的施工
  (1)土工格网沿线路的横向铺设,如图1所示。将成捆土工格网自老路堤往新路堤方向展开,按设计长度截断,施工时应保证格网铺向与线路走向垂直。
  (2)先将铺设在老路堤上的端部锚牢,然后展开至挡墙上,用带排钩横梁将土工格网张拉紧,使之产生2%~4%的伸长。U形锚钉的间距不大于1m,其长度大于25cm,相邻两幅土工格网的搭接长度不小于20cm,并用尼龙绳呈之字形穿绑,使之成为一体。土工格网覆盖至每层挡墙的全宽。
  (3)土工格网在试验路段中国共产党铺设了10层。一至三层的土工格网的间距为50cm,四至八层的土工格网的间距为90cm,八至十层的土工格网为30cm。由于填土6~8m不等,且填土较高,所以采用满铺。土工格网的铺设长度4~9m不等。

4 施工质量的控制

  (1) 当土工格网摊铺在碎石层上时,应先在碎石层上撒铺2cm厚的粗砂,以免土工格网直接与碎石接触而被破坏。
  (2)运料车应避免在已摊铺并张紧定位好的土工格网上直接碾压,以免对土工格网产生推移或破坏,从而影响施工质量。铺设土工格网的关键是保证连续性,避免产生扭曲、褶皱、重叠,要特别注意避免过量拉伸,以防止超过其抗拉强度和变形极限而发生破坏和撕裂。
  (3)每层填土厚度不大于30cm,路床范围内压实度≥93%,其他部位≥90%。

5 沉降管的设置与观测

  路基填料回填前埋置沉降管,即在里程k44+320与k42+072.2处分别设置了1号与2号沉降管,通过沉降观测,可以及时掌握路基沉降的变化情况。前23天的实测数据整理如图2、图3,由图可见:图2中前23天的沉降量为3.2mm,图3中前23天的沉降量为25mm。土工格网处治段比没有处治段沉降量要小,说明土工格网在减少沉降方面起了一定作用,用土工格网处理新老路基结合部,可以减少新老路基的不均匀沉降。

6 土工格网的作用机理

  土工格网为柔性材料,它只能承受较大的拉应力。将其布置在土体的拉伸变形区,土的拉应力传给土工格网,使筋材成为抗拉构件。当加筋土受荷载作用时,土工格网与土体间咬合镶嵌的摩擦阻力制约了土体的侧向变形,土工格网与土体之间具有较高的粘结作用,并与土体产生相互嵌固作用的效应,显示出更好的抗拉性能。高抗拉性使筋土强度远远高于无筋土,极大地提高了路基土承受剪应力的能力,一定程度上改善了正常路堤横断面上的沉降状况,使得横断面上的沉降趋于均匀,因此能减小新老路基结合部的差异沉降,防止新老路基结合部位路面出现纵、横向裂缝。

7 结束语

  本处理段在路基全宽度内满铺土工格网,处理后可以加强新老路基的结合强度,减小不均匀沉降,与其他工程措施相比较,经济效益较好,为道路改、拓建提供设计、施工依据。

参考文献

〔1〕嵇如龙,张永宏,宋吉录.软土地基上路基拓宽处理技术研究
〔2〕李晨明.高速公路改扩建中路基拓宽的处理问题
〔3〕陈健侠,李杜教,龚志达,

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