高速公路路基加宽土工格栅加筋施工技术吕剑溪

发表时间:2020/6/8   来源:《建筑实践》2020年2月第4期   作者:吕剑溪
[导读] 本文对当前土工格栅材料性能情况做出分析,其次对其参数引用展开讨论
        摘要:本文对当前土工格栅材料性能情况做出分析,其次对其参数引用展开讨论,最后以实际引用情况做出分析,以供相关人员进行参考。
        关键词:高速公路;路基加宽;土工格栅
        随着社会经济的发展,国家对高速公路的建设要求,也逐渐的从原先的双向四车道,变为双向六车道甚至更多。只有正确的运用道路施工技术,才能够更好的提高工程质量。将从路基加宽的概念出发,进而对土工格栅加筋技术进行分析。 
        1土工格栅材料性能研究
        土工格栅采用比较独特的材料组成,在定向拉伸方面具有加强的性能,通常都是通过聚丙烯和其他分子组合形成原料,再经过高温热熔等工艺对其加工,使得土工格栅的运用能够有利于加强链间的黏合度,改善土壤,在沉降方面具有较好的效果。
        1.1土工格栅材料的选择
        土工格栅具有较强的抗拉强度和弹性模量,以独特的形式将负载力分散,极大的减少作用上的荷载压力。有效改善沥青混凝土的结构层,减少重力作用。格栅约束层网孔具有统一的形状,格栅的硬度和强度都会通过网孔形成相互作用,进而加强颗粒材料的实质作用。阻止不同路面材料的搅乱,形成较好的作用力,其约束作用充分发挥,对于非均匀的分布具有较强的负载能力。网层面是高摩阻力产生高抗拉力,加强其自身结构强度,目前在许多工程中都采用土工格栅加筋路基,其主要作用是为加强钢筋的整体结构。
        在选取相应的材料时,需要对力学有较好的了解,通过力学的特征掌握其抗拉强度、顶破强度等。因为土工格栅的样式为正六边形,在受力方面比较理想,它通过六条边将力量均匀受散,效果十分理想。在选择使用的材料时,应该选取对称性较好,且具有较强抗性的材料,这样能够减少出现裂痕的现象,使项目质量更高。
        1.2土工格栅半刚性材料性能
        半刚性基层沥青路面具有较强的力学性能,在当前的公路上运用比较广泛。当前我国交通的问题逐渐增多,特别是负荷方面暴露出较多的问题,在荷载较高的情况下,很容易形成反射裂缝,导致路面遭受影响。而土工格栅半刚性材料可以对路面进行加固做工,使其表面与材料产生摩擦,减少对格栅肋条的阻力。一般情况下铺设碾压路面会嵌在土工格栅网控制中,减少其产生偏移,进而防治裂缝产生。
        2路基加宽土工格栅加筋施工技术
        2.1路基加宽概念
        由于多年的通车以及风吹日晒,路基便会出现沉降现象。在对路基实施加宽时,由于新旧路基的沉降程度不同,便会出现裂缝现象,进而对公路会造成一定程度的损坏。因此,在对路基进行加宽时,必须提高其相关的施工技术,优化施工设计方案,进而确保高速公路的施工质量符合标准。
        2.2土工格栅的作用机理
        土工格栅是一种土工合成材料,它有许多种不同的分类标准,按照加工方式进行分类,土工格栅主要分为两种类型,分别是单向土工格栅和双向土工格栅。按照施工材质的不同,土工格栅可分为塑料土工格栅与玻璃纤维土工格栅。
        土工格栅又是一种柔性材料,它可以承受很大的拉力。由于土体很容易发生变形现象,在土体中设置土工格栅,可以很好的将拉力传递到钢筋上,进而减少土体变形现象的产生。同时,土工格栅与土体结合后具有较强的黏结力,此种粘合力可以有效的解决路面沉降、断裂和塌陷的问题。
        2.3土工格栅加筋技术在高速公路路基施工中的应用
        (1)由于新旧路基的沉降程度不同,利用土工格栅加筋技术可降低其沉降程度,从而有助于提高高速公路路基方面的稳定性,也有助于提高公路施工工程的质量。
        (2)由于土工格栅是一种柔性材料,可以承受很大的拉力。因此,在路基沉降造成的土体变形现象中,土工格栅可在土体的变形区域进行设置,充分发挥其拉力作用。
        (3)由于土工格栅与土体结合后,两者之间所产生的黏结力,其力度十分的强劲,在对于降低道路裂纹现象的产生中具有一定的效用。
        2.4路基加宽的施工方案
        在进行路基加宽时,它的主要施工方案包括施工准备、基底处理、路基加宽、补强措施四个方面。其中,路基加宽补偿措施又分为铺设沉积物和冲击夯实两方面。在铺设沉淀物时,由于新铺设的路基和已经铺设的路基之间由于沉降程度的不同会产生一定的高度差。由此,土工格栅的设置可根据路填土高度来确定。在实施路基加宽时,填土高度一般在1.5~10m之间,土工格栅在路基的顶部和底部共设置三层;当填土高度大于10m时,则需要另在顶部设置三层,中部设置三层。同时,土工格栅设置的宽度可根据加宽宽度来进行,一般来说,土工格栅优先选择双向土工格栅。
        另外,由于路基本身的压实度和路基的沉降有关,而冲击夯实则是将路基沉降和压实度合为一体,使二者都达到降低值的最小化,进而达到减小裂缝产生的目的。此外,冲击压实可以补强路基,进而在一定程度上可于提高加宽路基的压实度。
        3高速公路路基加宽土工格栅技术参数
        随着时代地发展,科技的不断的进步,公路作为地面上连接地区与地区之间的通道,高速公路的建立与扩建是必不可少的。这其中主要常见的还是对于高速公路方面的拓宽需求。因此,对于高速公路的修建方面不仅要掌握其修建技术,更要增强高速公路路基的加宽的施工力技术与施工成效。只有达到这两方面的技术能力要求,才能确保高速公路修建的总体质量总体成效。
        高速公路路基加宽与土工格栅技术的技术参数主要有两个方面,其一是怎么样创建模型,其二是横坡比。在模型的建立中,土层的计算参数需要根据规定的土层技术表来进行建立。由此,便需要考虑地基与土层的关系。建设原有路基面是双向四车道,在路基加宽时,改用为双向八车道,这就需要选用半结构模型,并且根据土层计算参数表来决定具体的参数。在横坡比方面,一般考虑横坡比对路面的影响。新老路基的横坡比较大时,路面就会产生裂缝现象,进而对往来的车辆安全会造成一定的安全隐患。因此,我们在进行公路路基加宽土工格栅时要注意对横坡比进行适当的调整,由此可以起到在一定程度上减小横坡比对的公路路基加宽方面的影响。


        4土工格栅加筋的效果分析
        4.1弹性模量的影响
        新老路的沉降问题受到土工格栅的弹性模量的影响,一般来说,弹性模量有四个选值,分别是0.1、0.5、1、2GPa。路基表面最大沉降量与格栅模量的关系是确定的折线图,当拉伸模量为0.5时,新路基的最大沉降量时-0.10,当拉伸模量是1.0时,新路基最大沉降量是-0.06~0.07中间,当拉伸模量变化到2.0时,新路面的最大沉降量有所升高,但是不超过-0.05。横坡比与土工格栅的弹性模量也是固定的取值。由上述两个固定的值可知,土工格栅的弹性模量从0.5GPa增大到1GPa时,最大沉降量由10.3cm减小到了6.8cm,横坡比由6‰降到了3‰。随着弹性模量的增加,开始时加筋效果有明显的提高,但是随着土工格栅弹性模量的不断增大,加筋的效果提升的就不那么明显了。因此,新路基各项指标达到最佳效果时,土工格栅的弹性模量应为1GPa。
        4.2加筋层数的影响
        在确定了土工格栅的弹性模量时,最佳应为1GPa,加筋层数由两层加到四层路基表面的沉降与格栅层数也由固定的图表来表示,加筋两层时,在距老路中心20m时,路基的表面沉降可达到-0.07m,加筋层数增加到三层时,同样在距老路中心20m处,路基表面的沉降达到了-0.05m,而当加筋层数达到了四层时,在20m距中心距离处,路基表面的沉降距离上升到-0.04m。根据上述两个表,基本可以得出结论,当加筋的层数由二层增加到了三层时,路基表面的沉降量由6.5~4.5cm,横坡比也相应的从千分之3.3减少到千分之2.3,加筋的效果得到显著的变化,但是加筋层数增加到四层时,加筋的效果则不再进行变化。因此得出结论,最佳的加筋层数应为三层。
        4.3长度的影响
        当土工格栅的弹性模量达到1.0GPa,加筋的层数达到三层时,土工格栅的长度变化也会依次分为三个档次,分别是8m全铺,6m和4m半铺。根据横坡比与土工格栅长度、路基表面沉降量与土工格栅长度的关系,可得出:土工格栅在8m全铺时,沉降量的最大值为4.6,6m时,最大值为5.7和4.5m铺时,路基表面的沉降量为7.2m。由此可见,一般情况下选择格栅全铺的方法,是最佳的铺设方法。
        5路基加宽土工格栅加筋的施工流程
        5.1准备阶段
        在进行高速公路路基加宽土工格栅之前,需要全面的了解该高速公路的基本情况,比如建成时间,岩土类型,所在地区的地质环境与气候情况等。除此之外,还需要了解高速公路的路基所存在的实际问题,尤其是已经出现的问题,比如发生过坍塌事故等。另外,实地的勘察工作也是必不可少的,比如,高速公路路基的软土地基位置,只有通过实地勘测才能寻找出来。充分的掌握公路的基本情况,了解新旧地基的地质条件,初步确定施工材料问题,都可以为路基加宽土工格栅设计方案提供相应的参考依据。
        5.2加筋土工格栅的铺设
        在该项内容中,通常都需要根据现场的施工方案来做出调整,选取适量的土工格栅加筋网孔尺寸,在铺设的过程中应尽量满足施工的各项需求。一般来说,该项技术都会采用人工铺设展开。在铺设的过程中,相应的施工人员可以根据现场的地理结构和路面情况等作出改善,并按照相关工艺展开,从坡脚表层按顺序进行铺设,同时还要控制好铺设过程中的间距问题,通常情况下,土工栅格之间的距离应控制在50厘米左右。若项目有特殊要求或是路基超过4米的情况下,应该讲起间距控制在1米左右,按照这样的方法展开铺设。在实际的操作过程中,施工人员应该先对现场进行全面清理,保证区域地势比较平缓,特别是施工路面,不得出现一些杂物。同时相应的工作人员还要结合工程项目对实际的内容作出把控,找到最合适的方法进行铺设。
        5.3底层土工格栅铺设
        在应用土工格栅加筋技术的过程中,需要做好多个方面的细节处理。首先,应该根据项目规模和项目要求对土工格栅的铺设位置做出一个设定,找到最佳的铺设范围,并明确规划出来。其次,在开展路面基层加宽施工过程中,需要确保预留好足够的空间,同时还要控制好两侧的宽度,尽量使两侧宽度相等。最后,在链接土工格栅时,应采取合理的手段进行链接,通常情况下还会搭配聚丙烯的使用。另外,当前有一种新型的方法,它采用比较独特的形式将格栅进行固定,其主要目的是为减少土工格栅出现变化,在使用的过程中需要控制好搭接的距离,进而保证搭接的整体质量。当完成相应的铺设工作后,还需要对其进行填土,将材料放置在上面时,再去机械设备对路面进行碾压,并将路面清理干净,使其达到相应的要求。
        5.4上层土工格栅铺设
        上层土工格栅铺设是公路路基加宽施工中十分重要的内容。在实际的铺设过程中,施工人员要按照相关要求来进行施工,对其铺设宽度进行明确掌控,保证上层土格栅的宽度可以与填土相等。在填筑土方的过程中,需要严格按照相关要求来进行施工,特别是施工人员需要注意,对于其各项数据应该做好把控,保证铺设效果能够与实际情况相符合,进而保证项目的整体质量。
        5.5最后的质量验收工作
        在整个土工格栅施工的过程中,为减少其他因素对于项目质量的影响,需要做好各方面的细节处理,优化整个项目流程。当整个项目工程开展完成后,需要试验检测人员对工程进行质量验收,并且需要按照相应的标准进行验收,同时还要对一些比较细节的位置进行检查,确保土工格栅的施工质量能够符合相应的标准,同时公路路基的宽度等都互相吻合,以此达到相应的要求。一般情况下,项目的横向搭接宽度偏差值应该控制在5cm之内,而纵向搭接宽度应该控制在16cm以内,试验检测人员需要对搭接缝进行反复测量,使其达到要求,同时需要确保粘结力满足要求。具体的数值需要根据实质项目情况做出调整,以此来保证项目的整体质量。
        6结语
        在高速公路规模不断发展的需求下,高速公路路基的加宽土工格栅技术也在实际中不断的应用了起来,在土工格栅加筋技术中,首先需要明确土工格栅加筋的作用机理,了解土工格栅加筋技术的参数,再具体的参照公路的真实情况来进行路基加宽步骤,才能最大程度的实现高速公路路基加宽工程的实际效用。
        参考文献:
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