浅谈保证高速公路路基强度及稳定性措施
2015-05-30郑光荣
郑光荣
摘 要:高速公路是现代社会人们出行、货物运输的基础通行设施,高速公路质量的好坏对人们的生命安全起着重要的作用。作为高速公路重要组成部分的路基影响着高速公路的质量。加强高速公路路基强度和稳定性是建造高质量的高速公路的前提。
关键词:高速公路;路基强度;稳定性措施
引言
改革开放以来,为了满足人们方便快捷的出行要求,越来越多的高速公路在相关部门的策划推行下施工建成,高速公路的建成也是非常的迅速,高速网络四通八达,密布成网,方便了人们的生活。但是由于多方面因素的影响,好多高速公路的质量差强人意,其中路基强度和稳定性的不达标是造成高速公路整体质量的关键。路基是公路路面的基础,是高速公路工程施工的主要组成部分,路基支撑着路面,路基和路面一起承受着交通的荷载。作为路基质量的重要环节,路基工程施工过程中必须以认真负责的态度,过硬的技术参与施工,监理部门负责监管,还有路政监管部门的认真验收,这样路基工程的施工质量才会有保证。文章通过对影响现代高速公路路基质量的因素的分析,提出保证高速公路路基强度和稳定性的措施。
1 影响高速公路路基质量的因素
高速公路工程是一项复杂的施工工程,路基工程施工又是高速公路工程施工中的一项重要环节,保证路基施工质量对提高高速公路质量有着重要意义。
1.1 路基填料
填筑路基一般采用透水性好的材料,就近取用,碎石、卵石、砾石、粗砂等,它们不易被压缩、强度高、水稳定性好,填筑时不受含水量限制。分层后压实能达到规定的施工质量,此类材料是优先使用的。用透水性不良或不透水的土作填料时,必须在最佳含水量下分层填筑,并充分压实。粉质粘土的水稳定性和冰冻稳定性均较差,不宜作为填料。
1.2 路基压实标准
衡量路基的压实程度是实际达到的干容重与室内标准实验所得的最大干容重比值,即压实度或称压实系数。正确选用压实度,关系到土路基的受力状态、路基路面设计要求、施工条件,必须兼顾需要与可能,讲求实效与经济。路面等级越高,对路基强度要求越高;自然条件越差,对路基的强度与稳定性越不利;路基填挖不同,对路基的强度与稳定性亦是有很大影响。
1.3 路基排水
排水很关键,分为两个部分。
(1)路基排水,路基设计应有较完善的、通畅的排水系统,排水设施要布局合理。与其他配套设施的排水系统衔接配合,并有足够大的排水能力。
(2)地下水防治,要保证公路路基标高至少高出地下水位2米以上,路基标高也可以预防和消除路基深层冻胀,结合两者的实际因素决定当时当地的路基标高。
1.4 地下实际地理情况
现代矿井很多,地下煤矿,空填区域很多,实际勘察基本的地下情况亦为关键,也会决定公路的走向,如若不然,路基做的再好也是枉然。
2 实例反映出影响路基强度及稳定性的因素,并提出具体解决方案
基础决定上层建筑,前期工作尤为重要,实地勘察,气候条件,自然地理条件,人文情况等等,然后施工单位各部门密切配合,认真做好基础施工工作,后期养护管理共同保证路基强度与稳定性。下面结合宁夏福音高速公路桃山——同心段路基不均匀沉陷病害案例说明。
福银高速段路基不均匀沉陷病害,多数桥头搭板末端与路基衔接处出现裂缝,公路中央分隔带在桥梁处明显突出,路基明显下沉,车辆在此路段行驶如同在波涛上行船,颠簸难行。严重影响着公路营用期的行车安全,降低了公路使用品质和寿命,损害了高速公路的社会形象。为什么会出现这么严重的问题呢?那么下面逐一分析。
(1)宁夏位处黄土路基地段,黄土地区基土的95%压实度下的CBR值基本集中在2%-5%左右,其回弹模量达到了70-150MPa。根据现行的《公路沥青路面设计规范》路基必须密实、均匀、稳定。路基土的含水量直接影响路面的强度和稳定性。黄土路段用料受限是最大的难题。
解决此类问题,要充分利用当地路基填料,老黄土透水性差,干湿难以调节,大块土粒较多,填筑路面时应破碎到小于10cm的块料,并且老黄土不能用作填筑路床的材料;而新黄土则是良好的路基填料,可用于路堤及路床的施工。但是新老黄土不得混用,如果老黄土上填筑新黄土时,老黄土应小于2%的路拱,以利于排水,且不得以层层交替方式填筑老黄土。
(2)既然没有透水性好的填筑材料,那么就考验到了路基压实程度,一定要达到甚至超过压实标准。福银高速段的回弹模量大大超过了规范的30MPa的要求,原因却是在于黄土土质,但是施工过程中的压实程度没有达到规范的要求,所以才会出现如此严重的问题。
解决此类问题,应在该地区路基施工采用强夯和冲击碾压等措施,对黄土沟壑上的桥梁装维与防护,采取灰土桩、粉喷桩固结,确保路基桥涵基础的稳定性。具体的科学做法是根据该路段所具有的压实机类型,选择200m左右长路段作试验段,在某一试辅厚度下,改变填土含水量与碾压数遍,测定对应的密度,各种情况采用不同的压实机械设备。
(3)宁夏区域的气候因素亦是关键,干旱少雨,蒸发强烈,气温年较差、日较差大,干旱、冰雹、大风、霜冻、局部暴雨洪涝灾害性天气频繁,气候恶劣。降水量166.9-647.3mm,北多南少,差异明显,降水季节分配也不均匀,夏秋多,降水相对集中,洪涝是宁夏经常出现的自然灾害。而宁夏的地下水含水层厚度亦是很不均匀,所以对于路基排水和地下水防治要求很高。
解决此类问题,一是要采用拱形护坡,将护坡大部分坡面用将砌片石封闭,在两个拱形衔接的斜墙处做流水槽,以便路面雨水通过横坡及硬路肩汇入各个流水槽,再排入路基坡脚下面的排水沟中。二是在硬路肩边缘做纵向集流沟,然后纵向每隔15-20cm在路堤坡上设置流水槽,路面汇水则可汇入纵向集流沟中,再由边坡上的流水槽分别将水排入边坡角下面的排水沟。对于这些排水沟槽,应按该地区的暴雨径流量情况进行水力计算,一定正确选定排水措施。
此案例能反映出宁夏当地的高速公路路基强度与稳定的条件及采取的措施,各个地区不同的地理位置,气候条件,人文条件都对此有巨大影响。除了具体施工过程中的专业知识,专业方法,还有很多因素决定了高速公路路基的强度及稳定性。
(1)设计方面。根据路线设计确定路基填挖高度和顶宽,结合沿线岩质和土质情况,设计路基横断面形状和边坡坡度;根据沿线地形,地表徑流和地下水情况,进行道路排水系统的布置以及地面和地下水构造物的设计。在设计过程中就要进行完整的路基及排水系统的完整设计!
(2)管理方面,已建成的路基结构会在使用过程中受荷载和自然因素的不断作用而可能逐渐会出现损坏,这就要每年对路基路面及排水设施进行定期检查并及时维修。要做好汛前、汛后路基排水设施的检查和维修工作。还要根据路基路面排水情况不断改变而改进排水设施。
路基工程是道路工程的重要组成部分,一般公路路基修建投资占总投资的25%-45%,个别山区公路可达65%,因此精心设计,认真施工,各个部门通力合作,兢兢业业,根据不同的地域情况采取相应的修建措施,才能保证公路路基的强度,从而保证高速公路长期具备良好的使用性能,对节约投资,提高运输效益,保障运输、行车安全,具有巨大意义!
参考文献
[1]王忠兴.谈公路路基工程施工管理[J].黑龙江交通科技,2006(4).
[2]张荣博.高速公路改扩建工程的路基施工[J].辽宁交通科技,2005(12).
[3]公路软土地基路堤设计与施工技术规范[S].人民交通出版社.