二级建造师公路工程知识:公路加宽工程的病害成因
影响旧路拓宽工程性状的主要因素有:新老路基间的不协调变形、新老路基之间的不良结合、路基路面整体抗变形能力、路基稳定性,以及水文、地质条件等。拓宽工程路基病害的发生往往不是由单个因素决定的,而是多种因素共同作用的结果。引起拓宽工程路基病害的主要原因有:
(1)新老路基下地基沉降的差异:这是路基拓宽工程容易产生纵向裂缝的最主要原因。新老路基地基压缩固结时间不同,老路地基经多年荷载作用,沉降变形已经基本稳定;而新路地基在施工过程中以及竣工通车后都将有较大的沉降变形发生,因此,新老路基下的地基间将产生不均匀变形。同时,道路拓宽工程工期较短,控制工后差异沉降的难度较大。
(2)新老路基强度和刚度的差异:新旧路修筑年代不同,取土地点也不相同,因此加宽路基填筑土料与老路基填筑土料不可能完全相同。填筑材料经自身重量、路面和车辆等荷载的作用,老路基已经完全被压实,而新路基的填料虽经严格压实,仍有塑性累积变形的存在;同时,新老路基采用的施工方法和工艺不同,公路等级和标准也有很大的差异。
(3)新老路基结合部处治措施不当:新老路基结合部是拓宽工程的最薄弱部位,最容易发生路基病害。如果结合部表面土体强度不足、台阶开挖不合理以及加筋处治不当等,将会导致拓宽路基沿结合面产生滑移或蠕滑,在结合部路面产生纵向裂缝;如果工后路面排水措施不完善,路表水沿裂缝大量下渗,会加速路基的变形和失稳。
(4)施工因素的影响:施工因素是导致拓宽路基病害的重要因素,新老路堤结合部施工过程中的以下情况会形成路基病害隐患:
(a)结合部的表面根植土、松散土层、腐殖土、杂物等清理不彻底,土路肩、硬路肩部位不适宜作填料的材料换填不彻底,填料粒径偏大、含泥量多,透水性不佳等,使新老路堤结合部形成薄弱的带状结合面。
(b)边坡开挖面过大,在已开挖的边坡处没有及时堆放反压材料,使老的边坡开挖面长时间地暴露在外,受到雨水直接冲刷,造成新老路堤亏方,新老路叠合面减少。同时,地基处理施工、抽水清淤(地下水位降低)及交通荷载等会对削坡开挖后的老路路基的稳定性产生影响。
(c)路基填料压实不到位,引起不均匀沉降,使新老路面结合部开裂。公路拓宽改建通常受地形限制,单幅加宽时,大型压实机具很难发挥作用,压实难度较大,特别是新老路基结合部。较低的压实度不仅会使路基塑性累积变形大大增加,而且抗变形能力也大幅下降。
(d)填筑速率过快,由于拓宽工程工期较紧,过快的填筑速率使新路基的沉降速率远远高于原路基的沉降速率,造成原路基失稳或将原路面拉出裂缝。
(e)施工中路基排水措施不到位,雨水渗入新老路基,使得结合部土体的强度降低,影响结合面的嵌固效果。
高速公路拓宽工程的病害的成因是多方面的,但新老路基之间的不良结合和不均匀变形是最根本的原因,也是路基拓宽工程中的主要控制因素。因此,在高速公路拓宽工程中必须采取切实有效的工程技术措施,减小地基的不均匀沉降,保证新老路基的强度、刚度和整体稳定性,加强新老路基结合部的处治措施,减少拓宽工程路基的病害发生。通常可采用软弱地基处理、基底清淤换填、旧路路堤台阶开挖、土工合成材料加筋垫层和加筋土路堤、土工织物防渗和排水、改良土高强路堤和轻质路堤、铺设土工合成材料防渗裂层或增大加铺层厚度等工程技术措施。

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