防止路床贴补的措施

摘要:在高速公路路基的交工验收中,往往发现施工单位为达到规范要求的平整度和设计标高,对路床低洼及不平整之处采用补贴薄层法处理,这样的处理方式给路面结构带来质量隐患。基于此,文章介绍了不同路基填筑条件下应采取的预先控制的措施。

关键词:贴薄层法;路床补贴;交工验收;软基处理

中图分类号:U416文献标识码:A文章编号:1009-2374 (2010)13-0083-02

高速公路路床顶面平整度要求为15mm,纵断高程误差要求为+10mm、-15mm。由于施工设备和施工组织方案的原因,有的施工单位采用薄层补贴的方法处理低洼和不平整之处。这样处理的薄层很容易脱皮松散,轻轻一铲就与路床分离了。如直接在其上铺筑路面结构层,在路面使用过程中,该薄层受到路面渗入的雨水作用后即变成软弱层,给路面结构带来病害,引起路面过早破坏。为防止这些质量隐患,在路面施工过程中,要认真做好施工组织计划,规划好95区填土,以防止这些质量隐患,在路面施工过程中,要认真做施工组织计划,规划好95区填土,以防止贴薄层现象的出现。

一、引起路床贴薄层填土的原因

引起路床贴薄层填土的原因,一般是对路基施工不够重视,认为路基施工按规范分层填筑或分层开挖就满足要求了。在高等级公路路基施工中如果事前没有做施工组织计划,规划好各层填挖土方量和厚度,往往等到填筑路床顶层最后一层填土时,就出现了少量的厚度差,此时只能采用薄层填土“弥补不足”。下面对引起贴薄层填土的现象提出预防措施。

二、对路床贴薄层填土的预防措施

(一)路基填筑要有填土规划

路堤填筑要根据纵断面及横断面设计图的填筑断面划分好90、93、95压实区,控制好每区的换层标高,特别是填筑95区时要规划填筑层数和每层的填筑厚度,如果只简单地按规范逐层填筑,待到最后一层时往往出现薄层填土层。如95区为80cm厚,每层压实厚为20cm,应分4层填筑,这样就不会出现最后一层为薄层填土的现象。为确保每层压实厚度符合要求,土方填筑前要实测填土的松铺系数。土的松铺系数与土质和土的含水量有关,土的参考松铺系数见表1:

表1土的参考松铺系数表

类别 松铺系数 备注

表土 1.25～1.3 埋深1～2m的土

粘土 1.2～1.25

砂土 1.18～1.2

干土 1.18～1.2 干燥松散的土

(二)路床顶层和超高断面的填筑技术

1.路床顶层的填筑技术。路床顶层(最后一层)的填筑除要考虑松铺系数外,为达到规范要求的平整度,必须采用推土机按松铺挂线高度平土料后再用平地机初平(因经推土机和平地机的初步压实,此时的松铺系数不大,约为1.2,紧接着静压一遍后用压路机压实。以上工序要紧凑快速,以防土料水分蒸发太大而无法压实。

2.超高断面的填筑。在90区开始填筑时就要做好填筑计划。路堤填筑处的地形千变万化。有平坦的农田、崎岖的山地陡坡等。路堤填筑时除注意填筑面的排水横坡外,应根据地形条件,逐层调整填筑横坡使其与设计超高横坡一致。在90区调整达不到设计超高横坡的断面,在93区必须使填筑面的横坡与设计超高横坡一致。如果不注意这点,在路基填筑到顶层时,往往不得不用角形填筑断面来调整填筑断面的横坡,使其与设计超高横坡一致。因此,三角形填筑断面锐角一侧的填土就形成薄层填土,给路面结构留下质量隐患。

调整路基横坡时,要考虑到路基内侧填土最小压实厚度须大于8cm和路基外侧填土最大压实厚度不得大于20cm,否则就会形成薄层填土或填土过厚而压实不足的现象。下面以路基设计宽为24.5m、超高为5%、填筑高度为3.5～8.5m的填筑断面的逐层填筑调坡为例来说明此问题。超高段路基填筑规划详见表2:

表2

H/m B/m

ΔH1

Δi=1%

cm ΔH2

Δi=0.5%

cm D=B+ΔH2

Δi=0.5%

cm D'=1.3D N N'

3.5 35 35 18 26 34 10 7

5 40 40 20 28 36 10 10

6 42.5 42.5 22 30 39 10 20

8.5 50 50 25 33 43 10 37

表2中H为路基设计高;B为路基底宽(地面平坦时,边坡为1∶1.5,路基顶宽24.5m,B=3H+24.5);ΔH1为因调整横坡引起的外侧填土所增厚的压实厚度(Δi=1%);ΔH2为因调整横坡引起的外侧填土所增厚的压实厚度(Δi=0.5%);D′为因调整横坡引起的外侧填土的压实厚度(内侧压实厚度为8cm计,逐层调整的横坡Δi=0.5%或Δi=1%);D为D的公铺厚度(松铺系数以K=1.3计);N为由横坡i=0开始填筑,以后每层填筑按0.5%递增调坡,达到超高横坡为5%时所需的填土层数;N′为90区的填土层数(93、95区和路面结构层共计2m厚)。

从表2分析可知,在路基设计高度为3.5m,超高横坡为5%时,如数平坦地面,从一开始就以0.5%的横坡逐层增调整超高横坡,填7层土就到达90区顶了。而要达到5%的设计超高,以0.5%的横坡逐层递增调整超高横坡需要10层直土,还差3层,必须在93区填土区3层填土调整超高横坡才能满足要求,而93区填土区用3层填土调查整超高横坡才能满足要求,而93区填土厚度为70cm,只需3层填土。如果不是从一开始填土就规划好怎样进行超高横坡调整,等到93区或95区再调整横坡时,就不得不采用三角断面填土层调整横坡。这样,三角断面填土层锐角薄层就给路面结构留下质量隐患(如图1所示)。当路基设计高度大于5m时,调整超高就较方便,不存在上述限制。从表2中可知,调整横坡以0.5%或以更小的横坡调整较为适宜。如在路基设计高为6m时,若以0.5%逐层调整横坡,第一层外侧填土压实厚就达到了30cm了,必须加强压实施工管理,确保外侧填土压实度;若路基设计高度>6m时,不必在第一层填土就开始调坡,待填筑几层后,路基高度剩下6m时,再开始调坡。

三、软基沉降填土预加高度调整

软基填土往往要超载预压,超载预压的路基沉降量要列入95区填土中考虑,如果填土预加高度不当,待超载预压土卸载后,往往留下薄层填土层。假如设计预压沉降量为4cm,95区填土按规范逐层填筑到设计标高后,再逐层填筑超载预压填土,超载预压一段时间,待软基沉降稳定后,超载预压土卸载时就剩下4cm的薄层了,如图2所示:

为防止此类现象的发生,软基填土预加高度要适当。软土路堤填土到接近95区顶层设计标高时,对设计沉降量为小于15cm的软土路堤填土,距95区顶设计标高8cm处开始填预压土,第一层预压土按95区要求压实。它的压实厚度D必须符合;25≥D≥8+h的要求,h为设计沉降量,单位为cm,如图3所示:

当设计预压沉降量在15～100cm以上时,按常规填土填到95区顶设计标高后,填筑预压土,设计沉降层内预压按95区要求压实,设计沉降量内最后一层预压土压实厚度D必须符合:25≥D≥8+h的标准,且要划分好设计沉降量内的填土层数,使最后一层填土底层比设计沉降后的顶面标高低8cm,这样可防止预压卸载后出现贴薄现象,如图4所示:

四、土方挖方路段路床顶面处理

挖方路段为土质时,当土质、含水量均符合要求时,一般对路床直接压实即可,如果含水量过大,必须将表层30cm厚土层翻松,待其晾干到含水量符合要求后再压实;如果土质不合要求,或挖方段有地下水,土壤含水量过大时,采取换土处理。

直接压实的路床顶面挖方施工标高,应考虑原状土压缩系数的影响,施工标高预加一定的高度,使压实后的路床标高恰好是路床的设计标高。原状土的压缩系数要现场测定,它因压路机的吨位和土质的变化而变化。预加标高系数(施工标高与设计标高的比值),粘土为1.2～1.3,砂土为1.2～1.25,挖方深度小于2m的路床为1.1～1.25。

为保证直接压实的路床顶面平整度满足要求,采用推土机及平地机逐层推除和刮平距预加标高10～20cm内的剩余土方并配合人工找平,最后进行压实。

五、石方挖方地段路床顶面处理

挖方地段为石方路床时,为保证路床平整度,须采取填一层土或填一层15cm厚的碎石垫层作找平层处理。这一找平层必须精心施工,填筑找平层压实的要求与土方填方路堤相同,但必须保证填土压实厚度不小于10cm,以防止出现薄层找平问题。碎石垫层的施工考虑松铺系数外(一般为1.3),要注意摊铺均匀,防止粒料离析,一般采用推土机结合摊铺机摊铺,用压路机压实即可。

作者简介:王召松 (1972-),山东滨州人,供职于山东省滨州市滨城区公路管理局,研究方向:公路与桥梁。