公路路基加宽土工格栅加筋施工技术研究.pdf

江西建材工程技术与应用2742023年7 月公路路基加宽土工格栅加筋施工技术研究苏振兴河南中原公路勘察设计有限公司，河南 濮阳 457000摘 要：文中以某公路改扩建工程为例，对路基加宽土工格栅加筋的铺设方法及不同部位的铺设、填料填筑、碾压等技术要点进行分析。实践表明，采用加筋土工格栅技术可有效加宽路基，并提高路基整体稳定性。关键词：公路改建；路基；加宽；土工格栅；加筋中图分类号：U416.1 文献标识码：B 文章编号：1006-2890（2023）07-0274-03Research on Construction Technology of Widening Geogrids of Highway SubgradeSu ZhenxingHenan Zhongyuan Highway Survey and Design Co.Ltd.,Puyang,Henan 457000Abstract:Taking a highway reconstruction and expansion project as an example,this paper analyzes the laying method of widening geogrids and the laying technology of different parts,filling,rolling and other technical points.The practice shows that using the reinforced earth grid technology can effectively widen the subgrade and improve the overall stability of the subgrade.Key words:Highway reconstruction;Subgrade;Widen;Geogrid;Stiffening0 引言随着道路车流量持续增加，部分现状公路难以满足大流量车辆通行要求，对既有公路路基进行加宽改造是提高道路通行能力的重要举措，但新旧路基存在明显的沉降差，影响路基的整体性1。土工格栅加筋施工技术可用于新旧路基沉降差控制。基于此，本文结合工程实例，探讨该施工技术的应用方法，以提升应用效果。1 工程概况某公路改扩建工程，拟对既有路基做加宽处理。路基边坡最大坡高为7 m，采用加筋土支护，设钢塑土工格栅，铺设宽度7 m、竖向间隔为0.4 m、反包长度为3 m，并用碎石在下剖地面线以上40 cm范围修筑排水层。土工格栅加筋施工属于该工程的重难点。2 土工格栅加筋施工参数弹性模量是土工格栅加筋施工的重点控制参数，需合理确定，减小新旧路基拼接部位的差异沉降2。2.1 横坡比与弹性模量横坡比是影响公路路基施工质量的关键因素，施工中应严格控制，确保建成路基具有高强度、高稳定性等特点。横坡比与土工格栅弹性模量的关系，如表1 所示。表1 横坡比与土工格栅弹性模量的关系土工格栅弹性模量/GPa横坡比/%0.16.80.55.31.03.72.03.2由表1 可知，土工格栅弹性模量的增加导致横坡比的降低。例如，弹性模量由0.5 MPa升至1 GPa时，横坡比由5.3%降至3.7%。从两项指标的关系来看，土工格栅弹性模量以1 GPa为宜。2.2 沉降量与弹性模量初步选取0、0.5、1.0、1.5、2.0 GPa共5 个弹性模量值，分别确定对应的新旧路基拼接处最大沉降量，如表2 所示。表2 新旧路基拼接处最大沉降量与土工格栅弹性模量的关系土工格栅弹性模量/GPa最大沉降量/mm01350.5971.0621.5612.059由表2 可知，新旧路基拼接处最大沉降量随着土工格栅弹性模量的增加而降低。弹性模量由0增至1 GPa时，最大沉降量大幅下降；弹性模量由1 GPa增至2 GPa时，最大弹性模量仅有小幅度变化。结合前述横坡比与土工格栅弹性模量关系的分析结果，最终确定土工格栅弹性模量最佳为1 GPa。作者简介：苏振兴（1986-），男，河南濮阳人，本科，高级工程师，主要研究方向为公路桥梁。江西建材工程技术与应用2752023年7 月3 土工格栅加筋施工技术3.1 测量放样及现场处理（1）测量放样。严格按照设计要求测量放样，路基边坡线在原尺寸基础上加宽0.5 m，使边坡稳定可靠。测量放样后进行复核，保证精度。（2）现场处理。全面清理路基加宽施工范围内的树根、碎石等杂物。3.2 铺设作业土工格栅加筋肋条截面为矩形，加筋网孔尺寸为30 mm 40 mm，由人工铺设到位。铺设前，检查加筋土工格栅抗拉强度、延伸率等性能指标，具体检查项目及要求如表3 所示。表3 加筋土工格栅性能要求性能指标要求抗拉强度/（kNm-1）80每延米纵向极限抗拉强度/（kNm-1）25横向极限抗拉强度/（kNm-1）35延伸率/%13断裂（屈服）延伸率/%5格栅接点强度抗拉强度的 80%本工程路基加宽施工采用塑料土工格栅，抗拉强度为30 kN/m。以如下方法铺设土工格栅：新建单线路段填高4 m地段，自坡脚至基床表层以下铺设1 层，布设间距为1.2 m；既有线帮宽地段，自坡脚至基床表层以下铺设1 层，布设间距为0.6 m。加筋土工格栅从路基台阶内部向路基加宽方向依次铺设，长度应满足路基一次加宽要求，使之平整、稳定3。较开阔平坦的地段及无冲刷的坡脚，应先清理场地杂草、树根等杂物，整理坡脚地面，直接铺设垫层，再沿路基加宽断面方向横向铺设加筋土工格栅。3.3 特殊部位铺设方法3.3.1 陡坡路堤与填挖交界处的铺设路床底部和顶部各铺设一层，所用土工格栅加筋的纵向和横向抗拉强度均超过40 kN/m。横向铺设时，锚固至台阶中至少2 m；沿纵向铺设时，锚固至挖方路基中至少5 m。3.3.2 特殊地基处的铺设垫层底部铺设一层，所用土工格栅加筋的双向抗拉强度均超过80 kN/m，横向应能到达首层台阶底部和坡脚位置。3.3.3 涵洞通道基础与台背地基处的铺设土工格栅加筋双向抗拉强度均超过80 kN/m。台背和拱涵地基铺设位置为垫层的中间，首先铺筑碎石垫层，再铺设土工格栅。台背和盖板涵设置灰土垫层，再铺设土工格栅。向碎石垫层表面铺设土工格栅时，钢筋钉打设至垫层内的难度较大，需要选择质量可靠的钢筋钉，在打设到位的同时避免出现弯曲现象。禁止用运输车移动土工格栅，否则垫层表面会出现车辙，致使铺设至垫层的土工格栅缺乏平整性，宜采用人工方式，缓慢地将土工格栅移动到位4-5。3.3.4 反滤层与垫层处的铺设完成土工格栅加筋铺设作业后，在坡脚设置一层宽度为2.54 m的反滤土工布，每次铺筑1 m，相邻土工布折叠。待垫层铺筑成型后，在顶部放开折叠部分，使整体保持平整、严密、稳定的状态。随后，用路基填料覆盖，尽快施工，及时防护土工格栅。在摊铺碎石前，先测放摊铺的边线和加宽线，支立土模。涵洞通道地基的碎石垫层总厚度为40 cm，分2 层铺设；特殊地基处理时的碎石垫层，厚度为30 cm。垫层施工材料采用粒径为820 mm的连续级配碎石，铺筑前检验粒径、杂物含量等指标，保证质量。3.4 填筑填料（1）铺设土工格栅后，及时填筑填料。填料运至现场后，向指定施工点位卸料，按照从两边到中间、对称的原则进行填筑。若直接向土工格栅卸料，厚度控制在1 cm左右。（2）由于砂砾土受含水量的影响相对较小，仅需控制级配即可取得良好的压实效果，因此，此次公路路基加宽施工选取砂砾土作为填料，要求填料级配均匀，最大粒径不大于15 cm。（3）运料车将填筑材料运至现场，车辆与加宽路基边缘的距离需超过1.5 m，有序卸料。若土工格栅上未铺设填料，禁止车辆直接行驶，以免引起土工格栅偏位、受损等问题。卸料后，由机械设备摊铺，人工精细修整。摊铺机不可停靠在尚未覆盖填料的筋带上，行驶方向垂直于筋带，保证摊铺后的横坡坡度不低于3%。绝大部分摊铺作业由机械设备完成，但填料摊铺至与挡土墙相距约1.5 m时，作业方法调整为人工摊铺6。（4）推土机摊铺填料时，铺设厚度应至少达到20 cm，必须在碾压加筋体具有稳定性后才允许运输车辆在其上方行驶。如因特殊施工条件必须让运输车辆在碾压加筋体上临时行驶，填料厚度应增加至30 cm，运输车辆行驶速度稳定在5 km/h以内，禁止急刹车和长时间停留。根据填料性质、压实机械设备性能，合理控制各层摊铺厚度，通常在30 cm以内为宜，尽可能使各层厚度保持均匀，逐层依次摊铺、碾压。3.5 翻卷土工格栅第一层填料碾压后即可进行土工格栅翻卷处理。待第一层土工格栅铺设到位后进行质量检验，若无误则按照施工计划铺设其他各层土工格栅，及时做翻卷处理，最后碾压填料。3.6 碾压填料填料填筑到位后尽快碾压，碾压设备采用振动压路机，作业要点如下。（1）第一遍碾压时，严格控制压路机碾压速度与力度，防止过度碾压导致筋带错位。第一遍碾压之后，适度提高碾压速度及碾压力度，逐层依次加强碾压。横向范围碾压一遍后，检测填料压实度，若达标则暂停碾压。压路机按规划路线平稳运行，不可在尚未碾压的填料上急刹车或长时间停留。（2）每碾压一层加筋体，质检人员随即检测压实度，每800 m2范围内随机选取3 个检测点，分别测定压实度，实测结果均超过95%则表明压实度达标，不足95%则加强碾压直至再次检验的结果达到要求为止。（3）碾压采取机械为主、人工为辅的方式，先用压路机做大面积碾压，提高碾压效率，再以人工振动夯实的方法碾压与挡土墙相距1.5 m的区域，提高碾压的精细化水平。（4）分层进行碾压作业，各层均按照从外向内的顺序碾压，每碾压一层填料后随即检测压实度，逐层有序施工。经过碾压后，检测填料标高，之后根据检测结果与设计标高差值进行局部整平处理。3.7 施工质量检验及养护（1）质量检验。以土工格栅加筋施工完成公路路基加宽作业后，安排质量检验，从搭接宽度（横向、纵向）、平整度、搭接缝错开距离、黏结力等方面综合判断路基加宽施工效果。质量检查项目、检查方法及允许偏差如表4所示。按照表4要求检验后，客观判断路基加宽施工质量，及时指出存在的问题，做好（下转第278页）江西建材工程技术与应用2782023年7 月为炉内温升50、质量损失率50%、持续燃烧时间20 s。根据测试经验，不燃性试验和燃烧热值测定两种试验中一般选择燃烧热值测定。这是因为不燃性试验普遍难以完成。因为在750 条件下，聚苯乙烯颗粒完全燃烧生成二氧化碳和水，部分添加材料中的有机物也会燃烧，持续燃烧时间较长，有的大于1min，超出了持续燃烧时间20 s的要求。表3 六组热固复合聚苯板燃烧性能数据序号密度/（kgm-3）燃烧增长速率指数FIGRA0.2MJ/（Ws-1）600s 的总放热量THR600s/MJ总热值PCS/（MJkg-1）燃烧性能分级116040.613.501.5A（A2）216843.213.981.4A（A2）317352.273.921.6A（A2）419035.692.651.8A（A2）520545.382.581.9A（A2）621737.772.741.7A（A2）本文测试了同一厂家六组不同密度的热固复合聚苯板燃烧性能，密度在160220 kg/m3。单体燃烧试验中，火焰横向蔓延均未达到试样长翼边缘。从表3 中数据可以看出，热固复合聚苯板总热值普遍在1.51.8 MJ/kg，燃烧增长速率指数FIGRA0.2M在3552 W/s，600 s总放热量 THR600s在2.64.0 MJ/kg。随着材料密度的增大，燃烧性能指标没有朝一个方向变化，而是呈现波浪形变化，表明在热固复合聚苯板密度处在一定范围内，燃烧性能相差不大。4 结语（1）普通模塑聚苯板燃烧性能差，可以通过改性方式提高燃烧性能，获得燃烧性能等级为 A级的产品。（2）同一样品厂家产品，一般来说，密度越高，产品的抗压强度越高，导热系数越高，保温性能越差。（3）同厂家的产品不能仅通过密度推断导热系数的高低，这是由于不同厂家生产工艺及生产配方比例存在差异，导致产品各性能指标数值出现不同。（4）所有厂家的各类不同产品，热固复合聚苯板密度性能指标在一定范围内，燃烧性能相差不大。参考文献 1 杨家宽，黄乃瑜，李焰.负压消失模工艺中 EPS 热解产物的研究J.特种铸造及有色合金，2000（4）：22-24，2.2 曹博.阻燃聚苯乙烯泡沫保温板的制备及其机理研究 D.北京：北京化工大学，2017.3 桑颖慧.改性聚苯板与传统聚苯板的性能特点分析J.山西建筑，2014，33（40）：100-101.4 查纯喜，扈钰龙，徐志新.热固型改性聚苯板氧指数的研究J.建设科技，2015（16）：64-65.5 潘玉勤，赵德伟，郑超超.热固改性模塑聚苯板燃烧性能研究与探讨J.墙材革新与建筑节能，2016（3）：62-65.6 张屹东，朱春玲.多因素对改性聚苯板燃烧热值试验结果的影响分析J.工程质量，2021，39（7）：37-41，46.局部修整、加强碾压等强化措施，再次进行检验，以保证施工效果。表4 路基加宽施工质量检验要求检查项目横向搭接宽度/cm纵向搭接宽度/cm平整度搭接缝错开距离黏结力/kPa规定值5.015符合设计施工要求符合设计施工要求 20检查方法和频次抽查 2%抽查 2%每200 m抽查 4 处抽查，2%（2）路基加宽养护。铺设土工格栅后，48 h内尽快安排路基填土作业，填筑后快速进入碾压环节，缩短土工格栅暴露时间。填筑、碾压主要通过机械设备进行，局部调整为人工作业，使公路路基加宽部位均填筑完整、碾压密实。公路路基加宽施工后，安排28 d养护，由专员现场管理，禁止车辆驶入。4 结语综上所述，应用土工格栅加筋技术进行公路路基加宽施工，工程人员必须严格挑选质量可靠的土工格栅、填料及各类施工材料，加强工序协调，有序进行铺设土工格栅、填筑填料、碾压、养护等工序。同时，施工中应加强沉降和稳定性观测，及时处理异常状况。施工单位应贯彻全流程质量管控理念，预防裂缝、不均匀沉降等缺陷。科学施工和全方位管控，有效完成了路基加宽土工格栅加筋作业，提高公路通行服务能力，保障公路稳定性。参考文献 1 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