旧路改建路基施工技术[1].doc

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旧路改建路基施工技术

【摘要】随着交通等级的不断提高，原由路面已不能满足现在的交通需求，为降低工程造价，对原由路基进行加宽改造已成为一种趋势。

论文叙述了公路改建的理论问题、原有路基对改造路基质量控制的影响、旧路加宽的地基沉降与路基稳定性分析、路基施工质量控制和改建路基的施工技术等内容。

重点论证了公路改建的路基施工中所注意的主要问题，特别是新旧路的衔接和土工格栅在旧路改造中的应用问题。

【关键词】旧路改建施工技术

1公路改建的必要性

为了提高交通的安全性、通过能力和排除堵车地点而对道路进行改建时所采取的一切措施，都可以认为是改建。

必须对道路进行改建的原因是多种多样的，如：

1）交通量的增长导致车速的降低，在某些路段上出现堵车现象，严重恶化了运输质量。

2）交通事故增多。

3）必须将道路引出居民点或是在已规划的区域内重新出现建筑物（如飞机场等）而必需将道路引出该地区。

4）消除公路与铁路的平交。

5）考虑环境保护的要求。

6）必须保证车辆沿路通过，如长途公共汽车或密集的旅游车。

7）道路必须适应长挂车的正常行驶。

8）交通流中出现大件运输车辆等等。

目前的旧路改造，绝大多数是采取提高公路等级的办法，从而提高公路运输能力。

提高公路等级主要采取两个办法：

一是进行道路加宽；二是消除旧路病害，提高路面质量。

无论是道路加宽还是旧路病害的处理，起着决定性作用的是公路路基的施工。

其中包括：

新路基的施工质量控制、旧路基含水量过大的处理与防治、新旧路基的结合部位的处理等等。

2改建路基的施工技术

2.1路基加宽工程施工技术

（1）路基加宽填土的选择。

路基拓宽的填土部分应当与老路基形成一个整体结构，使能保持良好的水温状态，最好的解决办法就是拓宽时使用与老路基相同的土壤，如果做不到这一点，就只能使用非粉质的砂性土，并严格遵守填筑规定。

虽然砂性土有时要远远运来，比使用当地粘土要贵得很多，但是将来可以使路面寿命延长，并减少养护费用，所以初期的这种投资还是很合理的，路基改建的造价往往会高于新建的30—50%，原因就在于必须使用高质量的土壤和复杂的施工工艺。

如果路基高度在2米以下，单边拓宽，而且在拓宽部份上有一条一级路标准的分离式车道，建议使用与老路基相同的土壤，路基高度在2米以上，非对称拓宽时最好只用砂性土。

目前常常按一级路的要求进行改建，这样实际上是建一条新路基，而新老路堤之间的低洼处将作为中央分隔带，其中的积水要引到断面的最底处，在这种情况下，拓宽的路基可以使用任意土壤，与老路基土壤无关。

一般情况下用于加宽路堤的土壤，其渗透系数应大于老路基土壤的渗透系数。

（2）保证机械作业宽度。

如果路基拓宽的宽度小于压路机或挖土机所需行驶的宽度，此时施工是很麻烦的，而且达不到质量要求，所以要增大拓宽的宽度，保证施工机械正常运行。

对于2米高路堤进行对称拓宽并将边坡做成l：

3—1：

4时，加宽带的宽度一般不小于3米，以便于机械操作．

（3）路基加宽时对边坡、边沟要求。

如果路堤高度不到2米，为了使新老土壤更好的结合，可在边坡上松土或切成0.2—0.25米深的沟，并将堤坡限制在1：

10到1：

5之间，如果路堤很高，应在边坡切成0.5米高的阶坎，斜坡为0.5%，堤坡为1：

3。

路堑对称拓宽时，如其深度超过2米（尤其是6米以上），为了提高边坡的稳定性，最好将渠道边沟改成三角形或梯形断面的有铺砌的排水沟，这种边沟有很多优点，如有利于交通安全，降底边坡高度，减少工程土方量，少受冲刷，便于除雪，可迅速恢复路基的夏季水温状态，设置这种加固排水沟的费用，经3—5年就可以得到补偿。

（4）机械作业方法与压实度。

路基拓宽施工时，首先要将加宽的地方的种植土去掉。

压实时使用振动式压路机为好，尤其是对亚粘土，亚砂土和砂性土更有效果。

压实机械的速度为380米／小时，土层厚度0.35米时，压实系数可达K0＝0.95。

如速度加至50—550米／小时，层厚应降到0.3米。

总之，速度和层厚越降低，压实效果越好，如速度V=300／小时，层厚h=0.25时，压实系数可达K0＝0.98。

如果路堤高度不到2米，可用推土机将边坡土刮松0.2——0.25米深，因为老路基的边坡多为1：

1.5，可将用铲运机，运土车或自卸汽车运来的土用推土机推下，并作成5%以上（对于粘性土）和2—3%（对于砂性土）的缓坡。

压实层的厚度应根据压实机械的种类、性能和作业方法，通过计算确定，从而保证拓宽路基的相对压实度不低于原有路堤土壤的压实度。

在2米以上高路堤的边坡上，根据填土的情况将其切成阶梯。

开始从底部切，然后逐渐往上，将上部土铺在下一阶台上并进行压实。

这样可提高工作效率20—30％。

其中最重要的一道工序是压实台阶上的土壤。

一般选用振动式悬臂压实机械最好。

（5）特殊部位填筑材料的处理和使用。

在拓宽深2米的路堑时，先将边坡的种植土去掉。

如路堑深6米，则先填平边沟并压实，然后从边坡上方切土运走，逐次下移，最后底部开始处理边坡。

并对拓宽土基路肩进行干燥处理。

路基上层1米深处（由路面底算起）只能用250毫升以下的粗粒碎石屑，细嵌缝料的含量不能超过30%。

如果细粒含量过少，在压实时含水量要提高到最佳值的1.3倍。

如果是大粒碎岩土壤（抗压强度R≤50公斤／平方厘米）要分两次压实：

先用25吨钢轮压路机，后用25—30吨胶轮压路机，各压10—20次。

对于这种土壤也可以用振动式压实机械。

如果用粉煤灰填筑和拓宽路基，应考虑到它的非均质性。

压实前，它的铺层厚度不能超过20—25厘米；如果使用振动式压实机械，其厚度可达35—40厘米。

粉煤灰混合材料的含水量若低于最佳含水量时，要求按有关规定加水。

这样才可保证最佳压实度，在操作时也无灰尘。

2.2路基加高和纵断面改善的施工技术

旧路改建中加高路基，这在技术上是一项复杂的任务，路基加的越高，新填土壤沉陷和滑落的可能性就越增大。

工程施工的第一步是用铲运机将边坡的表层土壤去掉，如边坡有砂、碎石、砾石及其它与土壤物理特性不符的材料，也应去掉，然后再分层填筑到要求的宽度和高度。

如果加高时需要铲除原有路面的时候，路面铲去后，应将路槽内的土壤松动10厘米深，随后填筑与路基相同的土壤，再分层压实。

每层的土壤厚度要采取不大于压实机械施工规范规定的0.6—0.7，并严格遵守最佳含水量和压实系数K0＝1.03—1.05的规定。

老路槽恢复完之后必须整形，做成不小于4%的双面横坡，然后再分层填筑，达到设计标高。

为了提高压实度，使之与经过长期运营的老路基相适应，每层填土的厚度应该比规范小20—25%。

最好用胶轮压路机，轮胎压力初期用2—3公斤／平方厘米，后期用3—4公斤／平方厘米。

如果是亚黏土，可提高到6—8公斤／平方厘米。

在压实砂性土时，轮胎压力始终是2—3公斤／平方厘米。

压路机的速度为：

初期和末期2—2．5公里／小时，中期8—10公里／小时。

为了防止因边坡坍塌而使压路机滚到边坡下，在填筑加高的路堤时，特别是使用拖式轮胎压路机时，第一次和第二次的碾压路线要在离开路堤边线向内2米，以后每次碾压时向外移1／3的压路机宽度，但不得靠近路基边线0.5米。

这条0.5米宽的路基边线可用500—1000公斤的振动板压实，或者将路基每侧多加宽0.5米，待压实后将多余的移做他用。

无论在什么时候边坡的表层都是得不到充分的压实的，尤其是路堤高2—10米时，必须使用480型单滚筒式振动压路机充分压实边坡。

在翻浆路段换土时，在与相邻路的连接处要挖成梯形坑，其纵向斜坡应为1：

10，这样可以避免新老土之间的发生不均匀冻胀。

无论新换土壤的性质如何，都要在坑底加排水措施，即在老土的纵向最底处，横贯路基铺设一根排水管，直径D=80—100毫米。

如果管壁是不透水的，则可在其上半圆内钻孔或是每隔30—50厘米锯一道口子。

2.3路基边坡的整平和加固施工技术

路基拓宽时最困难的是边坡后填土层的压实问题。

路堤拓宽填土在边坡上应多出5—10厘米，路堑边坡上可多出10—15厘米，这样在边坡整平时只限于切去土壤。

如果边坡填筑的是种植土，则没有必要预留整平余量。

路基边坡的加固形式是根据自然条件及当地材料因地制宜选择，对于不受水淹的路堤，其基本的护坡形式是种植多年生的草皮，如果没有好的种植土壤，可种植混合牧草。

为防止边坡被水毁，尤其是对于暂时受水淹的路堤，建议用10%的硅酸盐水泥或是分解较慢的沥青乳液进行加固，土层的加固深度不小于10厘米。

用沥青乳液的土壤比用水泥土容易摊铺和压实，而且可立即生效，不需要形成时间。

但这种加固的成本高，推广比较困难。

对于容易受到冲刷的土壤或在水患严重的地方，用混凝土预制板加固边坡。

当水的流量很大，水面坡度超过3%时，以及在人工构造物附近时，预制板的尺寸应为50*50*8厘米。

预制板铺应在砾石或砂石上，应避免直接铺在粘土上，以防止冻胀对其产生影响。

此外，还有其他形式的钢筋混凝土和混凝土护坡预制板，如格构坡。

这些预制板是用钢卡销或是用钢筋混凝土桩固定在边坡上的，形成格构。

预制件的长度为1—2米，梯形横截面尺寸为5*10厘米或10*20厘米，网格的里面一般种草或填石。

在改善路基边坡稳定性方面，如果边坡表面变形深度不大，可以用路基的土壤将其整平，采用推土机按滑塌的深度先把边坡犁成沟，再按水平分层填筑土壤，并用振动夯仔细地将其夯实。

在边坡地下水源出口处，将边坡底部挖开，根据路堑的深度填筑1—3米的台基，并全部用抗冻的砂石或砾石筑成0.15米直径的反滤排水管，在土壤开挖处回填抗冻、防水材料：

砾石，石料，碎石，炉渣等。

在路堑上坡以外5米处再设置一道0.8米深的截水沟，通常可以提高路堑边坡上部的稳定性，如果路堑边坡全部滑塌，而且覆盖了边沟甚至路肩，建议在进行工程地质勘察之后，再制定加固方案。

路堤边坡不稳定的主要原因是防水和防冻的效能较底，以及筑路石料非常易碎，如路堤内有易风化的石料，可以在边坡下用小卵石，砾石或砾石砂筑成挡土墙来提高路堤边坡的稳定性，也可以提高路堤底部加宽的稳定性。

为了防止挡土坡被路堤加宽土壤淤积，最好用玻璃纤维或聚合材料在它们之间设置一道防淤层，用石料做的挡土堆边坡不能大于1：

1.3。

用大石料时允许到1：

1。

为了降底造价，有时用非粉质粘土当做挡土堆，其坡度不应陡于1：

2.5，挡土堆的底部应当作成1—2%的降坡。

2.4旧路路基单侧加宽施工技术方案

（1）单侧加宽方案一，即：

基底换填天然砂砾+碎石土（砂砾土、山皮土）+风化砂+土工格栅+风化砂+碎石土（砂砾土、山皮土）

用于路基单侧加宽高填方处，并且宽度满足机械碾压作业的要求。

土工格栅不仅可发增强新旧路基间的整体稳定性，而且还可以使新加宽路基的强度和刚度得到很大的提高，从而可有效地减小新旧路基间的刚度差异。

土工格栅具有减小新加宽路基的不均匀沉降和侧向位移的作用，从而使得路基横断面上的沉降趋于均匀。

（2）单侧加宽方案二，即：

基底换填天然砂砾+碎石土（砂砾土、山皮土）+4%水稳碎石土（砂砾土）。

2.5旧路路基双侧加宽施工技术方案

（1）双侧加宽方案一，即：

基底换填天然砂砾+天然砂砾（碎石土、砾石土、山皮土）+风化砂+土工格栅+风化砂+碎石土（砂砾土、山皮土）

由于天然砂砾的渗水性填料，可以很好地将浸入路提中的雨水排出，同时天然砂砾也具有很高的强度和刚度，有得于减小新旧路基间的刚度差，并可减小路基在行车荷载作用下的塑性累积变形。

（2）双侧加宽方案二，即：

基底换填天然砂砾+碎石土（砂砾土、山皮土）+4%水稳碎石土（砂砾土）。

2.6土工格栅在旧路加宽中的施工技术

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。

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。

（1）施工前准备

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。

（2）土工格栅的施工

①土工格栅沿线路的横向铺设，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，施工时应保证格栅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栅张拉紧，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，相邻两幅土工格栅的搭接长度不小于20cm，并用尼龙绳呈之字形穿绑，使之成为一体。

土工格栅覆盖至每层挡墙的全宽。

③土工格栅在试验路段中共铺设了10层。

一至三层的土工格栅的间距为50cm，四至八层的土工格栅的间距为90cm，八至十层的土工格栅为30cm。

由于填土6～8m不等，且填土较高，所以采用满铺。

土工格栅的铺设长度4～9m不等。

（3）施工质量的控制

①当土工格栅摊铺在碎石层上时，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栅上直接碾压，以免对土工格栅产生推移或破坏，从而影响施工质量。

铺设土工格栅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％。

2.7旧路加宽试验路的观测测试

在旧路加宽改造工程中需进行必要的现场观测测试，以便掌握地基和路基的沉降与变形，以及路基土体内应力状况。

在试验路单侧加宽段的每个横断面均埋设6对沉降板和土压力盒，双侧加宽段各埋设5对沉降板和土压力盒。

沉降板的埋设位置是根据观测总沉降量、分层沉降量和横向不均匀沉降的要求来确定的。

埋设在天然原地面的沉降板主要用来测量地基的沉降量；埋设在加宽路基不同高度上的沉降板，主要用来测量新路基自身的分层沉降量；埋设在新路基横断面表层不同位置的沉降板，主要用来测量新路基表层的横向不均匀沉降。

土压力盒均埋设在沉降板的一侧，可用来了解在路堤填筑过程中及路堤填筑完成后的土压力变化状况、沉降与土压力间的相互关系等。

旧路加宽试验路的观测测试数据，对于指导大规模旧路改造的路基施工具有极其重要的作用。

为此在试验和观测过程中，试验检测技术人员必须认真负责，实事求是。

保证数据的真实、可靠。

3结论

综上所述，旧路改造的路基施工过程中，只要我们能够科学地分析旧路加宽的地基沉降与路基稳定性、路基土在行车荷载作用下塑性累积变形，采取合理有效的措施改善路基的水温状态、提高路基的弹性模量；科学地运用新材料、新技术、新工艺；施工过程中加大质量控制力度。

就一定能够保证路基的施工质量。

参考文献

交通部.《公路路线设计规范》JTJ014—98北京.人民交通出版社1999

交通部.《公路路基施工规范》JTJ013--95北京.人民交通出版社1996

陈贺《旧路改建设计与施工》《公路》2001第7期

杨忠林《浅谈旧路改建路基的施工方法及注意事项》《黑龙江交通科技》2002第l期

周振国《哈尔滨至大庆公路扩建路基施工质量控制研究》《黑龙江交通科技》

王志俊《土工布技术在北方地区旧路改造中的应用》《内蒙古公路与运输》2001第6期

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