浅析老路改建路槽底面的处治
摘要:高等级公路改扩建在我国是一个新兴的课题 , 改扩建中如何合理有效地对旧路进行升级改造是施工的要点。本文针对老路改建中路槽底面的处理问题进行分析,望对其他公路扩建施工有所帮助。
关键词:老路改建;路槽;碎石
某高速公路全长 145 公里,于 1996 年全线建成通车。随着沿线经济快速发展和杭衢及上三高速公路的建成通车,交通量急速增长,双向四车道已不能满足运营的需要,根据交通量情况,实施分段拓宽。老路面上普遍采用 20cm 的二灰碎石补强,加宽和新线底基层采用 34cm 的10%灰土,基层采用 20 cm 的二灰碎石,面层采用为 7cm 沥青碎石 (3+4)式。路基施工包括沟塘清淤回填段和零填及挖方。下面对其改建中路槽底面的处治进行分析。
一、石灰粉对槽底含水量较高的处理
4km+000m ~ 8km+400m 段:清淤清表后,路槽底面土壤含水量较大,通过排水和晾晒,可以达到或接近最佳含水量,但对工期不利,故决定对槽底加入 4%~ 5%的石灰进行改善,以调节土壤的含水量,加快工程进度。具体的施工方法如下:
(一)检验土料和石灰粉的质量并过筛
检查土料和石灰粉的材料质量是否符合标准的要求;然后分别过筛。
需控制消石灰粒径应≤ 5mm,土颗粒粒径应≤ 15mm。
(二)灰土拌合
灰土的配合比 2:8(消石灰:粘性土体积比)。灰土必须过斗,严格控制配合比。拌合时必须均匀一致,至少翻拌 3 次,拌合好的灰土颜色应一致,且应随用随拌。灰土施工时,应适当控制含水量。工地检验方法是:用手将灰土紧握成团,两指轻捏即碎为宜。如土料水分过大或不足时,应翻松晾晒或洒水湿润,其含水量控制 ±2% 范围内。
(三)槽底清理
基槽底基土表面应将虚土、杂物清理干净,并打两遍底夯,局部有软弱土层或孔洞时应及时挖除,然后用灰土分层回填夯实。
(四)分层铺灰土
按松铺厚度不大于 25cm 进行摊铺,按照摊铺厚度及自卸汽车(15t),压实厚度按 20cm, 灰土最大干密度按 1.73g/cm3 计算每车的容量在填筑断面上打 6.5×6.5 方格,每格倒 1 车拌好的石灰土,然后用 T120 型推土机进行摊铺推平。边部及机械不能到位的部位用人工摊平,然后用重型压路机快速静压(一般 5km/h),再用 PY160 型平地机进行平整,平整和碾压时从两侧向中间进行,一般 1-2 遍直到路拱及横坡符合设计要求、平整度满足规范要求,形成 2% 横坡,目视平整,对局部坑凹处用装载机配合人工进行找平,人工挂线检查摊铺厚度。测量人员在现场跟踪测量,及时指挥司机准确精平,直到高程、横坡达到规范要求为止。
如果含水量过大或过小,则采用翻晒或撒水的办法处理。
(五)夯打密实
夯压的遍数现场试验确定为 4 遍。采用机械碾压,严格控制机械碾压速度。对于机械碾压不能到位的边角部位补以人工夯实。每层夯压后都按规定用环刀取样送检,分层取样试验,符合要求后进行上层施工。
留接槎规定:灰土分段施工时,不得在墙角、柱基及承重窗间墙下接槎,上下两层灰土的接触距离不得小于 500mm。铺灰时应从留槎处多铺 500mm,夯实时夯过接槎缝 300mm 以上,接槎时用铁锹在留槎处垂直切齐。当灰土基础标高不同时,应做成阶梯形。阶梯按照长:高 =2:1的比例设置。
找平和验收:灰土最上一层完成后,应拉线或用靠尺检查标高和平整度。高的地方用铁锹铲平,低的地方补打灰土,然后请质量检查人员验收。
二、碎石对改建路槽底面的处治
9km+800m ~ 21 km+800m 段清淤清表后,由于距地表 1.5 ~ 2m 处夹有一层钙质结核,厚约 1 ~ 0.5m,钙质结核呈整块状,透水量较大,路槽底面土壤的含水量极为丰富,有些路段在单侧加宽时,由于另一侧的边沟的水在路基高程之下,直接渗入加宽侧,压实机具无法直接进入槽底碾压施工,采用石灰改善土又难以阻断渗水。故决定采用碎石排水层进行施工,并采用工程所在地区石料场开山后的碎石塘土直接回填,填至接近钙质结核层顶面高程,以稳定路槽底面,加快工程进度。
(一)碎石排水层的布设
对于碎石排水层的布设位置,从充分发挥碎石排水层阻隔毛细水、保护路基土和利于将地下水和路基内部水分疏导排入地表排水系统两方面考虑,它应该设置于天然地表以上 15cm 的位置。这样排水层就可以将阻隔和疏导的水分通过边坡与护坡道直接排入边沟,将地下水引入地表排水系统。如果布设位置过低,则无法与地表排水系统衔接;如果布设位置过高,则无法充分发挥其阻隔毛细水功效。路基碎石排水层最好设置为有一定横坡的形式,这样有利于水分的排出。且每隔一定距离设置一个出水口,使排出的水分可以通过路基边坡、护坡道最终流入边沟。
(二)碎石材料
备好所需的碎石塘土,碎石塘土中碎石含量不少于 50%,碎石最大粒径不大于 10cm,泥块最大粒径不大于 3cm。
(三)碎石的摊铺
此碎石排水层位于路基之中,可以采用平地机进行摊铺,摊铺时注意材料的离析情况,并及时采用人工撒布集料消除离析。试铺时可采用松铺系数 1.25 ~ 1.35 进行。
(四)碾压
采用重型三轮压路机、振动压路机、轮胎压路机碾压,每层的压实厚度一般不宜超过 20cm。采用振动压路机和胶轮压路机联合碾压可以达到较好的碾压效果。实践证明,弱振一般有利于结构层中间到表面这部分的密实,强振一般最有利于结构层中间到层底这部分的密实,而胶轮可以使面层混合料颗粒发生搓揉,重新就位。对于级配碎石材料,开始宜先静压,使其大体稳定并具有一定的密实度;接着宜用弱振、强振,使结构层内部密实,减少空隙率;最后采用胶轮碾压,使结构层从内部到表观更加密实。
(五)检测
检测每层碎石塘土顶面压实度、弯沉值及其外观,对达不到设计要求的段落进行局部超挖处理。压实度可通过沉降法、修正法等方法测定三、其他路段的处理
为防止新旧路基衔接部出现纵向拉裂和发生不均匀沉降 , 在路基填高大于 3m 的路堤 , 在路堤顶面以下 20cm 和 80cm 处各设置一层 9m 宽的聚丙烯单向塑料土工格栅或钢塑土工格栅 , 间距 60cm, 共两层。因土工格栅铺设时对路基平整度要求较高 , 在铺土工格栅前的一层土 , 必须控制填料的粒径和碾压后的平整度 , 以利于土工格栅的顺利铺设。铺设时将裁剪好的土工格栅按顺风向叠层布置 , 铺平并采用 U 型钢卡钉钉入路基 , 使土工格栅固定。铺设土工格栅后的铺料 , 既不能选用干密度偏小的材料 , 也不能选用粒料含量多的山皮土、石渣材料。实践证明 , 填料干密度偏小 , 碾压困难 , 影响施工进度 , 粒料偏大 , 会割断土工格栅经纬 , 造成力学损害 , 影响土工格栅使用的有效性 , 所以最好选用强风化砂岩填筑。上料后 , 车辆不能在铺好的土工格栅上行驶 , 应从一端或两侧开始上料填筑 , 并逐渐使填料布满土工格栅。填料达到厚度要求后 ,使用平地机整平 , 并注意防止刮出土工格栅 , 平整后采用先轻后重的碾压原则进行碾压 , 最终达到密实度要求。
本工程其他路段根据软基不同的物理力学特性采取了铺筑 40cm 石渣处理、粉喷桩 +70cm 石渣处理、塑料排水板 +70cm 砂砾 + 土工布等软基处理措施。
(一)石渣处理
1、采用石渣厚度为 40cm 处理时 , 应采用一次性铺筑的方法。石渣施工控制指标为粒径 20cm, 压碎值 20MPa。
2、采用石渣厚度为 70cm 时 , 应采用分两层铺筑的方法 , 施工顺序为 : 先粗平、静压 , 再振压 , 然后精平。检验标准是石渣的外观表现紧密 ,当无松散 , 无轮迹 , 再次碾压标高无显著变化时则认为石渣碾压结束。
(二)粉喷桩 +70cm 石渣处理
粉喷桩 + 石渣段施工前采用 T-140 型推土机平整场地 , 设备进不去的局部地段垫山皮土进行整平 , 然后测量放样定出每根粉喷桩的位置 ,并撒白灰作为标记 , 最后钻机就位打桩成型。
(三)排水板 +70cm 砂砾 + 土工布处理
排水板 +70cm 砂砾处理时 , 排水板使用的机具是插板机 , 按照事先定好的位置进行插板。加铺土工布时 , 要求铺设平整无褶皱 , 搭接宽度60cm, 土工布横向要伸出培槽之外 , 其伸出的长度应能回折到第二层的砂砾顶面上。
参考文献
[1] 曾广辉 . 公路路槽整理、路面摊铺施工中的快速挂线方法 [J].西部探矿工程 ,2004 年 12 期 .
[2] 吕学溥 . 石方路基施工控制及路槽整修的几点建议 [J]. 山西建筑 , 2011 年 4 期 .