道路工程土工合成材料范文

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道路工程土工合成材料

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关键词:土工合成材料;道路路面裂缝;防治;应用研究

中图分类号:U41文献标识码:A 文章编号:

我国经济的快速发展和社会主义建设事业的需要促进了土建工程的繁荣,人们同时也对土建工程的质量提出了越来越高的要求,这也催生了一些新型建筑材料的产生,特别是土工合成材料。土工合成材料在土建工程中得到广泛应用,而道路路面质量对一个道路工程的质量产生极其重要的影响,因此对其在道路路面裂缝防治中的应用研究有着重要的现实意义。

一、土工合成材料概述

1.土工合成材料的含义

有关土合成材料的定义众说纷纭,不同的学者和技术规范以及不同国家有不同的定义,本为仅就《土工合成材料应用技术规范》对土工合成材料进行定义。《公路土工合成材料应用技术规范》认为土工合成材料是“以人工合成的聚合物为原料制成的各种类型产品,是岩土工程中应用的合成材料的总称。可置于岩土或其它工程结构内部、表面或各结构层之间,具有加强、保护岩土或其它结构功能的一个新型工程材料”。

2.土工合成材料的种类

土工合成材料的种类多种多样,而现在主要的土工合成材料主要土工织物、土工膜、土工格栅、土工特种材料和土工复合材料等几种。而土工格栅又可以分为塑料类和玻璃纤维类两种,同时土工复合材料又可以分为土工膜袋、土工网、土工网垫、土工格室和聚苯乙烯泡沫塑料等。不同种类的土工合成材料在工程中有着不同的作用,在提高工程的质量方面发挥着重要作用。

二、土工合成材料在道路路面裂缝防治中的应用

毫无疑问,土工合成材料在各种工程中得到广泛应用。道路工程作为各种工程的一种,而路面作为道路工程的重要施工环节,土工合成材料在对于路面的裂痕防治中也得到应用,下面主要就此展开。

1.土工合成材料在旧沥青路面裂缝防治中的应用

沥青路面的裂缝主要是由于车辆的行驶和道路所在地区和周遭的环境双重作用下造成的,这种裂痕对道路的使用寿命产生重要影响。在道路路面裂痕防治的施工过程中,通过铺设玻纤网、土工织物等土工合成材料,一方面可以通过这些土工合成材料可以讲路基的垂直传递转换为水平传递,从而防止路基的垂直传递造成路面的裂痕,在提高道路路面施工质量的同时也可以提高路面的使用年限。另外一方面,通过在路面裂痕防治的施工过程中铺设玻纤网、土工织物等土工合成材料,在可以大大力高路面的防水效果和防止由于水分渗入路基对道路造成巨大破坏的同时也可以防止由于路基损坏在成的路面裂痕。

在利用土工合成材料对旧沥青路面进行裂痕防治的过程中,施工人员要严格按照技术规范和施工程序进行,从而确保对旧沥青路面裂痕防治的质量。首先,在施工前施工人员除了要对旧沥青路面的裂痕进行外观考察之外,他们还要进行相关测量,收集将运用于施工过程中的各种数据,以为设计出合理的防治方案和以后施工的正常进行做好准备工作。其次施工时,要做好旧沥青路面的清洁和平整工作,只有这样才能有利于土工合成材料的铺设,降低施工的难度和提高施工质量。在对土工合成材料进行铺设是,施工人员可以先固定一段,在由施工人员或机器设备进行拉紧,在拉紧的同时固定好土工合成材料的另外一端。而对于土工合成材料的的拉紧,要使其伸长率在充分拉开的情况下不大于1.5%。而在和玻璃纤维网进行连接时,要是其和玻璃纤维网横向保持在8厘米到10厘米之间,而纵向应为5厘米至8厘米之间。如果是土工织物纵横向都应该保持在4厘米到5厘米之间。当然,在他们的连接处都要进行固定。最后,尽管在铺设完土工合成材料之后,由于玻璃纤维和土工织物不同。在土工合成材料上洒粘层油进行最终固定的工序有所不同,但要严格按照工序进行,这样才能保证对旧沥青路面裂痕防治工程的质量。

2.土工合成材料在旧水泥混泥土路面裂痕防治中的应用

对于旧水泥混泥土路面的维护,现实中采取的主要方法是用沥青混凝土进行加铺。然而加铺后的水泥混泥土路面由于车辆的不停碾压,特别是在温度的作用下往往会出现裂痕。同时温度的变化也容易导致加铺层产生水平的位移,是加铺层脱离原位而产生裂痕。

为了使加铺层和原水泥混泥土路面不致容易出现裂痕,施工人员可以时施工时,铺设玻璃纤维网和土工布等土工合成材料以增加加铺层和原水泥混泥土路面的粘合度,以防止此种现象的发生。同样,施工人员在施工前,要对就水泥混泥土路面进行外观测评,以研究考虑采用何种施工措施。如果,加铺层和原水泥混泥土路面的位移相对较小损坏不严重,施工人员可以采用相对简单的技术措施加以修复。但如果加铺层和原水泥混泥土路面的损坏比较严重,不能进行简单技术处理时,施工人员就要对损坏部位进行挖空处理。在挖空后清理干净挖空部位,对路基进行重新填充,然而在填充完毕之后,可以再其上面铺设玻璃纤维网和土工布等土工合成材料,并对其进行加固处理,施工顺序基本和对旧沥青路面的处理一样。这样,重新完成的加铺层不但能大大提高其使用的年限,而且防裂痕现象的效果也大大提高。

3.土工合成材料在新建道路路面裂痕防治中的应用

就新建道路路面来说,采用土工合成材料进行裂痕防治是最根本也是最有效的手段。可以说,采用土工合成材料进行路面裂痕防治的道路路面相对于那些没有采用的在使用年限和质量上是不能相比的。新建道路路面的裂痕主要是由于道路的半刚性基层自身的收缩造成的。如果在新建道路路面的施工过程中,铺设土工合成材料如玻璃纤维网和土工布等,由于这些土工合成材料自身的伸延性很小,从而能够加强半刚性基层的稳固性,使其减少由于自身的收缩对路面造成的影响,不致容易出现裂痕。

对于新建道路中土工合成材料的铺设,施工人员应该在铺设之前先做好下承层表面的清洁工作,然后将土工合成材料沿路基的方向进行铺设,根据不同的土工合成材料采取不同的粘连加固措施。而土工合成材料的连接处,横向应该不少于5厘米,而纵向应该不少于15厘米。在铺设完土工合成材料之后,要采用相关的路面碾压机械设备对已铺设好的土工合成材料进行碾压,使其和面层充分粘合,以为后面的施工做好准备。

三、结语

总之,土工合成材料对于道路路面裂痕的防治以被广泛应用,并取得了良好的防治效果。我国的领土广阔,道路众多,采用土工合成材料对路面裂痕进行防治具有很好的发挥空间。我们应该在应用的基础上不断加大土工合成材料的研究,以是土工合成材料在我国道路路面裂痕防治中发挥更大的作用,为我国的社会主义现代化建设作出更大的贡献。

参考文献:

[1]贾慧颖,冯勋凯.土工合成材料的分类及功能简介[J].黑龙江交通技术.2010(09)

[2]肖新梅.土工合成材料在公路工程中的应用[J].黑龙江交通科技.2011(09)

[3]武春娥.论土工合成材料在施工中的应用[J]. 山西建筑. 2008(25)

[4]吴永军.土工合成材料在现代公路路基工程中的应用[J].林业建设. 2005(04)

[5]秦迎春.浅谈土工合成材料在道路工程中的应用[J].太原城市职业技术学报. 2008(05)

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【关键词】道路工程;加筋材料玻纤土工格栅

1.玻纤土工格栅的工程特性

(1)玻纤土工格栅的抗剪强度

玻纤土工格栅的抗剪强度特性主要是通过三轴压缩和直剪试验进行研究。对纤维加筋黏性土进行三轴压缩试验,指出纤维加筋能显著提高黏性土的抗剪强度,并且由于纤维加筋黏性土在受拉时表现为裂而不断的现象,所以纤维可增加土体在拉应力作用下的塑性和韧性,防止土工建筑物由于开裂而造成的整体破坏,增强土体的自愈的能力。以高孔隙率、低强度和高压缩性的软土为研究对象,发现纤维的掺入能够显著提高软土的抗剪强度参数。

(2)玻纤土工格栅的抗压强度

玻纤土工格栅的抗压强度主要通过无侧限抗压试验进行研究。在无侧限条件下测试了聚酯纤维加筋软黏土的抗压强度特性,结果表明纤维的加入能显著提高试样的无侧限抗压强度。试样的无侧限抗压强度随纤维掺量和养护时间的增加而增加,石灰掺量在超过某临界值后会导致无侧限抗压强度略有下降。

(3) 玻纤土工格栅的抗拉强度

相对于抗剪和抗压强度,土体的抗拉强度一般非常小,在试验中很难进行准确测量。此外,大部分岩土工程问题都与土体的剪切破坏和压缩变形有关。因此,过去在土力学理论及工程实践中很少考虑土体的抗拉特性。但在实际工程中,土体由于经历干缩变形或差异沉降而发生张拉破坏并发育张拉裂隙的情况并不少见。张拉裂隙的存在会极大弱化土体的工程性质,对边坡工程、水利工程、地基工程、道路工程、环境岩土工程等都会产生负面影响。

(4) 玻纤土工格栅的胀缩性

膨胀土吸水膨胀、失水收缩的特性可造成地基变形、建筑物不均匀升降或开裂等各种工程地质问题。国内外学者采取了各种物理、化学的方法对膨胀土进行改性,其中纤维加筋是其中一种。纤维可以有效抑制膨胀土的膨胀率,对膨胀性的抑制机理主要取决于纤维对土体变形的约束作用,当基体吸水膨胀时,纤维和基体的界面产生切应力,从而限制基体的进一步膨胀。研究表明: 膨胀土的收缩性随纤维掺量的增加而显著降低[46]。

(5) 玻纤土工格栅的渗透性

纤维的加入能增加试样的渗透系数,且渗透系数随纤维掺量的增加而增加。研究发现纤维加筋对试样的初始刚度没有明显影响,但渗透系数随纤维掺量的增加有增加的趋势。学者在研究中也得到了类似的结果,他们建议工程中纤维的最大掺量不宜超过0. 8%。

2.玻纤土工格栅的作用

(1)抗疲劳开裂

沥青路面的承载能力在规定时间内不会发生疲劳破坏。根据柔性路面设计规范的规定,要求控制路表最大弯沉和层底面最大弯拉应力小于相应的容许值,保证路面不致产生过度的变形和开裂。对沥青路面荷载的受力得出分析,直接与车轮接触的路面层受到压力,在轮载边缘以外区域的,面层受到拉力作用,由于两处受力性质不同而又彼此紧靠,在受力区域的交界处因力的突变易使路面发生破坏,在长期荷载作用下发生疲劳开裂。玻纤土工格栅安置在沥青面层的下面层中,能在受力区域形成缓冲带,减少应力突变对沥青面层的破坏。同时玻纤土工格栅的低延伸率减小了路面的弯沉量,保证路面不发生过度变形。

(2)耐高温车辙

由沥青面层结构分析,可知,高温下沥青混凝土具有流变性,在车辆荷载作用下,造成沥青面层推移是形成车辙的主要原因。在沥青面层中的上面层与中面层之间使用玻纤土工格栅,沥青混凝土中集料贯穿于格栅间,形成复合力学嵌锁体系,限制集料运动,防止了沥青面层的推移,从而起到抵抗车辙的作用。

(3)抗低温缩裂

玻纤土工格栅在沥青面层的中面层中使用,使沥青混凝土的拉伸强度大大提高,可以抵抗沥青面层较大的冷缩拉应力而不致发生破坏。另外,即使局部区域产生裂纹、应力,经玻纤土工格栅的传递而消失,裂纹不会发展成裂缝。

3.适用范围

交通部颁发《公路土工合成材料应用技术规程》中指出路面防裂首推玻纤土工格栅,可减少或延缓反射裂纹的数量,减少沥青路面的车辙,适当提高半刚性基层的疲劳寿命,在道路工程中玻纤土工格栅主要用于以下几个方面:

(1)旧沥青混凝土路面严重开裂,加筋增强新沥青面层,防止病害。

(2)水泥混凝土路面改建复合式路面,抑制版块收缩缝等引起反射裂缝。

(3)道路拓宽工程,防止新老结合部不均匀沉降而造成裂纹。

4.玻纤土工格栅施工要求

4.1 玻纤土工格栅的层位

(1)路面面层

对新建沥青混凝土道路路面,玻纤格栅可置于半刚性基层与下封层之间,也可置于下封层与沥青面层之间。

(2)路面基层

路面基层采用玻纤土工格栅,铺设位置宜放在基层的底部,采用锚固法施工。

(3)下层路基层

玻纤土工格栅必须铺放在路基层较低的1/3 处;亦可铺放在路基层底部,玻纤土工格栅上至少做20mm厚的沙垫层或铺设土工布。

4.2 对加筋路面的要求

(1)纵向平整度,横向路拱的坡度与平顺性应符合设计标准,若达不到标准,应在加铺之前作处理。

(2)加铺前对路面承载力进行评定,若承载能力不足,达不到设计标准,或水泥混凝土路面有板底脱空现象,均应作增强处理。水泥混凝土路面的接缝与裂缝应事先清理、填充。

(3)原有路面及基层表面有局部松散、坑洞及扩散裂缝,应事先修补、填塞,以保持表面状况完好。

(4)原有路面表面应冲洗干净,清除尘土、松散颗料及杂物。

结语

玻纤土工格栅性能良好,适用于市政道路工程的施工,能有效的提到沥青混凝土路面的强度。这种材料不仅能够减少路面车辙,还能有效抑制反射裂缝,延迟路面疲劳损坏,并且较好的延长路面使用寿命。玻纤土工格栅方法施工简便、操作简单,很容易得到推广,为市政道路等工程的发展提供基础。

参考文献

[1]土工合成材料工程应用手册,1994.

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【关键词】土工织物;沥青路面;反射裂缝

土工织物是一种新型的岩土工程材料,已被人们所认识并广泛应用于土木工程的各个领域。将土工织物置于土体内部、表面或各层土体之间,可起着加强、保护或改善土体的作用。

1.路面工程中反射裂缝问题

道路反射裂缝是沥青路面普遍存在的一种病害现象,由道路基层的裂缝所引起。基层产生裂缝的原因很多,除了因行车荷载反复作用而基层抗拉强度不足导致的荷载型裂缝外,对新建道路尤其是半刚性基层材料由于温度影响而收缩产生的裂缝,这种裂缝最容易在初冬时温度骤降之际发生,与荷载应力共同作用,使裂缝由路肩向主车道延伸和扩展。对于用石灰土类干缩系数较大的材料作为路面基层结构,干缩裂缝也是相当严重的。由于面层材料在设计时要求与基层有相当的结合力,因而通过两层接触面的应力传递,使基层裂缝反射传播至面层。

对于新建路面,有人认为增加路面层厚度可以加大基层裂缝向上反射的距离。可以减少反射裂缝。但随着沥青层厚度的增加,必然产生车辙,降低路面使用质量,且投资费用较高。

2.土工织物用于路面反射裂缝的防治

要减少和防治沥青路面反射裂缝现象的发生, 须设法降低沥青混凝土罩面下基层裂缝拉应力向上传递的强度。将土工织物置于沥青面层与基层之间, 是一种非常有效的措施。

2.1工程概况

盐木路原沥青面层裂缝严重、干涩,且结合料粘力不足,致使旧路面全部粗颗粒外露,细颗粒失散、脱皮且碎裂,形成大小密布的坑洞,必须进行补强处理。补强处理的办法是将旧路作为基层,在面上直接辅置土工织物沥青混凝土双层罩面(即在新罩面层和开裂基层面之间加辅加铺土工布一沥青体系),对路面裂缝进行处理。路面结构如图1,为比效防裂效果,该工程设有4个对比试验路段,各路段罩厚度3cm。

2.2工程应用效果

试验路段施工要点:

(1)清扫现场,清除表面植被与灰尘。

(2)对宽度大于3mm的裂缝进行填充,坑槽和尖锐不平整处用沥青砂填好或用规定材料完全覆盖,表面整平后才可以铺设土工织物。

(3)洒布沥青,采用热沥青-200和掺有12%-15%橡胶粉的橡胶沥青作粘层油,沥青洒布量0.7-0.8kg/m2。

(4)张开土工布,注意拉紧土工布,避免溜皱:用硬刷将沥青刷到土工织物上,应保证沥青刚好进入土工织物的空隙中,使粘合料通过织布孔隙透上表面与旧路面贴牢。有褶皱的地方需要剪开,重新铺好边部与端部搭接处,两层土工织物之间再涂一些沥青。

(5)开始铺设;土工织物幅宽3.95m,一次罩半幅路面,中间搭接10cm,实铺宽度为7.8m,土工织物上面不需再加粘结层。开始部位需洒铺一些纹料,以防止局部位置沥青用量过多,施工车辆轮胎粘走土工织物。罩面材料的铺筑温度应选用允许温度范围内的较低值, 尽量减少对土工织物的危害。其上铺3cm沥青混凝土或 橡胶沥青混凝土, 碾压成型。

2.3土工织物防治反射裂缝的机理分析

经初步分析,土工职物间层防治路面反射裂缝作用的机理可归纳为四个方面。

2.3.1隔离作用

铺放土工织物间层,将开裂的基层与(橡胶)沥青混凝土面层隔离,避免了基层与沥青混凝土面层的直接接触,基层裂缝拉应力不能直接传递到沥青混凝土面层上, 虽减小了间层与面层间的结合力, 但(橡胶)沥青粘合料将土工织物与间层和新铺面层连成一整体, 共同承受车辆荷载的作用, 足以防止界面上下层的相对位移而保持连续。

2.3.2加筋作用

土工织物间层具有一定的强度,可承受一定的基层裂缝拉应力P1,当基层裂缝拉应力增大并大于土工织物间层的抗拉强度时,土工织物间层开始变形,此时面层才开始承受土工织物间层传递上来的拉应力p2,p1与p2之和等于基层裂缝拉应力p。若无土工织物间层,面层将承受基层裂缝的全部拉应力 p,显然土工织物间层起到加筋的作用。在此意义上说,它提高了路面结构层的抗拉强度,因而可减薄路面结构层的厚度。

2.3.3消能缓冲作用

土工织物为具有一定延伸性的材料,有较好的柔韧性,铺设在半刚性基层与沥青混凝土面层之间,相当于设置了一弹性层,基层裂缝拉应力通过土工织物间层扩展到更宽范围,从而缓解裂缝处应力强度,有弹性的间层能起到吸收部分拉伸能量的作用。

2.3.4隔水防渗作用

土工织物的孔隙被(橡胶)沥青粘合料封闭后,形成一完整的织物一沥青体系隔水防渗层,可隔断路面水向路基渗透,从而保护基层的强度,使基层材料性质不至于进一步恶化。

2.4防治反射裂缝对土工织物材料的要求

土工织物要在防治沥青路面反射裂缝中发挥作用,必须满足如下要求。

2.4.1柔韧性

用于防治反射裂缝的材料要有良好的柔韧性能,可有效地吸收裂缝的拉应力,阻止拉力向上传递。材料的柔性体现在材料的抗拉强度和延伸率两个指标的乘积上,韧性体现在材料的局部承载能力上,材料的顶破强度可反映这一性能,试验表明要求材料的顶破强度R>2kN。

2.4.2均匀性

产生沥青路面裂缝拉应力的方向是异向的,事先很难确定。这就要求用于防治反射裂缝的材料强度无明显方向性,即要求材料具有抗拉强度的各向均匀性。

2.4.3稳定性

沥青路面施工工艺要求温度一般在摄氏150℃左右。因而防治反射裂缝的材料应具有一定的耐温性能,即在相应的温度条件下,材料的各项物理力学指标仍满足工程要求。

2.4.4附着性

沥青路面施工工艺要求先在路基层或开裂路面喷洒沥青胶油,再热铺沥青混凝土面层。若在沥青路面与基层之间铺置防治反射裂缝材料,则该材料应与沥青胶油有良好的附着力,以保证沥青路面材料能充分吸收防治反射裂缝材料下沥青胶油达到饱和状态。

土工织物是透水的土工合成材料,包括有纺(机织)和无纺(非织造)的土工布、毡、毯。有纺和无纺土工织物的物理力学特性有不同,因而也用于不同的工程需要。有纺土工织物(或称有纺布)主要是指机织型的合成纤维土工织物。有纺布的强度有很强的方向性,有较高强度和较低延伸率。在采用有纺布防治反射裂缝病害时,应注意其铺置方向,以充分发挥其抗拉的能力。无纺(非织造)的土工织物具有较大的延伸率,具有一定的顶破强度,搞拉强度无显著的方向性。无纺布也是较为理想的防治反射裂缝材料,目前工程上以无纺针刺型应用较多。

3.结语

土工织物由于其良好的整体性、连续性和耐久性,用于路面结构中,具有隔离、防渗、加筋、过滤、排水作用,可以提高沥青面层的抗疲劳开裂、防止反射裂缝和抗变形能力,可使旧路强度明显不足、车流量大,重型超载车辆频繁、路面龟裂严重的半刚性基层沥青路面的使用质量得以改善,从而延长路面结构的使用寿命。试验研究及实际工程表明,合理使用土工织物防裂罩面是省时、省工、省料(下转第259页)(上接第226页)的沥青罩面道路养护措施之一,也可以用于新建路面以提高路面使用质量。可以预见,随着我国高等级公路的发展,土工织物在道路工程中有越来越广泛的应用前景。

【参考文献】

[1]刘宗耀,杨灿文.土工合成材料工程应用手册.北京:中国建筑工业出版社,1994.

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关键词:土工合成材料;加固;软土地基;应用

中图分类号: TU441 文献标识码: A

土工合成材料是应用于岩土工程的、以合成材料为原材料制成的各种产品的统称。土工合成材料的原材料是高分子聚合物,他们是由煤、石油、天然气或石灰石中提炼出来的化学物质制成,再进一步加工成纤维或合成材料片材,最后制成各种产品。制成土工合成材料的聚合物主要由聚乙烯(PE)、聚酯(PER)、聚酰胺(PA)、聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC)等。目前被广泛应用与软土地基处理中。

1 土工合成材料的种类

土工合成材料分为以下四大类:土工织物、土工膜、土工复合材料和土工特种材料。

1.1土工织物

是一种透水性材料。根据制造工艺不同,可分为有纺型土工织物、编织型土工织物、无纺型土工织物。

1.2土工膜

是一种基本不透水的材料。根据原材料不同,可分为聚合物和沥青两大类。为满足不同强度和变形需要,又有不加筋和加筋的区分。

1.3土工复合材料

是两种或两种以上的土工合成材料组合在一起的制品。这类制品将各组合料的特性想相结合,以满足工程的特定需要。常见的种类有复合土工膜、塑料排水带、软式排水管等。

1.4土工特种材料

是为工程特定需要而生产的产品,品种多,常见的种类有土工格栅、土工网、土工格室等。

2 土工合成材料的性能

表征土工合成材料的性能指标一般可分为物理性能指标、力学性能指标、水力性能指标、土工合成材料与土相互作用指标及耐久性指标。

2.1 物理性能指标

物理性能的主要指标有单位面积质量、厚度、孔隙率。单位面积质量通常是指土工织物每平方米的质量。厚度是指土工织物在2kPa法向压力下,其顶面与底面之间的距离。孔隙率定义为非织造土工织物所含孔隙体积与总体积之比。

2.2 力学性能指标

力学性能的主要指标有抗压强度、断裂时延伸率、撕裂强度、穿透强度、握持抗拉强度、顶破强苏、疲劳强度、徐变性、聚合物与土体间摩擦系数等。其中抗拉强度是主要指标。

2.3 水力性能指标

水力性能指标主要为等效孔径和渗透系数,是土工织物两个很重要的特性指标,是反滤和排水功能中的重要指标。

2.4 土工合成材料与土相互作用性能指标

土工合成材料与土相互作用性能指标包括土―织物界面摩擦系数、土―织物渗透特性。

2.5 耐久性能指标

耐久性能指标主要有耐磨、抗紫外线、抗生物、抗化学、抗大气环境等多种指标。

3 作用机理

土工织物在加固软土地基中具有反滤、排水、防护、加筋、隔离等功能。

3.1反滤。土工织物具有细小的孔隙通道,将其置于土体表面或相邻土层之间,水可通过织物,而土粒被阻挡住,从而避免土粒过量流失而造成的土体破坏及由于孔隙水压力升高而造成的土体失稳。

3.2排水。有些土工织物可在土体中形成排水通道,把土体的水分汇集起来,沿着材料的平面排出土体外。较厚的针刺无纺土工布和一些具有较多孔隙的复合土工布都可以起排水作用。目前在港口工程中已广泛使用。

3.3防护。用土工织物填充袋筑堤、用土工网石笼护坡棱体、用土工织物软体排护坡、固滩等可起到防护作用。

3.4加筋。所谓加筋,即讲土工织物按照一定的方式埋入土中,使土工织物与土之间良好地结合,可扩散土体应力,传递拉应力,增强土体与筋材之间的摩擦力并限制土体侧向位移,增加土体的抗剪强度,从而提高土体及有关建筑物的稳定性。

4 土工合成材料在加固软土地基中的应用

土工合成材料加固软土地基,有两种作用:一是起加筋补偿作用,提高软土地基的承载力。二是起排水固结作用,加速软土地基排水固结。地基加筋补强宜选用强度较高、延伸率较小的机织土工织物或土工栅格;加速地基排水固结宜选用塑料排水带或袋装砂井。

4.1 加筋补强作用

机织土工织物或土工栅格对软土的加筋补强作用主要体现在水平加筋上。复合地基中,机织土工织物或土工栅格主要处于受拉状态下,在产生拉伸应力的同时,对土体产生了一个类似于侧向约束压力的作用,使得复合土体具有较高的抗剪强度和变形模量。也就是说由于机织土工织物或土工栅格有较高的强度和韧性等力学特性,且能紧贴于地基表面,使其上部施加的荷载能均匀分布在地层中。当地基可能产生剪切破坏时,铺设的机织土工织物或栅格将阻止破坏面的出现,从而提高地基承载力。当受到集中荷载作用时,在较大的荷载作用下,高弹性模量的土工织物受力后将产生一部分垂直分力,抵消部分荷载。

4.2 排水固结作用

塑料排水带或袋装砂井内部具有排水通道间,具有良好的三维透水性,能使水沿内部的排水通道迅速流出,还可使水经过它们的平面迅速沿水平方向排走。构成水平排水层土工织物与其它排水材料(塑料排水板)共同构成的排水系统,可加速软土地基的排水固结,提高地基承载力等。

5 设计检算

5.1 稳定性验算

根据软土层分布情况不同,稳定性验算分为:深层圆弧滑动破坏、浅层平面滑动破坏和路堤整体滑动破坏。

5.1.1 深层圆弧滑动破坏

深层圆弧滑动破坏:当软土层较厚,土坡失稳可能是沿某一圆弧面滑动的,深层抗滑稳定一般采用传统的圆弧条分法检算。

注意:在采用一层以上加筋材料时,每二层间应铺一定厚度的透水材料。

5.1.2 浅层平面滑动破坏

当软土层较薄,其下为硬层,则上述滑动圆弧不易切入下卧硬层,因而可能产生浅层的平面滑动。浅层滑动可能有三种形式:一是土坡的一部分沿加筋材的顶面滑动;二是土坡的一部分连同部分软土沿下卧硬层的顶面滑动;三是加筋材底面与下卧顶面间的部分软土被挤出。三种形式中给出最小安全系数的一种是最可能发生滑动的情况。平面滑动验算采用一般的极限平衡法求取安全系数,这里不再赘述。

5.1.3 路堤整体滑动破坏

路堤整体滑动破坏的情况就是滑动圆弧在土工织物铺设范围以外产生滑动。此时就是在稳定性验算中没有土工织物的拉力P产生的稳定力矩。

注意:计算中应保证加筋材料不被拉断,才能发挥加筋的作用。并且根据经验,要求加筋材顶面的摩阻力的大小不能超过加筋材料在下列应变时的抗拉力。

5.2 复合地基承载力计算

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摘要:土工格室作为一种新型的合成材料,由于其力学性能好,施工方便和造价低等特点,被广泛地应用于公路路堤加筋、软土路基处理、边坡防护等工程中。本文简要分析了土工格室的性能特点及在公路建设中的各方面应用。

关键词:土工格室;性能;公路建设

随着我国经济建设的蓬勃兴起,公路建设得到了迅猛的发展,每一条道路对于带动城市及周边地区的经济发展起着重要的作用。目前国内公路工程出现的病害种类繁多,分析各种病害产生的原因,多是施工技术不过关,道路投入使用后养护不到位所造成的。结合我国各级公路工程实际情况,为了防止各种病害的产生,提高公路的使用年限,增加经济效益,土工格室的影子到处可见,由于其各方面性能稳定,被广泛应用于路基、路堤、边坡、路面等工程中。

一、土工格室特点及原理

土工格室是由高强度聚乙烯片材,经过强力焊接而形成的蜂窝状的三维立体网格结构材料,属于特种土工合成材料。

土工格室具有材质轻,耐磨损,化学性能稳定,适用温度范围宽,可用于不同土壤与沙漠等土质条件的工程。由于其拉伸强度高,刚性、韧性好,抗冲击力强,可改变土工格室高度、焊距等几何尺寸满足不同的工程需要。它伸缩自如,运输时可缩叠起来,在施工时连接简单易行,张开并填充土石或混凝土料,便可构成具有强大侧向限制和大钢度的结构体,并可以反复多次使用。随着单元网格尺寸的减少,每个网格对其中单位体积土的约束也增大了,所有这些土工格室的整体工作性得到提高。随着网格尺寸增大,约束作用减小,格室内的土体能自由溢出从而导致土表发生更大的隆胀。所以,土工格室的网格尺寸的选择要根据实际施工情形来选择。

土工格室的基本原理被描述为:一种蜂窝状三维限制系统,可以在很大范围内显著提高普通填充材料在承载和虫蚀控制应用中的性能。它的关键原理就是三维限制。经过试验,在格室的限制作用下,中密砂的表观粘聚力可以增加三十几倍。

土工格室的加固机理是:1.取决于界面填料的摩擦作用,而土与填料的摩擦与粘着提供了较大的摩擦系数与粘聚力,产生了较大的摩擦力和抗拔力,土工格室依靠网格的侧壁与土壤的摩擦力以及网格产生的阻力提高抗剪强度,对于充填其中的土体可以完全限制其发生明显的侧向位移。

2.土工格室与充填于其中的填料共同工作,相互作用,由于土工格室对填料提供了较大的侧向约束作用,且格室侧壁对填料产生了向上的摩擦支承力,从而形成了一个具有较大弯拉刚度与抗剪强度的复合体,起到了类似于筏板基础的作用,有效地扩散了应力,使荷载的分布更为均匀。此复合体能够隔离应力和位移的传递,从而柔性过渡和协调了半填半挖路基顶面的沉降。

3.格室与格室之间的反作用力,抵消了部分因荷载而产生的横向位移的趋势,土工格室置于地基表面,还限制了软土的侧向隆起,使得土的滑移剪切面向更深的区域发展,类似于“深基础”的效果,也大大增强了地基的稳定性。

二、土工格室的应用

(一)处理有问题地基和软土地基

在处理问题路基时,应先挖除老路结构层,直至露出老路路基顶面,在老路路基顶面用级配碎石铺筑一定厚度的垫层做为土工格室找平层,人工整平后振压至达到规范要求的压实度为止。然后沿路基横断面方向将格室张拉处于张力状态铺设好。格室内回填应分两次进行。

由于软土地基沉降变形大,不均匀沉降也大,而且沉降稳定历时较长,使得路基稳定性差,非常容易导致路面开裂、路基失稳等不良现象的发生。在上覆荷载作用下可能产生剪砌破坏时,土工格室能对处于格室内的土粒给予三维约束,使土粒与格室成为一个刚度远大于地基的整体,它能较好分布施加在它上面的荷载,产生垂直分力,分散和抵消部分荷载,使地基受力较为均匀。就像两端锚固的适筋梁受荷载作用一样,它发生的是塑性破坏,可以有很大变形。土工格室的铺设能有效地加速地基的固结、缩短工期,减少路基的侧向位移和差异沉降。

(二)应用于边坡、路堤防护

应用于边坡防护时,展开后的格室壁形成一层层挡墙,可以大大缓解水流流速,增加流动能力,减少毛沟侵蚀,防止水压积聚,避免坡面径流的形成,防止雨水对边坡冲蚀。对非软弱地基上的陡坡路堤能起到修复加筋的作用,以形成较陡边坡节省占地或适应特定的场地要求。格室内可以填充种植土,上面可以种植灌木和种草,在原始坡面无法恢复植被的情况下,同样可以获得理想的绿化效果,具有不可估量的环保价值。

(三)应用于旧沥青砼路面

在原有路面及基层表面有局部放松、坑洞及扩散型裂缝的,改造旧路面施工前应事先修补、填塞,冲洗干净原有路面表面,消除尘土、松散颗料及杂物。铺设格室之前需洒粘层油,粘层油如使用乳化沥青,需在完全破乳干燥后铺设。铺设时,必须保持其平整、拉紧,使格室具备有效的张力,然后填充填料,铺完之后再用干净的钢轮压路机碾压一遍。经过实践得出一层土工格室能节约50―100mm厚的高质量沥青混凝土。

土工格室应用于路面结构中,能起到加筋路面,防治路面反射裂缝,延缓反射裂缝的发生和发展,增强路面结构强度,减少车辙的作用,延长路面抗疲劳寿命。

(四)处理桥头跳车

路桥过渡段的不均匀沉降引起桥头线形突变, 高速行驶的车辆通过时产生颠簸跳跃,从而导致桥头跳车现象,加速了桥台台背、桥头伸缩缝以及接缝路面的破坏,是道路病害的多发地段。

在台后路基中分层埋设土工格室,埋设层数应根据桥台的高度设定,一般分布3―6层土工格室,从底层至面层长度逐渐递增,形成楔形。用反包法将土工格室张拉锚固于桥台背,另一端与路基相连,实现刚性桥台与柔性路基模量的平稳过渡,减小填土的侧向变形,形成平缓的沉降过渡段。

(五)应用于公路工程各种排水系统

应用于路基的暗沟排水、支挡结构的墙背排水、路面的层间排水和边缘排水中。大多情况下格室内充填砂砾或碎石等非粘性材料,因此,土工格室加固层又是一个水平排水通道,可加快饱和土固结过程中空隙水压力消散速度,从而加速土体的固结,起过滤和排水作用。

三、结语

综上所述,加强土工格室在道路修复、公路养护、公路环境保护等方面的开发应用与研究是当前面临的重要课题。土工格室在道路工程中能够显著提高填土的整体强度或基础的稳定性,减少道路病害(如纵横裂缝、路基沉降等)的发生,解决了工程中长期存在的一些问题,其用途非常广泛,有效地延长公路使用寿命,降低城市道路养护费用,提高环保、生态等方面的综合效益,对城市道路建设具有很高的推广价值。但在具体的公路建设中,要根据工程环境及施工条件来合理应用土工格室。

参考文献:

[1]张胜,赵华宏;土工格室在软土地基处理中的应用与研究[J];公路交通科技;2004年04期

[2] 方卫民,王炳龙,周顺华;不同高度土工格室整治路基病害的试验研究[J];大坝观测与土工测试;2000年06期

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【关键词】市政道路;软土地基;表层处理;粉喷桩;排水固结

1、前言

在我国沿江、沿湖、沿海的城市广泛分布着软土,而这些城市一般又是经济发达的城市,对城市道路网的完善需要迫切,对道路的功能要求越来越高,而软土给这些城市的道路带来不同程度的危害,如路基滑移、路面起伏不平、桥涵通道处跳车使这些城市的道路建设者感到非常棘手,要花大量人力、物力、财力和时间,去进行勘察、测试、科研、处治。本文结合工程实践谈谈市政道路软基处理方法

2、表层处理法

表层处理法用于地表面极软弱的情况。该法是通过排水、敷设或增添材料等办法,提高地表强度,防止地基局部剪切变形,保证施工机械作业;同时尽可能把填土荷载均匀地分布于地基上。属于这类处理方法的有:表层排水法、砂垫层法、敷设材料法、添加剂法等等。

2.1表层排水法

对土质较好因含水量过大而导致的软土地基,在填土之前,地表面开挖沟槽,排除地表水。同时降低地基表层部分的含水率。以保障施工机械通行。为了发挥开挖出的沟槽在施工中达到盲沟的效果,应回填透水性好的砂砾或碎石。

设计与施工:(1)沟槽的布置沟槽布置要考虑利用地形自然坡度排水;填土沉降要注意坡度的变化;不使来自四周挖方部位的地表水、渗透水浸入填士;沟槽的间隔要尽可能加密,以增大排水能力,即使有部分沟槽被切断也不会妨害整体排水。(2)沟槽的构造沟槽尺寸一般取宽0.5m,深 0.5~1.0m。填土之前在沟槽内用透水良好的砂(砂砾)回填成为盲沟。纵向盲沟一般沿道路纵向或中央纵向开挖,横向盲沟一般间距10~15m布置。沟槽内埋设多孔排水管时。

2.2砂垫层法

对于地基上部软土层极薄且含水量大时,在软土地基上敷垫 O.5~l.2m左右厚的砂垫层。这样可达到固结软土层,使砂垫层起到上部排水层作用;同时,砂垫层又成为填土内的地下排水层,以降低填土内的水位;在进行填土及地基处理施工时,为施工机械提供良好的通行条件。

设计与施工:(1)如采用机械施工,在确定砂垫层厚度时,应考虑机械的重量,轮胎对地面接触压力,偏心程度及软土地基表层强度等在极软地基上,仅用砂垫层来确保大型施工机械的通行,往往需要较厚的砂垫层,是不经济的,所以常与表层排水或敷垫材料等法并用。(2)砂垫层施工时应设放样板。摊铺作业一般采用自卸汽车与推土机联合操作。要尽量做到均匀一致。用透水性差的粉土作填料时,其坡脚附近的砂垫层一旦被土复盖,就有可能妨碍侧向排水,因此对砂垫层的端部要妥善处理。

2.3土工织物加强法

土工织物的制造过程是首先把聚合物原料加工成丝、短纤维、纱或条带,然后再制成平面结构的土工织物。土工织物突出的优点是重量轻,整体连续性好(可做成较大面积的整体),施工方便,抗拉强度较高,耐腐蚀和抗微生物侵蚀性好。

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桐比,它具有独特的性能与功效。土工格栅分为塑料类和玻璃纤维类两种类型。采用编织土工布和土工格栅,铺设于软基表面,可起到反滤、排水、隔离和补强的作用。

2.4添加剂法

对于表层为粘性土时,在表层粘性土内渗入添加剂,改善地基的压缩性能和强度特性。以保施工机械的行驶。同时也可达到提高填土稳定及固结的效果。添加材料通常使用的是生石灰,熟石灰和水泥。石灰类添加材料通过现场拌和或厂拌,除了降低土壤含水量、产生团粒效果外,对被固结的土随着时间的推移会发生化学性固结,使粘土成分发生质的变化,从而促进土体稳定。

3、城市道路深层软基处治

3.1排水固结法

其原理是采用由水平排水砂垫层和竖向排水体构成的排水系统,改变地基原有排水边界条件、缩短地基空隙水的排水距离、加速软土地基的固结过程。工程造价低,施工简单,操作容易,效果较好。

3.2加固土桩法

用带有同转、翻松、喷粉与搅拌功能的机械,将软土地基局部范阿的某一深度、某一直径内的软土用网化材料予以改良、加同,形成加固土桩体,例如:粉喷桩、旋喷桩。施工速度快、加同深度大、效果好,但造价较高。

3.3粉喷桩加固处理法

(1)粉喷桩施工前应准备下列施工技术资料:施工场地的工程地质报告,土工试验报告,室内配比试验报告,粉喷桩没计桩位图,原地面高程数据表,加固深度与停灰面高程以及测量资料等。

(2)场地平整、清除障碍。如场地低洼,应回填粘性士;施工场地不能满足机械行走要求时,应铺设砂土或碎石垫层。若地表过软,则应采取防止机械失稳措施。

(3)施工机具准备,进行机械组装和试运转。

(4)粉喷桩的施工工艺根据设计要求的配比和实测的各项施工参数通过试桩来确定。试桩一般为 5根,通过试桩来确定钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷气压力、单位时间喷粉量等。

(5)粉喷桩所用的水泥(425#普通硅酸盐水泥)应符合设计要求,并有产品合格证,并经室内检验合格才能使用,严禁使用受潮、结块变质的加固料。

结束语

软土地基有极大的危害性,如果不处理或处理不当,就会造成地基失稳,使道路沉降过大或小均匀沉降,对道路成不同程的的危害,以上介绍的只是工地常用的几种处理软土地基的方法,具体施工还要根据工地的实际情况来选用,有时几种方法可以交替或一起使用。

参考文献:

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【关键字】市政道路;路基工程;施工;施工管理

在市政道路工程建设过程中,路基工程是市政道路建设的基础。因此路基工程施工的质量直接影响着市政道路工程的质量。在市政道路路基工程施工的过程中,由于参建的施工单位众多,人员,机械以及材料都需要合理的规划,优化各项配置,为确保效益的最大化,必须提高市政道路路基工程的施工及管理水平。

一.市政道路路基工程施工前的准备工作

1.1对地质水文进行勘查

路基施工工艺与施工现场的地质条件有密切的联系,根据地质水文状况的不同,要采取适宜的施工工艺,以保证施工的顺利进行。所以在施工之前,应该对施工现场的地质水文状况进行详细的勘查,使用先进的仪器设备,制定科学的勘查方案,将获得的数据进行准确的分析,为后期施工工艺的选择提供有利的依据。

1.2对施工现场进行调查

对施工沿线的地质状况以及周边的环境进行详细的调查了解,如果施工地为软性土,要采取有效的预防措施,经勘查后,制定合理的施工方案。对于换填土的质量要严格选择,确定合理的施工工序。对于施工现场的环境进行检查,如果在地下有管线的铺设,要了解具体状况,并且与相关部门取得联系,在不影响正常运行的基础上,协商解决。

1.3合理选择施工机械

为了保证工程的质量和效率,机械设备是必不可少的施工装备,尤其是路基施工的特殊性。为了保证工程的顺利进行,应该选择适宜的机械设备,根据施工现场地质环境特点以及对施工工艺的要求,合理的选择施工机械。根据计划的工期进度,合理安排机械设备的进出场时间,对于使用时间短、机械成本高的机械可以根据实际状况租用。

1.4施工场地及其他准备

对施工现场进行布置,保证场地的平整性,确保人员车辆的畅通无阻。在路基的一侧要做好排水工程,防止地下水以及雨天对路基施工造成影响。对于施工材料要做好保管工作,根据施工材料自身的特点,分类存放,设置专人管理,并且做好防护措施,避免阳光曝晒、雨林等而影响材料的质量。

二、市政道路路基工程的施工

2.1软土地基处理技术

道路工程建设路线长,所遇到的地质状况呈现多样化的特点,其中的软土性地基在施工中比较常见,如果处理不当,将会对工程质量有很大的影响,在后期使用中会出现安全事故。所以对于软土地基,要提高施工质量,加强施工管理。(1)土工合成材料的应用技术一般小于3m厚浅层的软土地基可采用先在地表铺筑上工布,再填筑路堤,土工布起分隔、过滤、排水和加速固结等作用,从而取代常规的置换方法。软土层厚度3-5m,采用土工布与砂垫层联合处治,排水砂垫层的厚度可由50cm减薄至30cm。也有在路堤下面与地表之间铺设多层土工织物,利用材料的高抗拉强度克服地基的滑动变形来保持稳定,通过控制填土速率,配合超载予压,使地基迅速固结。(2)轻质材料的应用技术。对于路基填筑的材料要不断的更新,采用对施工有利的材料。轻质材料是近年来研发的一种新型材料,材料本身的重量较轻,可以减少自身的重量负荷。轻质材料在软土性路基填筑中应用,自重可以得到30%左右。在国内的实践应用中,粉灰的使用已经取得了一定的效果,在液限以及含水量等方面都具有良好的性能,压实性较好。

2.2路基填筑与压实

目前改进填筑要求与压实条件是保证路基质量最有效与经济的方法。(1)路基填筑。规范规定了对路基填料应有条件的选用。对路基填料的最小强度和最大粒径给了量化的标准,采用CBR值表征路基土的强度,引入了路床的概念。当路基填料达不到规定的最小强度时,应采取掺合粗粒料、或换填、或用石灰等稳定材料处理。(2)路基压实。在路基压实作业中,应该根据对道路压实的规范要求,使用适宜的压实机械,大吨位的压路机械得到了广泛的应用。根据实际状况,对施工机械进行合理搭配。按照相关的规定,对于松浦系数、含水量、碾压遍数等各项指标严格执行,保证路基的施工质量。(3)路基防护。因为岩土修建的路基,要长期受到自然力的影响,例如雨、雪、日晒以及冲刷在加上汽车的压载等。导致路基的岩土力学性质发生很大的变化,使路基发生各种变形甚至破坏。路基防护是保证路基强度以及稳定性的重要措施。a.坡面防护:根据工程所在地的气候状况以及边坡的破坏状况选择适宜的防护措施。对于水土流失严重的,排水状况受影响的边坡可以使用植物防护法。对于受风化侵蚀以及破碎的边坡,可以使用灰浆等混合材料对坡面进行填堵和加固。b.支挡防护:当前支挡防护挡土墙仍占很大比例。石砌的重力式挡土墙大多用于石料丰富、墙高较低以及地基较好的场合;钢筋混凝土结构的悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙与板柱挡土墙因其受力比较合理,而且墙身的圬工体积比较小,因此也已经广泛应用于市政道路路基工程的防护。(4)路基排水。水对路基的侵害较大,容易造成路基结构失稳,牢固性减弱,从而缩短使用寿命,对整个道路的运行质量造成影响。所以应该做好路基的排水作业,提高排水效率。在设计排水系统时,要充分的考虑到当地的环境,不影响农田作业,与已有的排水系统做好协调规划。良好的路基排水系统可以较少路面等流水对路基的渗入侵蚀,在日常使用中,要加强养护工作,确保排水系统的畅通,出现质量问题,及时维护,减少对路基的水侵蚀。

三、市政道路路基工程的施工管理

3.1建立完善的管理制度

根据工程的施工要求,制定完善的管理制度,确保各个环节能够协调统一。随着工程的不断开展及市场形势的变化,实际施工状况会与预期出现差异,对于这些状况要实行动态管理。对于无法按照预期执行的,需要及时与技术人员沟通,在协商后制定出改进的办法,经监理工程师签字确认后再实施。建立完善的岗位责任制,将具体的职责落实到人,惩罚分明。

3.2提高施工管理人员的思想认识及做好培训工作

保证路基工程能够顺利的完工,首先要在思想意识上强化质量安全的重要性,得到领导者的重视是关键,只有领导者重视才能够完善各项安全管理标准,加强对各管理岗位责任人的质量安全意识培养,并且将其作为考核的标准。发生安全事故,一定要追究到底,对其进行严惩。对于施工人员,要做好质量安全教育培训,提高质量安全意识,在施工过程中,严格按照规范标准操作,佩戴安全防护装备。

四、结束语

城镇化建设进程的加快,道路工程建设日趋增多,同时对道路工程的质量要求也越来越严格,而作为道路工程施工中最基本的路基施工,其施工的质量直接决定着的道路工程的质量,因此提高路基工程施工水平对道路交通发展具有重要意义。

参考文献:

[1]程锐.市政道路路基工程施工技术要点探讨[J].科技创新与应用,2014

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【关键字】市政公用工程;道路路基;施工技术;管理

在市政公用工程道路路基施工的过程中,由于参建的施工单位众多,人员,机械以及材料都需要合理的规划,优化各项配置,为确保效益的最大化,必须提高市政公用工程道路路基的施工技术水平。

一、市政公用工程道路路基施工前的准备工作

市政公用工程道路路基施工之前,需要了解工程的概况,为路基施工的顺利进行奠定坚实的基础,施工前的准备工作主要有如下几个方面。

1.1对施工现场的调查

对施工沿线的地质状况以及周边的环境进行详细的调查了解,如果施工地为软性土,要采取有效的预防措施,经勘查后,制定合理的施工方案。对于换填土的质量要严格选择,确定合理的施工工序。对于施工现场的环境进行检查,如果在地下有管线的铺设,要了解具体状况,并且与相关部门取得联系,在不影响正常运行的基础上,协商解决。

1.2做好地质水文勘查工作

路基施工技术与施工现场的地质条件有密切的联系,根据地质水文状况的不同,要采取适宜的施工工艺,以保证施工的顺利进行。所以在施工之前,应该对施工现场的地质水文状况进行详细的勘查,使用先进的仪器设备,制定科学的勘查方案,将获得的数据进行准确的分析,为后期施工工艺的选择提供有利的依据。

1.3施工机械的选配

为了保证工程的质量和效率,机械设备是必不可少的施工装备。尤其是路基施工的特殊性,对于机械设备的需求性更高。为了保证工程的顺利进行,应该选择适宜的机械设备,根据施工现场地质环境特点以及对施工技术的要求,合理的选择施工机械。根据计划的工期进度,合理安排机械设备的进出场时间,对于使用时间短、机械成本高的机械可以根据实际状况租用。合理的机械设备的选择,是促进施工效率和质量的基础保障,所以合理的选配,是工程得以顺利进行的动力。

1.4施工场地及其他准备

对施工现场进行布置,保证场地的平整性,确保人员车辆的畅通无阻。在路基的一侧要做好排水工程,防止地下水以及雨天对路基施工造成影响。对于施工材料要做好保管工作,根据施工材料自身的特点,分类存放,设置专人管理,并且做好防护措施,避免阳光曝晒、雨林等而影响材料的质量。

二、市政公用工程道路路基的施工技术

2.1软土地基处理技术

因道路的建设里程较长,所以所遇到的地质状况呈现多样化的特点,其中的软土性地基在施工中比较常见,如果处理不当,将会对工程质量有很大的影响,在后期使用中会出现安全事故。所以对于软土地基,要提高施工质量,加强施工管理。(1)土工合成材料的应用技术一般小于3m厚浅层的软土地基可采用先在地表铺筑上工布,再填筑路堤,土工布起分隔、过滤、排水和加速固结等作用,从而取代常规的置换方法。软土层厚度3-5m,采用土工布与砂垫层联合处治,排水砂垫层的厚度可由50cm减薄至30cm。也有在路堤下面与地表之间铺设多层土工织物,利用材料的高抗拉强度克服地基的滑动变形来保持稳定,通过控制填土速率,配合超载予压,使地基迅速固结。(2)轻质材料的应用技术。对于路基填筑的材料要不断的更新,采用对施工有利的材料。轻质材料是近年来研发的一种新型材料,材料本身的重量较轻,可以减少自身的重量负荷。轻质材料在软土性路基填筑中应用,自重可以得到30%左右。在国内的实践应用中,粉灰的使用已经取得了一定的效果,在液限以及含水量等方面都具有良好的性能,压实性较好。

2.2路基填筑与压实

目前改进填筑要求与压实条件是保证路基质量最有效与经济的方法。(1)路基填筑。规范规定了对路基填料应有条件的选用。对路基填料的最小强度和最大粒径给了量化的标准,采用CBR值表征路基土的强度,引入了路床的概念。当路基填料达不到规定的最小强度时,应采取掺合粗粒料、或换填、或用石灰等稳定材料处理。(2)路基压实。在路基压实作业中,应该根据对道路压实的规范要求,使用适宜的压实机械,大吨位的压路机械得到了广泛的应用。根据实际状况,对施工机械进行合理搭配。按照相关的规定,对于松浦系数、含水量、碾压遍数等各项指标严格执行,保证路基的施工质量。(3)路基防护。因为岩土修建的路基,要长期受到自然力的影响,例如雨、雪、日晒以及冲刷在加上汽车的压载等。导致路基的岩土力学性质发生很大的变化,使路基发生各种变形甚至破坏。路基防护是保证路基强度以及稳定性的重要措施。a.坡面防护:根据工程所在地的气候状况以及边坡的破坏状况选择适宜的防护措施。对于水土流失严重的,排水状况受影响的边坡可以使用植物防护法。对于受风化侵蚀以及破碎的边坡,可以使用灰浆等混合材料对坡面进行填堵和加固。b.支挡防护:当前支挡防护挡土墙仍占很大比例。石砌的重力式挡土墙大多用于石料丰富、墙高较低以及地基较好的场合;钢筋混凝土结构的悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙与板柱挡土墙因其受力比较合理,而且墙身的圬工体积比较小,因此也已经广泛应用于市政公用工程道路路基的防护。(4)路基排水。水对路基的侵害较大,容易造成路基结构失稳,牢固性减弱,从而缩短使用寿命,对整个道路的运行质量造成影响。所以应该做好路基的排水作业,提高排水效率。在设计排水系统时,要充分的考虑到当地的环境,不影响农田作业,与已有的排水系统做好协调规划。良好的路基排水系统可以较少路面等流水对路基的渗入侵蚀,在日常使用中,要加强养护工作,确保排水系统的畅通,出现质量问题,及时维护,减少对路基的水侵蚀。

三、市政公用工程道路路基施工的管理

3.1建立完善的管理制度

根据工程的施工要求,制定完善的管理制度,确保各个环节能够协调统一。随着工程的不断开展及市场形势的变化,实际施工状况会与预期出现差异,对于这些状况要实行动态管理。对于无法按照预期执行的,需要及时与技术人员沟通,在协商后制定出改进的办法,经监理工程师签字确认后再实施。建立完善的岗位责任制,将具体的职责落实到人,惩罚分明。

3.2做好思想意识工作

保证路基工程能够顺利的完工,首先要在思想意识上强化质量安全的重要性,得到领导者的重视是关键,只有领导者重视才能够完善各项安全管理标准,加强对各管理岗位责任人的质量安全意识培养,并且将其作为考核的标准。发生安全事故,一定要追究到底,对其进行严惩。对于施工人员,要做好质量安全教育培训,提高质量安全意识,在施工过程中,严格按照规范标准操作,佩戴安全防护装备。

四、结束语

城镇化建设的快速推进,对道路工程的质量要求的越来越严格,而作为道路工程施工中最基本的路基施工,其施工的质量直接决定着的道路工程的质量,因此提高路基工程施工技术水平对道路交通发展具有重要意义。

参考文献:

[1]程锐.市政公用工程道路路基施工技术要点探讨[J].科技创新与应用,2014,(2).

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公路试验检测项目

1.土:颗粒级配、液限塑限、最大干密度、最佳含水量、CBR、粗粒土最大干密度、回弹模量、凝聚力、内摩擦角、自由膨胀率 。

2.集料:颗粒级配、压碎值、磨耗值、磨光值、冲击值、针片状颗粒含量、砂当量、含泥量、坚固性、表观相对密度、吸水率、棱角性、碱活性 。

3.石料:单轴抗压强度、抗冻性 。

4.水泥:凝结时间、安定性、胶砂强度、细度、胶砂流动度、比表面积 。

5.水泥混凝土、砂浆、外加剂:抗压强度、抗折强度、抗压弹性模量、配合比设计、坍落度、含气量、混凝土凝结时间、抗渗性、劈裂抗拉强度、抗折弹性模量、干缩性、抗磨性、抗冻性、减水率、泌水率、外加剂的钢筋锈蚀试验 。

6.无机结合料稳定材料:无侧限抗压强度、水泥或石灰剂量、配合比设计、石灰有效钙镁含量、粉煤灰细度、粉煤灰烧失量、粉煤灰比表面积 。

7. 沥青:针入度、延度、软化点、闪点、蜡含量、粘附性、动力粘度、运动粘度、薄膜加热质量损失、改性沥青弹性恢复、改性沥青离析、乳化沥青破乳速度、乳化沥青粒子电荷、乳化沥青筛上残留物、恩格拉粘度、道路标准粘度、蒸发残留物含量 。

8.沥青混合料:马歇尔稳定度、沥青含量、动稳定度、配合比设计、最大理论密度、SMA粗集料骨架间隙率、析漏损失、飞散损失、冻融劈裂强度比、低温最大弯拉应变

9.钢筋:抗拉强度、屈服强度、伸长率、冷弯 。

10.预应力钢绞线:拉伸试验(最大力、规定非比例延伸率、最大力总伸长率)、弹性模量、松驰率、疲劳及偏斜拉伸试验 。

11.土工合成材料:拉伸强度、延伸率、撕裂强度、顶破强度、厚度、单位面积质量、渗透系数 。

12.道路工程:压实度、路面厚度、弯沉、平整度、车辙、摩擦系数、路面渗水、土基回弹模量、路面构造深度 。

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关键词:盐渍土;路基路面;危害;解决措施

Abstract: The engineering properties of saline soil in the subgrade and pavement, lead to geological disasters occurred frequently, the harm of saline soil and solutions in this paper.

Keywords: saline soil;roadbed;hazards;countermeasures

中图分类号:U455.1文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)

新疆阿克苏地区深居内陆,地形封闭,气候干燥,自然条件特殊,盐渍土不仅分布范围广而且盐化程度和含盐性质差异较大。由于盐渍土特殊的工程性质,导致路基路面地质灾害屡屡发生。主要是氯盐渍土和硫酸盐渍土,由于各类盐渍土的工程特性不同,因而产生路基病害的特点不同。氯盐渍土的病害特点是路堤内有大小不一的空洞,溶蚀、板结现象较普遍,路肩松软,路基沉陷,边坡多有塌垮等现象。硫酸盐渍土路基病害特点为路基表层0.3m范围内土层松胀及疏松,路肩出现云朵状凸起的松软层,其松软厚度一般为2~3 cm,最厚可达5~10 cm,足踩下陷。新疆盐渍土公路对路基产生的病害主要有以下几个方面 :

翻浆:翻浆主要是由于盐渍土中所含易溶盐晶体聚冰、脱水及吸湿潮化,使得土基饱水及承载能力下降,在外荷载反复作用下形成翻浆,使道路表面泥泞、湿滑,影响车辆正常运营,这类病害以氯盐渍土地区较为多见;翻浆是由于土质、高温度和水三个自然因素和荷载的共同作用形成的。

盐胀:盐胀是指含有硫酸盐的盐渍土,降温时硫酸盐吸水结晶、体积增大、促使土体膨胀;温度升高时,硫酸盐又脱水,体积变小,致使土体疏松。盐胀主要随温度变化而发生体积变化,引起地表松胀或公路路基路面局部不平、鼓起开裂。

腐蚀 :腐蚀主要由于盐渍土中所含易溶盐与道路工程中所使用的金属材料、非金属制成品发生化学反应,致使这些材料或制成品的工程性能发生劣化,最终导致道路的破坏。这类病害在道路工程中的表现为钢筋锈蚀、混凝土或粘土制成品粉化开裂,高等级路面结构层损坏。

以上危害造成的破坏常常是不可恢复的,因此在公路建设中应加强对这些方面的防治研究,实施合理的措施,减少危害的程度。主要从两大方面着手 ,一是重点加强对使用土场及水稳料场的易溶盐含量检测,采取措施从源头。二是在路基路面施工技术上下功夫,做好隔离层,填料路堤碾压和排水等一系列工作。现将主要采取的措施分述如下:

(1)原地面易溶盐含量调查。工程进场后,项目部工地试验室,按每公里为一个单元。对未明确表示为盐渍土路段取探坑(深度1m),分层取样试验(设计上的盐渍土路段除外),检测易溶盐含量,如达到中盐以上按照规范要求进行换填或增加隔断层,防止盐分上升。

(2)路基填料使用料场易溶盐含量的检测。根据设计图纸规定的取土场的使用面积,在料场四角及中间部位(每50米)挖坑检测,取样至土场开挖底面,测定易溶盐含量确定取土深度,易溶盐含量检测合格后方可允许使用。

(3)加强过程控制。现场施工人员在施工过程中发现路基有“泛白”现象,通知试验室取样,另外试验室人员平时的工地巡查中随机取样,检测易溶盐含量,如果超过规范要求及时通知协作队伍停止使用,并把易溶盐含量超标的土清除出路基。路基施工中的碾压用水也是重点检查对象,阿克苏地区有一些井水为苦咸水,含盐超标洒到路基中会使填料含盐超标,还有有些时候会有这样的可能:单独的路基填料和水的易溶盐指标都不超标,二者加到一起就超标了,所以说在路基施工中检测工作是丝毫不能马虎的。

(4)路面水稳集料使用的是干筛后的天然砂砾进行级配。料场开挖前按照路基土场探坑检测方法,检测料场易溶盐含量,水稳集料含量控制在非盐或弱盐以内,硫酸盐含量控制在0.25%以下。通过我们现场的检测,对水稳集料含盐影响较大的主要是细集料,也就是砂子的含盐是决定因素,所以要重点检测。另外水稳集料的拌合用水也是一个需要重点检测的对象。

通过以上几项措施,严格控制路基填料及路面基层使用集料的易溶盐含量,选择较好级配的天然砂砾用作路基填料及水稳集料,从根本上保证原材料质量。把盐渍土的影响程度降到最低,确保路基路面工程质量达到优良的标准。

从盐渍土路基路面的施工技术上来讲有以下几种解决措施:

(1)不同盐性的盐渍土对路基路面有不同的危害,因此必须采样试验分析才能鉴定出危害的程度。应根据当地气候,水文地质等条件,通过试验决定填筑措施。盐渍土路堤应分层铺填分层压实,每层松铺厚度不大于20cm,砂类土松铺厚度不大于30cm.碾压时 应严格控制含水量,不应大于最佳含水量1个百分点。另外还是要加强对施工用水的检测,确保碾压用水达标。

(2)盐渍土地区路堤施工前应测定其基底(包括护坡道)表土的含盐量和含水量及地下水位,根据测得的结果,分别按设计规定进行处理。如路堤高度小1.0m时,除将基底含盐量较重的表土挖除外,应换填渗水性土,其厚度对高速公路,一级公路不应小于1.0m,其他公路不应小于0.8m。原基底土的含水量如超过液限的土层厚度在lm以内时,必须全部换填渗水性土;如含水量介于液限和塑限之间时,应铺10~30cm的渗水性土后再填粘性土;如含水量在塑限以下时,可直接填筑粘性土。当清除软弱土体达到地下水位以下时,则应铺填渗水性强的粗粒土,并应高出地下水位30cm以上,再填粘性土。在地表为过盐渍土的细粒土地区或有盐结皮和松散土层时,应将其铲除。铲除的深度,应通过试验确定.如地表盐渍土过厚,亦可铲除一部分,并设置封闭隔水层。隔水层设置深度宜在路床顶以下80cm深度处。若有盐胀问题存在,隔水层应设在产生盐胀的深度以下。当采用土工合成材料做隔水层时,为防止合成材料被挤压破,宜在隔水层上,下分别铺一层10~15cm厚的砂或粘土保护层。

(3)高速公路,一级公路的盐渍土路基的路肩及坡面,应采用防护措施或加宽路基措施。其他等级公路, 亦宜采用防护措施。盐渍土路基的施工,应从基底清除开始,连续施工。即从基底到路床表面应分段一次完成,不可间断,在设置隔水层的地段,至少一次做到隔水层的顶部。

(4)排水:施工中应及时合理布置好排水系统,不应使路基及其附近有积水现象。路基一侧或两侧有取土坑时,取土坑底部距地下水位不小于15~20cm;底部应向路堤外有2%~ 3 %排水横坡和不小于0.2 %的纵坡。在排水困难地段或取土坑有被水淹没可能时,应在路基一侧或两侧的取土坑外设置高0.4~0.5m,顶宽lm 的纵向护堤。在地下水位较高地段,除挡导表面水外,应加深两侧边沟或排水沟 ,以降低路基下的地下水位。

综上所述,对于盐渍土地区路基施工我们只有做好源头工作和采取正确的施工工艺,才能减少盐渍土对路基的危害,建造出合格的公路工程。

参考文献