高速公路改扩建工程中路基拼接施工技术及效益研究
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0引言随着我国社会经济的飞速发展,修建于上世纪八九十年代的大部分高速公路由于受到当时经济、技术、理念的制约,部分高速公路已不能满足社会经济与交通量快速增长的需求,急需拓宽改建。经过几十年的行车使用,需要改扩建的高速公路老路基相对于新建路基己基本或完全固结沉降到位,老路基的物理力学性质已经发生了极大的改变,特别是软土路基,强度明显提高,即使是还未完全固结稳定,路基土的性质也有较大地改善。在同等荷载的作用下,新建路基工后沉降远大于老路基的沉降,极易引起路基不协调变形。老路基压缩变形已经完成,新建路基在自身荷载作用下会发生压缩变形,且在施工结束后仍易发生部分压缩变形。根据改扩建工程道路情况及沿线地质条件提出对新老路基结合部位加强结合强度,使用石渣、石灰改良土等抗沉降性能优异填料、加强地表夯击、压实等方式来对路基基底进行处理,提升地基的承载力,减少新老路基的沉降差,防止纵向裂缝的产生,并形成一套实用的高速公路新老路基拼接工法,通过实践应用取得了较好的经济效益和社会效果。1工程概况某高速公路在拓宽改建中,为加快施工速度快、提高施工质量,首先对需要拼接加宽的路基基底采用浅表淤泥清除换填开山石渣、地表夯击、压实等处治,提高地基承载力,减少新建路基的工后沉降量;然后使用优质路基填料、加强新建路基压实度来减小新老路基产生的沉降差,降低高速公路路面纵向裂缝的产生;之后大量铺设土工格栅以加强新老路基结合部位的强度,减轻高速公路新老路基因为材质、施工质量、路面结构层等施工因素的差异所引起的纵向裂缝等病害。本工程改造扩宽部分全长2km,其中换填开山石渣4.12万m3,石灰改良土3434.66m3,全断面冲击碾压面积1.63万m2,液压强夯处理面积0.91万m2,土工格栅铺设0.91万m2。计划工期8个月,实际施工工期6个月,比计划完工日期提前2个月,详细施工流程如下文。2施工工艺流程高速公路改扩建工程新老路基拼接施工工艺流程如图1所示。
要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要作者简介院丁建涛(1970-),男,河南洛阳人,本科(东北大学),高级工程师,土木工程专业。高速公路改扩建工程中路基拼接施工技术及效益研究ResearchontheConstructionTechnologyandBenefitsofRoadFoundationSplicinginExpresswayReconstructionandExpansionProjects丁建涛DINGJian-tao(河南交通投资集团有限公司,郑州450016)(HenanTransportInvestmentGroupCo.,Ltd.,Zhengzhou450016,China)摘要院修建于上世纪的高速公路设计标准普遍偏低、对交通增速的预测偏低造成了目前大多高速公路通行能力及服务标准明显不足。不仅增加交通事故发生的概率还容易造成拥堵进而增加油耗加重环境污染,因此亟需对这类高速公路进行改扩建以缓解交通压力。高速公路改扩建工程不同于新建道路,是在原有道路基础上建设的,会受到很多条件制约,本文结合工程案例详细分析了一种高速公路改扩建中路基拼接施工工法,并与普通路基工艺进行对比分析,以期在高速公路改扩建工程中能节约资源、提升效益。Abstract:Thedesignstandardsofhighwaysbuiltinthelastcenturyaregenerallylow,andthepredictionoftrafficgrowthrateislow,resultinginasignificantlackofcapacityandservicestandardsformosthighwaysatpresent.Notonlydoesitincreasetheprobabilityoftrafficaccidents,butitisalsoeasytocausecongestionandincreasefuelconsumption,exacerbatingenvironmentalpollution.Therefore,itisurgenttorenovateandexpandsuchhighwaystoalleviatetrafficpressure.Thehighwayrenovationandexpansionprojectisdifferentfromtheconstructionofnewroads.Itisbuiltonthebasisofexistingroadsandissubjecttomanyconditions.Thisarticleanalyzesindetailaroadbedsplicingconstructionmethodinhighwayrenovationandexpansionbasedonengineeringcases,andcomparesitwithordinaryroadbedtechnology,inordertosaveresourcesandimproveefficiencyinhighwayrenovationandexpansionprojects.关键词院高速公路;改扩建工程;路面拼接;经济效益Keywords:expressway;reconstructionandexpansionprojects;pavementsplicing;economicbenefits中图分类号院U416.1文献标识码院A文章编号院1006-4311(2023)24-020-03doi:10.3969/j.issn.1006-4311.2023.24.007
图1新老路基拼接施工工艺
流程图施工准备老路路肩挖除基底处理开挖台阶新建路基填筑机械碾压提高新建路基压实度新老路基结合部位加铺土工格栅机械碾压、整平施工结束洒水车、平地机配合排水处理··
Copyright©博看网. All Rights Reserved. ValueEngineering3施工前准备淤按照施工规范对施工沿线的导线点和水准点进行复测及加密施工。于路基施工前,用全站仪每隔20m准确放出旧路基外缘点,并用油漆在旧路基护栏上标明桩号。盂新旧路基原地面复测间隔为20m,核补横断面过程中如有与图纸不符应及时查明原因尽快处理。榆在新加路基施工前应先对旧路基填料及新路基基底土进行详细检测及实验,取样点应不低于每千米每测2个,如土质变化较大则适当增加取样点数。虞对新路基填料实验要求尽量选取与旧路基相近的填料材质,尽量减少新旧路基因填料性质差异引起的沉降不均现象。4老路肩挖除施工先在施工幅新建路基一侧修筑施工便道,施工段落可以按结构物划分,遇结构物时要在结构物两端修筑施工便道,位置宜在桥头搭板靠近边坡一侧,以免影响到后续路床加固施工;使用无斗齿型装载机进行清理过程中要放平铲斗尽量避免对新建路基的破坏;清理出来的土方严禁随意堆放应直接用渣土车运离场地避免影响边皮排水。4.1拔除护栏桩采用人机结合的方式挖除护栏桩,可先用机器挖开护栏桩底部,然后晃动并使用钢钎插入护栏桩配孔,之后用钢丝绳连接到挖掘机斗齿上对其拔除。部分桩底锈蚀严重难以拔除的可用乙炔割除上部,其余部分后续处理。4.2老路肩交通封闭正式施工前应由施工单位安保部门与当地交通管理部门联络对施工路段进行交通管制并封闭施工路段的交通。4.3铣刨施工拼接部分施工要根据路面结构状况选择合适的铣刨方案,一般采用分层铣刨并从上层到下层铣刨出宽40cm、20cm、20cm的台阶(如图2所示),为之后拼接施工中的底基层、基层拼接施工做准备。施工步骤:淤在硬路肩分界线靠行车道一侧采用灰点跟踪法标注铣刨深度;检查铣刨机水、油及刀具磨损情况。于将铣刨机开至施工起点处,调整好铣刨深度、横坡。盂再次确认各种参数的设定准确无误,然后指挥运输车辆行至铣刨机出料口下合适位置。榆启动铣刨机开始铣刨。虞指挥料车配合铣刨速度前进,料车将要装满时指挥铣刨机停止出料,待下一辆料车就位后接着铣刨,同时在每台铣刨机后安排工人清扫铣刨面。
5路床加固5.1加固范围在底基层铣刨后外露的路床,对于承载力不足段落进行加固处理。根据不同的台阶铣刨方案,路床加固的平面位置为台阶边缘至原边坡,即第二、第三车道分界线外侧3.4m以内,路床加固深度至96区底。5.2工艺流程可采用图3所示流程进行路床加固施工。
5.3施工方法5.3.1工作面清理先用渣土车运走铣刨中的废料、生活垃圾,人工清理硬路肩铣刨台阶,之后用挖机挖掉护栏桩剩余的端节,最后用平地机刮平施工段路基断面。5.3.2洒布水泥网格面积的大小要根据一缓凝袋水泥可施工面积设置,之后在装载的配合下机将每一袋缓凝水泥都均匀洒布在网格内。5.3.3铣刨合理配置铣床,梯次施工,一次铣削成型。6基底处理拼接施工段的基底处理方式一般是采用在原地面开挖60cm深,之后采用大粒径砂砾石进行回填,回填方式采用分层回填压实的方法进行。等地基稳定后,采用天然砂砾进行正常填筑。如图4所示,路基填筑为坡脚线外超宽1.5m的范围内。
7在老路基边坡上开挖台阶以多层台阶方式对老路基边坡进行开挖并采用错台填筑的方式施工才能最大程度保证新老路基结合的稳定。图
2老路肩铣刨示意图沥青面层水稳基层灰土底基层40cm20cm20cm图
3路床加固施工流程图废料清扫护栏桩清理路基刮平处理工作面清理布水泥铣刨静压铺格栅回填整平碾压、夯实验收压实度检测含水量检测放线打网络水泥洒布
图4基
底处理示意图路基加宽段
超宽1.5m120挖除换填原有路基开挖台阶··
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挖台阶施工一般要求台阶高度跟宽度为80cm、150cm,阶底面需要向内有2%-4%的坡度用来保证无积水,开挖方式一般由原路基底面向上开挖路基边坡,并与填筑路基同步施工。如果施工中台阶侧面松散甚至塌落需要改挖小台阶,设置高度跟宽度为30cm、45cm。8路基拼接填筑施工路基拼接填筑施工要求挖填相结合的方式进行,从下往上分层开挖台阶,挖一级填筑一级,直至拼接加宽段路基填筑层超过原地面0.6m的时候才能开挖第二级台阶,以此方式施工至全路床底面设计标高为止。压实施工采用22T单光轮振动压路机按照压实施工工艺流程组合压实施工,在新旧路基结合处使用土工格栅处理来减少结合处沉降量,如图5所示。9新老路基结合部位加铺土工格栅新老路基结合部位应加铺土工格栅,土工格栅以其高抗拉强度、高不易变形、低伸长率等优点被道路工程中广泛应用。土工格栅使用后可有效增加与土体的摩擦力,网格与颗粒填料结合后可有效提高路基整体稳定性。新老路基结合部位加铺土工格栅如图6所示。
10碾压整平提高拼接部位压实度10.1一般碾压与冲击碾压相结合路基压实施工应选用一般碾压与冲击碾压想结合的形式进行,新老路基结合部位应采用液压强夯以降低新老路基结合处的不均匀沉降量,加快路基固结。当路基含水量达到施工条件时先用YZ25T压路机沿着路基外缘由外向内逐层碾压,直到填筑施工达到路床顶面之下150cm时再用25KJ冲击碾对路基全断面以每铺设2m高路基,冲碾一次的频率进行冲碾施工。此结合施工方式可有效降低碾压施工的薄弱环节增强新老路基整体性降低新拼路基工后沉降量。10.2液压强夯新拼路基填筑至路床顶面以下150cm及20cm时需采用夯实作业,作业范围为新旧路基结合位置宽约4.5m的带状范围,其中包括1.5m旧路基及3m的新建路基。新旧路基结合位置的夯实补强作业采用高速液压夯实机进行。11效益分析11.1高速公路改扩建路基拼接施工工艺材料费用=4.12伊104伊7.16+3434.66伊49.38+1.63伊104伊2.5+0.91伊104伊16+0.91伊104伊13.42=77.30万元机械使用费用(包括燃油费)=(4.5伊5+2.8伊2+3.0伊1+3.0伊1+2.6伊1)万元伊6个月=220.2万元人工费=5人伊180元/天伊30伊6=16.2万元(注:其他人工费已计入材料机械费用中,下同)总费用=77.3+220.2+16.2=313.7万元11.2普通路基施工工艺材料费用=土方填筑(4.12伊104+3434.66)m3伊5.12元/m3=22.9万元机械使用费用(包括燃油费)=(4.5伊5+2.8伊2+3.0伊1+3.0伊1+2.6伊1)万元伊8个月=293.6万元人工费=5人伊180元/天伊30伊8=21.6万元总费用=22.9+293.6+21.6=338.1万元综上,该工法工艺简单,设备配套容易,质量有保证,施工快速,经济效益显著,加速了路基前期沉降,减少新加宽路基的工后沉降量,控制新老路基沉降差,有效的防止纵向裂缝的产生,提高路基的整体强度和均匀性,可推广应用到其他类似工程。12结语高速公路改扩建工程中路基拼接施工方式及工序有各种不同形式可以选择,选择何种方式及工序应以实际施工段的道路状况为依据尽量选择能降低施工难度、提高施工技术可行性、施工成本最低、施工操作最便捷、对原路基影响最小的方式,以最大限度提高施工质量降低施工风险保障高速公路改扩建工程的安全稳定,提高经济及社会效益。参考文献院[1]李小林.公路改扩建中新老路基拼接关键技术及质量改进措施[J].工程建设与设计,2023(01):210-212.[2]郭海军.高速公路拓宽工程新老路基拼接施工技术研究[J].交通世界,2023(08):82-84.[3]李熠.高速公路路基加宽拼接及施工控制技术研究[J].工程建设与设计,2022(24):196-198.[4]关士锋.高速公路路基加宽拼接施工控制技术探究[J].中国公路,2022(16):102-103.[5]刘国祥.高速公路改扩建中新旧路基拼接施工技术探析[J].交通世界,2022(23):66-68,71.图6新老路基结合部位加铺土工格栅示意