【正文】 目前有的季凍地區(qū)路面,通車后不久即發(fā)生壞損,其中很重要的一個(gè)原因是,施工過(guò)程中排水措施不好,以及竣工后未能形成完整有效的排水系統(tǒng)。 季節(jié)性凍融翻漿地區(qū)路基施工 翻漿是季節(jié)性冰凍地區(qū)公路的特有凍害現(xiàn)象,輕則路面彈簧、網(wǎng)裂,重則鼓包、冒泥、壓翻,它能降低車速30%～50%,多耗燃料10%～30%,嚴(yán)重年份養(yǎng)修費(fèi)用比例高達(dá)小修保養(yǎng)費(fèi)用的50%～60%,因此翻漿地區(qū)路基施工必須貫徹以防為主,防治結(jié)合的原則。 以上是江蘇某地區(qū)過(guò)濕土路基試驗(yàn)結(jié)果,其它各地具體情況不一樣,只能作為參考。這時(shí)10t以上壓路機(jī)可以碾壓,壓路機(jī)類型以輪胎壓路機(jī)較好,光輪壓路機(jī)應(yīng)先輕后重,一般碾壓2～6遍可使土體內(nèi)空隙減至最小,達(dá)到最佳壓實(shí)狀態(tài),即土層表面光亮平整,不發(fā)生明顯軟彈時(shí),可停止碾壓。因此,。 碾壓過(guò)分潮濕土所填筑的路堤時(shí),適宜壓實(shí)設(shè)備的選擇和碾壓遍數(shù)、松鋪厚度與碾壓含水量與接近土的壓實(shí)最佳含水量的填土不同,它不符合壓實(shí)設(shè)備工作質(zhì)量越大越好的規(guī)律。故這類土壤,采用重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn),是無(wú)益的。明,這類土即使晾干,按重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)壓實(shí)之后,本身極不穩(wěn)定。特別是水網(wǎng)稻田地區(qū),地下水位高,排水困難,經(jīng)常降雨,因此土壤過(guò)濕,含水量比壓實(shí)最佳含水量高很多,由此而造成修筑路基按規(guī)定要求壓實(shí)困難。本區(qū)的主要特點(diǎn)是年降水量大,平均在10O0mm以上。陷穴對(duì)公路運(yùn)輸暢通和安全具有相當(dāng)大的危害,一般均需按條文規(guī)定進(jìn)行處理。 陷穴有多種類型,一般多呈豎井狀及串珠狀。這樣逐漸淘蝕黃土體,使其中產(chǎn)生暗穴。故條文規(guī)定應(yīng)將地表水、地下水引入防滲層的水溝內(nèi)排走。黃土陷穴是由黃土的某些特性(垂直節(jié)理、多孔性、大孔性、含可溶鹽等)所引起的一種物理地質(zhì)現(xiàn)象。因此,做好排水系統(tǒng)是保證路基堅(jiān)固穩(wěn)定的一項(xiàng)重要設(shè)施。 路塹路床部分(路床頂面以下0～30cm)壓實(shí)度要求較高,對(duì)一級(jí)以上公路應(yīng)大于95%,對(duì)其他公路應(yīng)大于93%,因此當(dāng)施工招到接近設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí),對(duì)這部分土基必須進(jìn)行檢測(cè),按規(guī)定處理。的邊坡,黃土路塹邊坡根據(jù)黃土的這一特性常設(shè)計(jì)成陡坡。 黃土地區(qū)高路堤路基的施工排水和道路竣工后,防止地表水浸入路基十分重要,水是黃土路基產(chǎn)生病害的外部條件,水滲入路基后,一方面溶解黃土中的可溶鹽,另一方面在微粒間起著潤(rùn)滑作用,使黃土在自重作用下發(fā)生位移,產(chǎn)生沉陷和陷穴。 對(duì)高度大于20m的路堤,其竣工后下沉量的計(jì)算,目前尚無(wú)合理的理論計(jì)算方法,據(jù)鐵道部科學(xué)研究院西北研究所和鐵道部西北第一勘測(cè)設(shè)計(jì)院進(jìn)行的高路堤沉降觀測(cè)資料,3黃土地基,因填土自重所產(chǎn)生的壓縮下沉量,施工期間已完成80%～90%。 黃土是一種特殊的土壤,遇水之后強(qiáng)度變化很大。高崗?fù)烈话闫?低于或稍低于最佳含水量,采用15t以上重型壓實(shí)機(jī)具,控制層厚,可以獲得滿意的壓實(shí)效果,低階地和農(nóng)業(yè)灌溉區(qū)含水量一般偏大,一級(jí)以上公路施工為爭(zhēng)取時(shí)間,通常采用加入石灰的方法十分有效,拌和一般采用穩(wěn)定土拌和機(jī),其壓實(shí)厚度不宜大于20cm。 黃土路堤的邊坡容易遭受雨水沖掏,施工防水措施極為重要,故成型后的路堤應(yīng)及時(shí)拍緊、整平、刷順,做好防護(hù)工程。適用于路基工程的新、老黃土多以時(shí)代和成因分類。 因此,條文規(guī)定,在黃土地區(qū)施工應(yīng)做好排水工作,防止黃土受水浸而濕陷,采用重錘夯實(shí)和石灰樁擠密加固的目的是提高土層的承載力,減少路堤下沉量。黃土在天然含水量時(shí),往往具有較高的強(qiáng)度和較小的壓縮性。的大陸內(nèi)部干旱和半干旱地區(qū)特別發(fā)育。黃土在我國(guó)分布范圍很廣,尤以北緯34176。 如配合植物固沙時(shí),為防止粘性土隔斷雨水,使雨水不能滲入沙層,不利于植物生長(zhǎng),可將平鋪式粘土沙障改為帶狀或方格狀。目前,有關(guān)科研單位正在研制試用塑料方格,以取代草方格。其作用是增加地面的粗糙度,因而加大了對(duì)近地面氣流的阻力,從而降低近地面風(fēng)速,此外還可以截留降水,提高沙層含水率,實(shí)踐證明是一種有效措施,也是目前常用的一種沙障類型。 路側(cè)沙害防治的措施很多,可以歸納為固沙、阻沙、輸沙、導(dǎo)沙四種類型。工程防沙措施通常以固、阻為主,固沙與阻沙相結(jié)合。 在半濕潤(rùn)草原帶、半干旱草原帶和年平均降雨量大于100mm,濕沙層含水量大于2%～3%的半干旱荒漠帶,以及地下水埋藏較淺或附近有水源可利用地區(qū)應(yīng)采用植物防沙。 影響植物固沙的因素很多,主要是路線通過(guò)地區(qū)的自然條件,關(guān)鍵的條件是水,有水就可育草植樹(shù)?？葜β淙~的堆積還利于有機(jī)質(zhì)的聚積,促進(jìn)沙的成土作用,改變沙地性質(zhì),使流動(dòng)趨向穩(wěn)定。 對(duì)沙害地段兩側(cè)一定范圍內(nèi)的地表要求平順,允許緩變,不得有突變,盡量保持原有平衡狀態(tài)的地形地貌。 風(fēng)沙流在沿平坦的沙質(zhì)地表運(yùn)動(dòng)時(shí),只有沙面引起摩擦阻力,對(duì)風(fēng)、風(fēng)沙流的影響不大,但當(dāng)運(yùn)動(dòng)中的氣流遇到土丘等阻礙物時(shí),由于地形突然變化,引起貼地氣流的分離,形成渦流。依此直至達(dá)到設(shè)計(jì)高度。 在水源條件好的地方,用圍堤放水、墜實(shí)沉沙并配合推土機(jī)或振動(dòng)壓路機(jī)碾壓的方法施工十分有效。 為了保證沙筑路基的壓實(shí)質(zhì)量,分層壓實(shí)是必要的,壓實(shí)效果以振動(dòng)壓路機(jī)和履帶式碾壓機(jī)械為好。沙滲水性好,屬于無(wú)粘性土,內(nèi)聚力小,抗剪能力差,在外力作用下易產(chǎn)生位移。因此盡量保持路基兩側(cè)平坦、順適的地形對(duì)防止沙害是十分重要的。因此,周密的施工組織計(jì)劃工作十分重要。植被保護(hù)帶的寬度主要根據(jù)風(fēng)沙嚴(yán)重程度和當(dāng)?shù)厝藶榛顒?dòng)情況確定,必要時(shí)應(yīng)請(qǐng)當(dāng)?shù)卣畢f(xié)助保護(hù),并加強(qiáng)設(shè)防帶。 在風(fēng)沙地區(qū)天然生長(zhǎng)的稀落植被都是很寶貴的。沙漠地區(qū)春季風(fēng)沙大,施工防護(hù)有困難,應(yīng)盡量避免在春季施工。對(duì)當(dāng)日工程的未完部分特別是路肩和坡腳,在每日收工前要做好臨時(shí)防護(hù)。對(duì)于不凍結(jié)的土地也可以考慮冬季施工。否則,應(yīng)當(dāng)根據(jù)工程量、機(jī)械、人力情況合理分段,填完一層檢驗(yàn)合格就要及時(shí)上第二層。在蒸發(fā)量大的干旱地區(qū)施工表面極易風(fēng)干,下層水分就會(huì)攜鹽上升,最好聚積于表層。因此對(duì)路肩和邊坡的加固防護(hù),應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)施工,不能隨意改變或取消。 鹽漬土地區(qū)水對(duì)鹽土所造成的溶蝕是影響路基穩(wěn)定的主要因素,雨水、融雪水的地面徑流以及人為的排、灌水、流動(dòng)水和積水?dāng)y鹽侵入路基,使路基土體聚積過(guò)量的含鹽水分導(dǎo)致失穩(wěn)破壞,因此施工中應(yīng)及時(shí)合理地做好排水系統(tǒng)。 在修建高級(jí)路面或次高級(jí)路面地段,僅采用滲水性填料,雖能隔離毛細(xì)水進(jìn)入路堤土體,但不能防止強(qiáng)烈蒸發(fā)所產(chǎn)生的氣態(tài)水?dāng)y鹽上升,聚積于路面下面造成破壞。 一般含鹽量大的土層多分布于地表,所以路堤基底的含鹽量如超過(guò)規(guī)定允許值時(shí),在填筑時(shí)先要挖除。限制壓實(shí)層松鋪厚度是保證壓實(shí)度達(dá)到規(guī)定的重要措施。壓實(shí)時(shí),應(yīng)控制略低于最佳含水量為好。 采用重型壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn),可以增大填筑土的密度(密度對(duì)鹽脹量有一定影響)。 根據(jù)以往公路、鐵路多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),石膏土或石膏漠勻可做為路堤填料。 含鹽量大的土層一般分布在地表數(shù)十厘米的范圍內(nèi)。 鹽漬土作為路堤填料的適用性,首先與所含易溶鹽的性質(zhì)和數(shù)量有關(guān),其次與所在自然區(qū)域的氣候、水文和水文地質(zhì)條件有關(guān),此外也與土質(zhì)道路技術(shù)等級(jí)和路面結(jié)構(gòu)類型有關(guān)。%時(shí),土的性質(zhì)開(kāi)始受到鹽分的影響而發(fā)生改變。 軟土區(qū)路堤填筑時(shí)做好沉降、位移觀測(cè)的目的是控制填筑速度不超過(guò)規(guī)定值,以保證地基穩(wěn)定。 袋裝砂井直徑7cm可以較好的避免軟土水平壓力破壞其連續(xù)性,同時(shí)具有施工設(shè)備簡(jiǎn)單,速度快,用砂量少,價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。 (3)袋裝砂井法 由于軟土一般是飽和的,它的沉降過(guò)程主要是排水過(guò)程。 d)用鄧肯模型來(lái)耦合boit固結(jié)理論對(duì)實(shí)際工程進(jìn)行有限元分析,基本上能模擬實(shí)際施工情況,為重大路堤的設(shè)計(jì)與施工提供較優(yōu)方案。 b)土工織物對(duì)軟基路堤的加筋,其主要作用是限制了軟基和堤的側(cè)向位移,增加了側(cè)向約束,從而降低了應(yīng)力水平,加強(qiáng)了路堤的穩(wěn)定性,但加筋效果受到了織物模量、軟基模量、軟基厚度等因素的影響。但塑料排水板對(duì)提高土層的抗剪能力不如袋裝砂井,在需要抗滑穩(wěn)定的軟基地段,應(yīng)經(jīng)比較后選用。目前我國(guó)上海、天津、南京、建湖等市縣均有生產(chǎn),南京產(chǎn)的SPBl型塑料排水板技術(shù)性能如表5： 塑料排水板由工廠制作,質(zhì)量穩(wěn)定,重量輕,運(yùn)輸保管方便,施工機(jī)械簡(jiǎn)單,投入勞力少。 軟土處治方法 近年來(lái)高等級(jí)公路廣泛采用的軟土基處理方法有如下幾種： (1)塑料排水板法。 (5)觸變性和蠕變性。 (4)抗剪強(qiáng)度低。 (3)壓縮性高。滲透動(dòng)水壓力D作用于浸潤(rùn)線以下土體的重心,平行于水力降坡I,作用力 (2)透水性差。 河、塘、湖、海的路堤,多受水浸,其特點(diǎn)是： (l)浸水路堤除承受普通路堤所承受的外力和自重外,還要承受水的浮力和滲透動(dòng)水壓力的作用。漿砌加大邊溝可作為田路分離的重要標(biāo)志。土質(zhì)較好,含水量適度,翻松壓實(shí),達(dá)標(biāo)即可；淤泥應(yīng)換填；過(guò)分潮濕土應(yīng)接固化劑、生石灰、粉煤灰以吸收多余水分達(dá)到壓實(shí)的目的。 9 特殊地區(qū)的路基施工 水稻田地區(qū)路基施工 水稻田排水疏于是十分重要的工序,尤其是在我國(guó)南方修筑公路更應(yīng)重視水稻田排水疏干工作,有了干燥的原地面,才能對(duì)原地面進(jìn)行技術(shù)處理。 高速公路、一級(jí)公路的路基排水
高速公路和一級(jí)公路行車速度高,交通量大,而且封閉交通進(jìn)行維修有相當(dāng)?shù)碾y度,為使路表面水不沖毀邊坡、中斷交通,條文規(guī)定在邊坡防沖刷無(wú)保證的條件下,不宜用散排地表水的方式排水。 凍結(jié)溝須在秋末開(kāi)挖,于冬季封凍之前完成,當(dāng)?shù)乇韽搅鬏^大時(shí),凍結(jié)溝須設(shè)不小于1%的縱坡以便在雨季排除地面水。 在寒冷地區(qū)的地下水排水設(shè)施如因地形等條件所限,未能埋設(shè)于凍結(jié)深度以下時(shí),上層填土可填爐渣或泥炭覆蓋保溫。 一般地區(qū)和寒冷地區(qū)承壓水的排除(包括凍結(jié)溝、保溫溝等設(shè)施)。 在隔離層上填筑路基時(shí)應(yīng)先從中間向兩側(cè)卸料填筑。 用土工織物做排水隔離層是一種新材料,施工時(shí)應(yīng)注意：在土工織物鋪設(shè)前應(yīng)進(jìn)行場(chǎng)地準(zhǔn)備,最好選擇在旱季,地下水位降低時(shí),在原土基地面(或設(shè)置隔離層的部位)進(jìn)行平整(包括伐樹(shù)、挖根及清草皮)并經(jīng)充分碾壓構(gòu)成既定的橫坡度。 暗管或滲溝出口應(yīng)防止水流凍結(jié)和沖刷,暗管(滲溝)的最末一段縱坡應(yīng)適當(dāng)加大以利排水,在冰凍地區(qū),出水口要采取保溫措施或開(kāi)挖縱坡大于10%的排水溝以防水流凍結(jié)。 ～ 滲池與暗管配合排除地下水,分兩種情況,如所在地區(qū)不產(chǎn)砂石料則用暗管排水,如所在地區(qū)盛產(chǎn)砂石料,可用滲溝代替暗管,但四周必須做好反濾層和隔水層,以免年久淤塞和滲水。 滲井的排水填充料和反濾層的施工方法,通常用鐵皮套筒分隔,填入不同粒徑的材料,隨著填料的增高再逐段拔出鐵皮套筒。 。因此施工時(shí)應(yīng)按設(shè)計(jì)要求,選擇排水填充料及各層反濾層材料,并篩洗干凈。 滲溝頂部設(shè)封閉層的目的是防止泥沙侵入反濾層和防止地面水進(jìn)入滲溝。為避免滲管容納不了,應(yīng)設(shè)管分流,或?qū)⑷繚B管直徑加大。為使填石滲溝發(fā)揮效用,故規(guī)定如條文。 滲溝可埋設(shè)于路基邊溝下面或橫過(guò)路基。寒冷地區(qū)的排水溝不應(yīng)用明溝截排地下水,以免在天寒時(shí),水凍結(jié)在溝內(nèi),失去排水作用。本條和以下各款規(guī)定了設(shè)置蒸發(fā)他的技術(shù)要求。 平原地區(qū)排水較為困難,挖成取土坑后,其底部較原地面低,排水更為困難了。 縱坡小的彎道超高的路段,路面水都向內(nèi)側(cè)匯流,故攔水緣石只設(shè)在內(nèi)側(cè)；在縱坡較大的彎道超高路段,路面水可能沿縱向兩側(cè)漫流,故兩例均宜設(shè)置攔水緣石。跌水臺(tái)階的作用在于消能,宜利用地形少挖土和不填土。在平面上要力求直捷,需拐彎時(shí)要做成弧形,盡量圓順,使排水順暢,排水溝連續(xù)長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng),以免流量增加而漫溢。但加固后的截水溝在山坡上方一側(cè)的砌石與山坡土連接處應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)密夯實(shí)和處理,以防順山坡下來(lái)的水不流入截水溝而從砌石的背后滲入影響山坡穩(wěn)定。故截水溝斷面一定按設(shè)計(jì)施工,不能太小。 。邊溝出水口的間距與雨量、地形等因素有關(guān),一般雨量稀少地區(qū)和靠近山脊的道路出水口可以少設(shè),其間距可以加大,對(duì)多雨地區(qū)及沿溪道路出水口應(yīng)多設(shè),間距須減小。,并應(yīng)采取加固措施。詳見(jiàn)13章。 施工場(chǎng)地的臨時(shí)排水設(shè)施與路基永久性排水設(shè)施相結(jié)合可減少臨時(shí)工程費(fèi)用。 在路基施工前期的準(zhǔn)備工作階段,根據(jù)路基排水設(shè)計(jì),進(jìn)行一次實(shí)地核對(duì)和考察,可確保全線在施工全過(guò)程中能形成完整的排水系統(tǒng)。8 路基排水 一般規(guī)定 水是形成路基病害的主要因素之一,路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性同水的關(guān)系十分密切,條文對(duì)路基施工的排水工程作了原則性規(guī)定。故條文規(guī)定當(dāng)場(chǎng)地狹窄時(shí),宜采用小型手扶式振動(dòng)壓路機(jī)或手扶振動(dòng)夯進(jìn)行。如對(duì)原土進(jìn)行常規(guī)壓實(shí)仍不能滿足穩(wěn)定驗(yàn)算要求時(shí),。前者適用于巨石含量較少時(shí),后者適用巨石含量較多,用前法檢驗(yàn)有困難時(shí)。當(dāng)混合料中巨粒土的含量低于50%時(shí),其壓實(shí)作業(yè)接近于填土路堤,。 土石路堤的壓實(shí) 土石路堤的填料主要來(lái)源于天然巨粒土即其中粒徑大于200mm的顆粒超過(guò)總質(zhì)量的5O%的漂石上、塊石土。當(dāng)樁遇到的阻力小時(shí),每一次錘擊,樁必然下沉。此時(shí)適宜的壓實(shí)層厚度和粒徑應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。用振動(dòng)壓路機(jī)或夯錘壓實(shí)能在壓實(shí)時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)力或沖擊力,可使石塊產(chǎn)生瞬時(shí)振動(dòng)而向緊密咬合狀態(tài)移位,靜載光輪壓路機(jī)則很難產(chǎn)生這種功效。 填石路堤填料石塊本身是密實(shí)而不能壓縮的,壓實(shí)工作是使各石塊之間松散接觸狀變?yōu)榫o密咬合狀態(tài)。因?yàn)樘钍返躺厦驿伷鲇新访?要承受行車荷載。 條文的填石路堤包括各種等級(jí)的公路。其他公路的壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)不應(yīng)小于93%的規(guī)定辦理,以確保不因密實(shí)不足而產(chǎn)生錯(cuò)臺(tái),影響行車速度和安全。 條文規(guī)定應(yīng)兩側(cè)對(duì)稱或同時(shí)進(jìn)行,旨在防止發(fā)生偏壓力而使結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞。這類機(jī)具的壓實(shí)功率較小,為使填土能用小型壓實(shí)機(jī)具壓實(shí)到要求的壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)盡量減小壓實(shí)層厚度,故規(guī)定每一壓實(shí)層松鋪厚度不宜超過(guò)20cm,并提高檢查頻率,以確保填土的工作質(zhì)量。條文規(guī)定路塹或零填路基的路床土質(zhì)不好時(shí),應(yīng)換填好土,換填超過(guò)30cm時(shí),條文規(guī)定按90%的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn),旨在保證路基強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求。從路基設(shè)計(jì)高程至路床表面還要挖去一個(gè)路面總厚度的土方。由于夯錘下落至填土上時(shí),填土除受到豎向壓力外,土受到擠壓還會(huì)產(chǎn)生側(cè)向壓力,又因