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        市政道路改造升級地基處理應(yīng)用

        2021-01-28 11:02:46夏正豐
        山東交通科技 2020年6期
        關(guān)鍵詞:老路芯樣路段

        夏正豐

        (東南大學(xué) 建筑設(shè)計研究院有限公司,江蘇 南京 210096)

        1 研究背景

        隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,上世紀(jì)晚期修建的城市道路將接近設(shè)計使用年限,面臨大范圍的改擴(kuò)建維修,在設(shè)計過程中,設(shè)計人員應(yīng)重點考慮如何利用老路資源。江蘇省南京市某條城市次干路改造工程,原有道路設(shè)計速度60 km/h,限速40 km/h,一般路段路基寬21 m,路面寬14 m,針對路基改造問題提出利用改造設(shè)計方案和施工注意事項。

        2 原老路狀況及評價

        2.1 路基

        2.1.1 路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面

        路基寬度21 m,行車道及慢車道寬2×7 m,人行道2×3.5 m。

        2.1.2 路基填土高度

        LK4+660—LK6+008為平原地貌,一般均為填方,平均填土高度約0.5 m。

        2.1.3 路基病害及路基穩(wěn)定情況

        項目建成運營多年,路基沉降已趨于穩(wěn)定,現(xiàn)場調(diào)查顯示,公路路基絕大部分存在病害,需進(jìn)行路基開挖處理。

        2.1.4 路基綜合評價

        總體來看,舊路路基情況較差,路基承載力不足;綜合考慮道路通行條件以及鎮(zhèn)區(qū)居民出行需求,本次改建工程應(yīng)采取合適的措施對老路路基進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計。

        2.2 路面

        對老路路面結(jié)構(gòu)取芯、破損情況以及彎沉檢測等調(diào)查,并通過對老路路面破損程度及強(qiáng)度進(jìn)行分析和評價,擬定道路改建方案。

        2.2.1 路面結(jié)構(gòu)形式及其養(yǎng)護(hù)歷史

        舊路于2008年底建成通車,當(dāng)時為老路改擴(kuò)建。原路面結(jié)構(gòu)設(shè)計彎沉為30.9(0.01 mm),改造路段路面結(jié)構(gòu)為5 cm中粒式瀝青混凝土AC-16C+6 cm粗粒式瀝青混凝土AC-20C+1 cm瀝青封層+34 cm二灰碎石+18 cm石灰土。

        在近幾年的養(yǎng)護(hù)維修過程中,陸續(xù)分段加鋪了4 cmAC-16瀝青面層,以及最近進(jìn)行污水管道開挖鋪設(shè),回填材料不能滿足設(shè)計要求需要重新開挖回填。

        2.2.2 路面取芯調(diào)查及評價

        采用取芯觀察老路的面層厚度、完整性,基層整體性狀況、層間連續(xù)狀況,以期更好地了解老路路面基本情況。本次取芯段落為LK4+600—LK6+008,共取芯11個。本次路面取芯均選取典型路段,芯樣具有一定的代表性,分析芯樣情況,可初步得出:(1)通過對完整芯樣分析,面層層度差異較大,部分路段前期進(jìn)行過瀝青面層加鋪,加鋪厚度在4 cm左右。(2)基層為二灰碎石,取芯時個別芯樣基層松散已不具備承載能力,其他芯樣成板體,路面基層與面層結(jié)合情況一般,基層強(qiáng)度較低。

        2.2.3 路面破損調(diào)查及評價

        由于舊路剛進(jìn)行過污水管道開挖施工,路面部分路段質(zhì)量較差,路面破損情況見圖1。

        圖1 路面破損情況

        2.2.4 路面彎沉調(diào)查及評價

        (1)評價方法及標(biāo)準(zhǔn)

        根據(jù)《公路技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》(JTG S210—2018),路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度用路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度指數(shù)(PSSI)進(jìn)行評價,按式(1)、式(2)計算,評價標(biāo)準(zhǔn)見表1。

        式中:SSI—路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度系數(shù),為路面設(shè)計彎沉與實測代表彎沉之比;Id—路面設(shè)計彎沉,mm;I0—實測代表彎沉,mm;a0—模型參數(shù),取15.71;a1—模型參數(shù),取-5.19。

        表1 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度指數(shù)(PSSI)評價標(biāo)準(zhǔn)

        (2)測試結(jié)果統(tǒng)計及分析(表2)

        表2 各路段瀝青路面強(qiáng)度評價結(jié)果

        (3)主要結(jié)論

        本路段代表彎沉為22.76(0.01 mm),PSSI為44.37,總體評價結(jié)果為差,路基承載力差。

        2.2.5 路面總體評價

        從上述路面調(diào)查結(jié)果來看,舊瀝青路面PSSI指標(biāo)評價均為差,瀝青路面綜合評價為差,本次改建在路基補(bǔ)強(qiáng)、病害處理后路面整體銑刨后整幅路段加鋪4 cmAC-13C。

        3 老路路基補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計方案及施工注意事項

        該路作為鎮(zhèn)區(qū)居民出行的主要通道,老路改造時間要求緊,因此在老路路基補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計中考慮不對老路開挖處理,為提高地基承載能力設(shè)計綜合考慮采用注漿工藝。

        3.1 壓力注漿特點

        壓力注漿施工簡單、施工速度快、路基質(zhì)量提升明顯。

        3.2 壓力注漿技術(shù)及施工要求

        3.2.1 設(shè)計參數(shù)

        (1)布孔。注漿孔間距約為1.5 m,呈梅花形。(2)孔深。單個孔深約1.1~1.5 m,孔徑根據(jù)施工工藝選擇,一般為5 cm左右。(3)注漿材料及配比:材料為水泥漿,水灰比為0.5~1。為保證材料具有良好的可操作性及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,應(yīng)進(jìn)行試驗。建議漿液配比為水:水泥:水玻璃=1∶(0.5~1)∶0.05。

        3.3 施工注意事項

        (1)施工前應(yīng)由技術(shù)負(fù)責(zé)人制定詳細(xì)的施工組織計劃。材料要事先過篩再運到現(xiàn)場;各種設(shè)備的性能保證完好。(2)所有注漿口必須保證密封,空隙處必須保證砂漿充實,已保證注漿形成有效的壓力。(3)施工前應(yīng)認(rèn)真檢查路基是否存在空洞或縫隙等,在施工過程中注意觀察跑漿及漏漿現(xiàn)象,如存在以上問題必須在施工前封堵。(4)砂漿中可添加適量膨脹劑以保證材料具有一定的膨脹性。注漿壓力和膨脹劑若控制不當(dāng),容易產(chǎn)生鼓包和冒漿,建議施工前應(yīng)進(jìn)行注漿試驗,以確定適宜的注漿壓力。注漿壓力宜從0.2~0.3 MPa低壓開始,逐步加大至0.6~1.0 MPa為宜(僅供參考,具體根據(jù)試驗確定)。(5)注漿。注漿時必須保證注漿管一次性放置到設(shè)計深度,通過壓漿機(jī)將砂漿從密封的固定注漿口從下而上進(jìn)行注漿壓入。單個注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn):①注漿壓力大小由小逐漸變大,達(dá)到設(shè)計終壓并持續(xù)注漿10 min以上;②水泥漿注入量必須滿足設(shè)計數(shù)量,且保證注漿結(jié)束時的進(jìn)漿量在20~30 L/min以下;③路面隆起時應(yīng)停止注漿。(6)冒漿處理:在施工過程中,水泥漿液易于沿土體孔隙串流滲出地面,稱為地表冒漿。地表冒漿一般是在冒漿處采用速凝水泥、麻絮或碎棉絮封堵,無法封堵時可采用降低壓力、改變材料水灰比等辦法進(jìn)行處理。

        4 結(jié)語

        路基處理完成后,對老路路面進(jìn)行彎沉檢測,結(jié)果顯示老路彎沉提升明顯,PSSI值普遍大于85。檢測結(jié)果表明,壓力注漿在城市道路改造過程中提升路基承載力方面有明顯的效果。

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