公路特殊土质路床弯沉值的控制措施分析.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 1 公路特殊土质路床弯沉值的控制措施分析 刘长亭 中铁隧道集团二处有限公司，河北 燕郊 065201 摘要：摘要：为了提高公路特殊土质挖方段路床弯沉值的目的；现场采用了路床翻松换填石屑、换填掺拌 3%4%的水泥土、换填统料、换填掺拌 50%60%的碎石土等处治方法，做了相应的弯沉检测试验；根据试验结果，获得了采用换填掺拌 50%60%的碎石土处治方法，路床弯沉值可以达到相应要求的结果；得到了根据挖方段路床土质不同的试验参数，调整不同的换填深度，采取换填 50%60%的碎石土处治方法结论。关键词：关键词：公路；特殊土质；路床；提高；弯沉值；换填碎石土 中图分类号：中图分类号：U616 0 引言 在公路土建工程建设中，路床弯沉值是公路质量检验的重要参考数值，它是反映公路整体抗压强度的综合指标，直接反映了路基的整体强度和刚度。随着公路运营等级荷载越来越重，对弯沉值要求越来越高，很多挖方段特殊路床土质很难达到相关要求，尤其是南方多雨地区。本文以广东江罗高速公路第六合同段挖方段路床换填为例，对南方多雨地区且土质达不到相关要求下，如何提高路床弯沉值做了探讨研究。1 工程概况 位于广东省云浮市新兴县境内的江罗高速公路合同六段，起止桩号为：K50+650K59+560，全长 8.91公里。1)工程地质 地形地貌：场地处于侵蚀丘陵地貌区，微地貌单元为丘陵坡地，山丘狭长，丘顶平缓，丘坡较缓，坡度一般 1520，地表植被茂密，多为桉木、松木和杂草，坡下多为丘间谷。路线从丘陵山坡西侧通过。地表均被坡残积粘性土覆盖，丘陵区有小路与外界相通，交通条件较差。地层岩性:上覆地层为第四系全新统坡残积层（Q 4dl+el）和第四系上更新统残积层（Qel），下伏基岩为燕山期花岗岩（）。地质构造：项目区域属于华南中、新生代陆缘活化造山带的一部分，该区构造简单，未见有断裂构造通过，花岗岩呈岩基产出。2)水文地质 地表径流：属西江流域，主要河流为新兴江及其支流廻龙河(龙河）。它们所处的断面均为水量过大、流速较快、载沙量高的宽缓“U”字型，在雨季时受周边丘陵、山坡体面流和径流的快速补给而大量水增，河流的水深流速较急。地下径流：区内地下径流,依岩土含水性可分为：第四纪松散土体孔隙水，花岗岩类岩溶水，基岩裂隙水，水库、鱼塘的渗水。3)不良地质段 本合同段特殊性岩土主要有零星点状分布的软土、高液限土等。地质状况与岩土主要特性：K50+650K52+650 区段为黄红色强烈风化花岗岩，岩层剧烈风化，岩芯为坚硬土，遇水软化，CBR5%，土质属粉质粘土，属高液限土；K52+650K56+560 区段为全风化粉质黏土，硬塑，粘性一般，CB55%,为非高液限土；K56+560K59+560 区段强风化花岗岩：黄白色、红褐色，岩层风化剧烈，岩芯呈坚硬土状，遇水软化，CBR5%粉质黏土，硬塑型，一般粘性，为非高液限土。2 难题分析 非高液限土型挖方路床在检测路基弯沉时，同样存在弯沉值难以达到设计要求的情况，这些挖方路床土 质 CBR 值 均 5%，弯 沉 代 表 值 达 到 300 600(0.01mm)，甚至更高，无法达到设计要求的 233（0.01mm），而压实度却能达到 96%。3 应对措施 为了降低以上类型挖方段路床弯沉值，使其达到设计要求，本标段先后进行了路床翻松换填石屑处理、掺拌 3%4%水泥灰处理、换填统料处理、换填掺拌中国科技期刊数据库 工业 A 2 50%60%的碎石土处理等四个试验段。1)应对措施一：换填石屑处理 K52+440.2K52+610 区段，该段为高液限土，CBR值为 1.8%，为黄红色强风化花岗岩，岩层风化剧烈，岩芯为坚硬土质，遇水软化，石屑处理后深浅 60cm。用挖掘机开挖 60cm 深、晾晒半天，基底铺上防渗土工膜后，再用 20t 重的压路机碾压 3 次，再用 20cm 左右厚、每层 6 次碾压的湿润洒水石屑填平。试车分两次进行，第一次是在加满 2 个楼层后进行弯沉试车，第二次是在加满 3 个楼层(即上层)后进行弯沉试车。经碾压后发现：石屑表面平整、基本无轮迹，但整体粘结性差，整板性较差，弯沉值改善很小，现将试验结果说明如下：图 1 K52+440.2K52+610 挖方段换填石屑及弯沉检测 2)应对措施二：掺拌 3%4%的水泥土处理 K54+707.8K54+864.8 段，该段为非高液限土，CBR 值 2.6%,为粉质黏土，红褐色，硬塑型，用改良土处理，用 60cm 深度换填混水泥。用挖土机挖深 60cm、晾晒半天，在基底用 20t 压路机碾压 3 次后，再用挖土机和平地机将填充物与 3%4%的水泥拌和均匀，再用压路机碾压成型，即完成施工任务。经碾压后发现：水泥土表面大多出现纵横裂纹、整板性较差、起皮较重、轮迹明显。弯沉的结果反映：弯沉的平均变化很小，虽然平均方差相对减小，但弯曲沉的代表值达不到设计的要求，以下是试验结果:图 2 K54+707.8K54+864.8 挖方段掺拌水泥灰及弯沉检测 3)应对措施三：换填统料处理 K53+640K53+980 区段，该区段为非高液限土，CBR 值 2.4%，为粉质黏土，黄褐色，硬质硬塑，略有 表 4 K54+707.8K54+864.8 挖方段处理后弯沉值统计表 弯沉检测个数 n 弯沉平均值 L(0.01mm)均方差 s 弯沉代表值(0.01mm)结论 换填深度 32 274.7 63.4 403.8 不合格 60cm 表 3 K54+707.8K54+864.8 挖方段处理前弯沉值统计表 弯沉检测个数 n 弯沉平均值 L(0.01mm)均方差 s 弯沉代表值(0.01mm)结论 设计弯沉代表值(0.01mm)79 274.8 113.6 502 不合格 233 表 1 K52+440.2K52+610 挖方段处理前弯沉值统计表 弯沉检测个数 n 弯沉平均值L(0.01mm)均方差 s 弯沉代表值（0.01mm）结论 设计弯沉代表值(0.01mm)72 451.2 112.5 676.2 不合格 233 表 2 K52+440.2K52+610 挖方段处理后弯沉值统计表 弯沉检测个数 n 弯沉平均值 L(0.01mm)均方差 s 弯沉代表值(0.01mm)结论 换填深度 36 371.6 85.3 542.1 不合格 40cm 36 368.4 88.7 545.8 不合格 60cm 中国科技期刊数据库 工业 A 3 砂性，粘性一般，采用换填统料处理，换填深度 60cm。用挖土机挖 60cm 深，晾晒半天，用 20t 压路机在基底碾压 3 次后，再换填 60cm 厚的统料，压路机碾压密实，每层厚 30cm 左右，每层 6 次碾压，检测第二层后弯沉表 5 K53+640K53+980 挖方段处理前弯沉值统计表 弯沉检测个数 n 弯沉平均值L(0.01mm)均方差 s 弯沉代表值(0.01mm)结论 设计弯沉代表值(0.01mm)148 286.6 187 656.5 不合格 233 表 6 K53+640K53+980 挖方段处理后弯沉值统计表 弯沉检测个数 n 弯沉平均值 L(0.01mm)均方差 s 弯沉代表值(0.01mm)结论 换填深度 55 375.3 145.2 665.7 不合格 60cm 表 7 K53+980K54+125 挖方段处理前弯沉值统计表 弯沉检测个数 n 弯沉平均值 L(0.01mm)均方差 s 弯沉代表值(0.01mm)结论 设计弯沉代表值(0.01mm)32 415.7 149.3 714.3 不合格 233 表 8 K53+980K54+125 挖方段处理后弯沉值统计表 弯沉检测个数 n 弯沉平均值 L 均方差 s 弯沉代表值 结论 换填深度 33 279.9 27.2 334.3 不合格 55cm 33 173.7 32.7 239.1 接近合格 80cm 图 4 K53+980K54+1250 挖方段换填碎石土及弯沉检测 中国科技期刊数据库 工业 A 4(也就是最上面的一层)。经碾压后发现：统料有好的表面平整性、差的整体粘结性、明显的个别轮迹、不均匀的个别粗细集料等。弯沉的结果反映：弯沉的平均值和代表值不但没有降低，反而更高，而且无法满足设计要求弯沉的代表值，试验结果如下:图 3 K53+640K53+980 挖方段换填统料及弯沉检测 4)应对措施四：掺入 50%60%的碎石土处理 K53+980K54+125 区段，该区段为高液限土，CBR值 2.7%，为粉质黏土，黄褐色，硬塑型，略有砂性，粘性一般，采用换填 80cm 深处理，换填材料为非高液限土掺拌 50%60%的级配碎石。采用挖土机挖 80cm 深，晒半天，基底采用 20t 压路机碾压 3 次后，将非高液限土掺入 50%60%的级配碎石后拌匀填入，然后压路机碾压密实，第 12 层厚度控制在 25cm30cm、3 层厚度控制在 20cm25cm，每层碾压 67 次。试验分两次进行，第一次是填满二层后的弯沉试验，第二次是填满三层后的弯沉试验(也就是最上面的一层)。经碾压后发现：砂石土表面整板性较好，粘结性较好，整体外观较好，改善了弯曲沉积值，第三层已接近设计要求，现将测试结果说明如下：4 结论与总结 通过对挖方段路床采取不同的换填处理措施，得出如下结论：1）在南方多雨地区，对于全风化粉质黏土、强风化的花岗岩非高液限土，CBR5%，采用掺配 50%60%的级配碎石掺拌土进行换填，挖方段换填深度为 80cm，对降低弯沉值能起到很好的效果。2）由于高液限土挖方段土质与非高液限土挖方段土质非常相似，CBR 均5%，对于高液限土挖方段路床处治，可以采用同样的换填方法进行处治。3）施工过程中，根据挖方段土质不同的试验参数，调整不同的换填深度。参考文献 1胡长顺,黄辉华.高等级公路路基路面施工技术M.北京:人民交通出版社,2003.2李阳初,袁金明.施工质量控制J.湖南交通科技,1998(12):89.3高学华.高速公路中的施工质量控制Z.2003.4高颖.公路软土地基施工及处理方法探析J.浙江建筑,2012(5):30.5李凯.高等级公路路基路面施工技术J.交通科技,2010(10):28.作者简介：作者简介：刘长亭(1976),男,本科,工程师,主要从事公路工程和市政工程施工管理工作。