基于土工格栅加筋碎石技术的公路工程研究

何丽

摘要 为保证公路工程的施工质量以及公路的安全性，文章以某地区的扩建公路为例，研究土工格栅加筋碎石技术在公路工程中的应用效果。结合工程实际情况，选择加筋钢塑复合双向土木栅格以及填筑填料，并按照各个工序的施工标准，完成土工格栅加筋碎石施工，对施工质量验收合格后，测试该技术的施工性能。结果显示：该技术能够提升路基的稳定性，最大沉降为?8.5 cm，满足工程标准。

关键词 土工格栅；加筋碎石技术；公路工程；填筑填料

中图分类号 TU47文献标识码 A文章编号 2096-8949（2024）08-0104-03

0 引言

城市的不断建设以及交通量需求的逐渐增加，早期建设的公路已经无法满足如今的交通需求，早期公路车道数量较少，并且经过多年车辆荷载作用后，已经开始发生不均匀沉降[1]。因此，为提升公路的交通服务能力，满足交通需求，需对原有公路进行扩宽处理。在公路拓宽工程中，新老路基时间的施工质量尤为重要，两者之间会容易形成差异性沉降，该沉降还会导致路面发生纵向裂缝，影响公路出行安全[2]。因此，公路扩建工程中，如何保证新老路基之间的施工质量成为重点研究内容。土工格栅属于一种合成的柔性材料，其能够承受较大的拉应力；有效处理土体中的拉应力传递情况，对于提升结构的承载力和稳定性具有较好的应用效果。因此，该技术在路基加宽工程中被大量应用[3]。

土工格栅加筋碎石技术是在土工格栅的基础上，通过加筋作用增强加筋碎石土复合体的黏聚力，提高其承载能力和稳定性，减少沉降和变形。土工格栅对碎石的加筋作用包含两种：一是通过栅格提升其网孔内的碎石阻力，二是通过栅格实现其截面两侧碎石土之间的连锁摩擦力。为研究土工格栅加筋碎石技术在公路工程中的应用效果[4]，文中以某地区的公路扩建工程为例，展开相关研究。

1 土工格栅加筋碎石技术在公路工程中的应用

1.1 工程概况

为研究土工格栅加筋碎石技术在公路工程中的应用效果，文中以某地区的扩建公路为例，该公路交通流量需求较大，建设于2015年，为双向四车道，目前已经无法满足该地区的交通流量需求，导致发生显著交通拥堵现象，因此需对其进行扩建，扩建路段长度为9.5 km，扩建为双向8车道，原有路基宽度为26 m，扩建宽度为42 m。

为保证扩建工程的施工质量，查看该地区的地质勘查情况，分析土层结构，详细情况如表1所示。

该工程的扩建时，设计路基填筑高度为5 m，边坡斜率为1∶15，扩宽后新老路基之间的结构如图1所示。

1.2 土工格栅加筋碎石技术施工

结合该公路扩宽情况以及土层详情，为保证新老路基结合处的施工质量，避免发生差异性沉降[5]，文中选择土工格栅加筋碎石技术施工进行加固处理。该技术用于公路扩宽工程中的加固详细步骤如下：

1.2.1 施工准备

在进行公路扩宽工程加固时，需进行施工前准备，确定施工材料，文中结合工程情况选择加筋钢塑复合双向土木栅格。碎石填料选择时，需以渗水性较好的碎石为主，并且碎石中不可存在生活垃圾；对于填料的粒径也需进行筛选，不可超过填料压实厚度的75%，并且不可存在尖锐颗粒。主要选择粒径在30～50 mm、50～70 mm之间的碎石，两者配比为0.7∶0.3。土木格栅的相关参数如表2所示。

1.2.2 加筋钢塑复合双向土木栅格铺设

完成施工材料选择后，则进行加筋钢塑复合双向土木栅格铺设，该格栅中加筋网孔尺寸为30 mm×40 mm，加筋肋条截面为矩形，主要采用人工进行铺设，铺设时需控制施工参数，如表3所示。

路基加宽施工时，以既有线帮宽路段的坡脚处为起点，铺设一层塑料土木栅格，一直铺设至基床表层，在铺设过程中，需保证格栅之间存在一定距离[6]，文中设定距离为0.6 m，该层格栅的抗拉强度为30 kN/m。新建公路路基填筑高度超过4 m上的鲁甸，同样从坡脚处为起点，铺设加筋土木栅格，一直铺设至基床表层，在铺设过程中，需保证格栅之间存在一定距离，文中设定距离为1.2 m，该层格栅的抗拉强度同样为30 kN/m。

在铺设过程中，需结合路基横向加宽情况设计格栅长度，以路基台阶内部为起点，进行加筋土木格栅铺设，一直铺设至路基加宽边坡方向，保证该格栅长度满足路基扩宽需求，铺设时不可发生格栅扭曲、重叠现象[7]。

铺设过程中，对于不存在冲刷的坡脚处或者平坦开阔路段，直接在路基表层铺设垫层，并保证其和下承层之间紧密连接；再依据路基扩宽方向，采用横向的方式进行加筋土木格栅铺设。铺设时，结合工程实际情况选择搭接或者缝接两种工艺完成，并且严格控制格栅的平顺效果，保证其满足施工需求。

1.2.3 填土和压实施工

完成上述步骤的铺设后，则进行填料填筑施工，文中结合工程施工需求，采用分层填筑方式完成，每层的填筑厚度控制在30 cm左右。并且每填筑完一层后均需进行反复碾压施工，以此保证填料的压实度，提升路基的稳定性。在碾压施工时，需避免碾压设备损坏已经铺设的格栅。因此，在该施工过程中，需采用人工和机械结合的方式完成填料填筑和摊铺，并且保证填料摊铺后的平整性、均匀性。同时，一旦大于3%，在超过位置设置横坡。通过机器进行填料摊铺时，机器的前进方向需和坡面之间呈现平行状态，当两者之间的距离小于1.5 m时，则更换为人工摊铺，同样保证填料的摊铺均匀性。

为保证填料填筑后的压实度，需确定最佳的碾压次数和速度，以此保证填料在最佳含水量状态的施工质量。因此，文中在进行正式碾压施工前，选择一个部分路段进行碾压测试，测试在不同碾压次数和速度下的压实度结果，以此确定最佳的碾压技术参数。文中碾压时使用的压路机为6～10 t，可实现大面积碾压，通过测试确定碾压总次数为5次，分别为双钢轮压路机的初压（2次）、胶轮压路机复压（1次）、钢轮压路机复压（1次）、胶轮压路机终压（1次），碾压速度在1.5～4.5 km/h之间。碾压完成后进行路基压实度检测，检测结果和相关标准如表4所示。

1.2.4 施工质量验收

完成施工后需进行施工质量检验和验收，以此判断加筋钢塑复合双向土木栅格的施工质量，文中对格栅施工的搭接宽度、平整度以及黏结力等进行检验，质量验收标准以及检验结果如表5所示。

2 差异沉降分析

完成施工后，需进行该技术施工效果分析，以此掌握土工格栅加筋碎石技术在公路扩宽工程中的应用情况。新路基施工后，主要是采用附加应力的方式作用在地基以及旧路基上。因此，扩建后的路基呈近似于平行四边形，可实现路面荷载的传递。依据布辛尼斯克法，可计算出路基的附加应力以及附加应力系数，以此得出路基孔隙比－法向力之间的拟合曲线，依据该曲线计算土层的沉降量。

文中以扩建后新路基的中心和旧路基中心位置作为计算点，两者的差即为最大差异沉降Si，其计算公式为：

（1）

式中，Si——第i处路基位置的差异沉降结果；e1、e2——路基土初始孔隙比和最终压缩孔隙比；hi——第i处路基位置的高度。

依据上述计算方法，分析文中土工格栅加筋碎石技术施工后的路基性能，该性能主要通过两个方面呈现，分别为栅格在时间变化下的应变程度以及路面的差异沉降结果。因此，随机对施工后路段中2处不同位置进行试验，获取施工3个月内，格栅的应变情况如表6所示；计算施工后路段中10处不同位置的沉降结果，并将其和工程规范标准沉降进行对比，测试结果如图2所示。

依据表6和图2测试结果可知：施工完成后，随着时间的逐渐增加，格栅施工后应变程度也发生不同程度的变化，应变在时间的变化下逐渐稳定，最终稳定在0.59%左右，表明文中技术施工后，能够提升路基的稳定性。施工完成后，距离老路基不同距离下，10处位置的沉降值均低于标准值，最大沉降为?8.5 cm。因此，土木格栅加筋碎石技术具备较好的路基加固效果，能够极大程度降低新老路基之间的差异沉降，保证路基的加固效果。

3 结论

公路工程的施工稳定性直接影响公路的通行安全，因此，为保证公路工程的施工质量，仅以公路扩宽工程为例，研究土木格栅加筋碎石技术在该工程中对于路基的加固效果。结合工程的加宽需求以及地质条件，选择土木格栅加筋碎石技术的视功能材料，确定路基的加固施工步骤，完成路基加固施工，并且对该技术的施工效果进行相关分析，确定该技术能够提升路基稳定性。

参考文献

[1]张涛， 张峰， 杨丛丛， 等. 公路路基加宽土工格栅加筋施工技术要点及注意事项[J]. 石材， 2023（4）： 63-65.

[2]肖荣欣， 林俊青. 高速公路路基施工中土工格栅技术运用[J]. 交通建设与管理， 2022（4）： 112-113.

[3]王莹. 公路路基加宽土工格栅加筋施工技术[J]. 工程建设与设计， 2023（5）： 215-217.

[4]陈浪. 论高速新老路基结合部拼接中锚固加筋技术[J]. 交通科技与管理， 2023（4）： 71-73.

[5]张建录. 公路路基加宽土工格栅加筋施工技术要点[J]. 交通建设与管理， 2022（5）： 138-139.

[6]解建东. 高速公路改扩建路基路面拼宽施工技术[J]. 科学技术创新， 2023（7）： 139-142.

[7]肖如华， 邬红生. 水泥稳定碎石基层施工技术在公路施工中的应用[J]. 黑龙江交通科技， 2020（11）： 54+56.