寒冷地区高速公路路基处治综合技术探讨

发表时间:2021/7/9   来源:《基层建设》2021年第11期   作者:万超
[导读] 摘要:普通与普通地区的气候环境,我国北方寒冷地区的冬季,由于气候寒冷,所以冰雪完全覆盖了道路,甚至地面上的冻层厚度还会超过1m或者1.5m。
        中铁七局集团第二工程有限公司  辽宁沈阳  110000
        摘要:普通与普通地区的气候环境,我国北方寒冷地区的冬季,由于气候寒冷,所以冰雪完全覆盖了道路,甚至地面上的冻层厚度还会超过1m或者1.5m。而在春季3月份和4月份,冰雪开始融化、解冻,翻浆问题又会伴随出现。6月份全面解冻,又与7月份和8月份的雨季紧密连接,连续不断的下雨对于路基的影响更是十分严重。要想保证寒冷地区高速公路路路基的顺利施工,就必须要对软土地基、冻胀与翻浆、高填路基下沉等问题进行妥善的处治,并采取各种整治措施提升寒冷地区高速公路路基施工质量。
        关键词:寒冷地区;路基施工;策略
        1寒冷地区高速路基施工中的常见问题分析
        1.1软土地基
        软土指的是一种细粒土,表现出的特点主要包含以下几方面:第一天然含水量高、第二孔隙大、第三压缩性高、抗剪强度低等。而软土地基主要包含两种形式:一种是由淤泥、亚沙土、淤泥质土、亚黏土等组成的地基,另一种是由冲填土、松散沙土、杂填土、高压缩性土质以及湿陷性黄土构成的地基。由于这些地基的承载力均不符合高速公路的路基施工要求,如果不采取科学的处治措施就直接施工,那么很有可能因为地基不稳、土质不均匀下沉等形成不良地基,整个高速公路的施工质量也会受到严重的影响。
        1.2路基冻胀与翻浆
        在我国寒冷地区的路基施工中,冻胀与翻浆是常见的问题,也是普遍存在的问题,其主要体现在路基施工中,水泥混凝土的错缝现象、短板和沥青路面的开裂现象等。寒冷地区出现这种路基施工问题主要原因是随着时间的推移,气温不断下降,当温度下降至零摄氏度以下时,路基缝隙中的水分会逐渐形成冰晶体,而在温度持续下降过程中,受到引力与压力差的影响,冰晶体附近的土粒又会在充分吸附薄膜水后开始在道路层中由下至上的移动。在移动的过程中还会受到未冻区域水源的供应,导致水源也开始运动,在冻界限促进聚冰区的形成。这样一来,就会导致路面出现冻裂与隆起的现象,最终形成冻胀。当寒冷地区进入3月份后,温度又会不断上升,路面开始解冻,但是其内部的水分不能有效排除,导致土基的强度逐渐变弱,最终在过往车辆特别是重车荷载的作用下出现翻浆的现象。
        1.3高填路基下沉
        在我国寒冷地区的高速公路路基施工过程中,还经常面临高填路基下沉的问题。所谓高填路基指的是土石质边坡高度在20m以上、砂砾边坡高度在12m以上的路基。由于寒冷地区气候条件的影响,其高速公路路基的施工工期非常短,所以对于高填路基的施工要求也非常苛刻。只有采取相应的措施减少高填路基下沉,才能够从根本上保证寒冷地区高速公路的施工质量。
        2寒冷地区高速公路路基处治综合技术
        2.1软土地基的处治综合技术
        在寒冷地区高速公路的路基施工过程中,针对软土地基的处治,需要细分成以下三种情况。第一,针对表面湿地的处治,可以土壤置换以及砂石垫层两种方法的应用,可以获得良好的处治效果。第二,针对遇水田地段的处治,设土工织物的方法,可以获得良好的处治效果。第三,针对积水地段,即遇鱼池地段以及水泡子地段的处治,抛石挤淤以及叠层碾压的方式可以获得良好的处治效果。
        2.2消除水源
        为有效解决寒冷地区路基中出现的冻胀与翻浆问题,在实际施工过程中就要确保地表积水及时排除,地下渗水及时隔断,并结合实际情况加设盲沟导流积水。同时,如果施工时间在寒冷地区的春融期,要及时挖出临时排水沟。如果施工时间在寒冷地区的五月份,冰冻层仍然不低于0.8米,需做好截断坡顶冻融形成的渗流水和雨水的工作,以提高路基施工的质量。


        2.3提高路基填土高度
        提高路基填土高度是一种简便易行、效果显著且比较经济的常用措施是提高路基、路面强度和稳定性,减薄路面,降低造价的重要途径。同时也提高了路基填土高度,增大路基边缘至地下水或地面水位间的距离,从而减小了冻结过程中水向路基上部迁移的数量,使冻胀减弱,翻浆的程度和可能性变小。路线通过农田地区,为了少占农田,应与路面设计综合考虑,以确定合理的填土高度。在潮湿的重冻区内的粉性土地段,不能单靠提高路基填土高度来保证路基路面的稳定性,要和其他措施,如砂垫层、石灰土基层等配合使用。本项目对于鱼塘水田等地面积水潮湿路段均设置了50~70 cm厚的透水性粒料防止水分影响路基,根据料源情况可选择砂砾、碎石、石渣等。
        对于受控的低填方路段和土质挖方路段,考虑距离地下水较近易形成冻胀,因此对于路面结构层下一定厚度进行透水性粒料换填处理,确保地下水不通过毛细作用在路床中形成冻胀,同时在路基两侧深挖边沟和设置纵横向盲渗沟排除地下水。
        2.4高填土下沉问题解决措施
        首先,按照国家的相关规定,进行土方路堤的填筑,并在实际施工的过程中采用纵向分层法施工,并逐层进行填压与密实工作。其次是对填石路堤的填筑,在实际的施工过程中采用分层压实、分层松铺与分段填筑的方式,以确保施工质量的有效提升;然后是土石堤的填筑,同样按照相关的规定与施工要求进行分层分段的填筑;最后是河滩路基的填筑,在路基施工中进行该项工作时,在路基浸水部分采用渗水性较好的填充料,并充分保证边坡高度修筑的缓和性。
        2.5边坡防护措施
        公路边坡防护措施可大致分为工程防护与植被防护两种形式,一般将两种措施结合使用且优先考虑植物防护。常用的植物防护方法有:植草皮护坡、植生带护坡、液压喷播植草灌护坡、三维植被网护坡、砌石骨架植草护坡和土工格室植草护坡等。寒冷气候条件下的路基边坡浅表滑塌主要通过疏导边坡内水体、改善边坡结构以及合理的防护措施等方面解决。要坚持动态设计理念,坚持排水与防护相结合的综合处治方案,排水的主要目的是采用路基边沟下纵向渗沟、坡面支撑渗沟、坡体排水管和平台及坡顶的渗沟汇集排泄边坡内自由水,减少边坡冻胀的发生。公路边坡防护措施将工程防护与植被防护两种形式结合使用且优先考虑植物防护,重点应用早期防冲刷能力强,有利于植物生长的土工格室和三维植被网等新材料,草本植物与灌木相结合的形式,重点考虑耐寒、抗冻的草种和树种。
        2.6.路基压实与限制重车通行
        在寒冷地区高速公路的路基施工过程中,针对路基冻胀与翻浆的处治,还需要在冻胀与翻浆问题的高发地段,重点进行路基压实处治。通过专业的施工机械进行路基碾压,提升路基的密实度以及强调。
        另外,限制重车通行也是有效路基冻胀与翻浆的有效处治方法。因为寒冷地区气候条件的特殊性,高速公路路基施工需要分年度进行。例如,某一段高速公路工程在第一年度,完成了大部分施工,且达到了对社会开放的条件,所以向社会开放,而当处于春融时期的时候,则对重车以及大车进行了限制,仅允许小车正常通行。在停工期间,又特意安排专人进行路基养护,尤其针对病害区域,进行了专门的养护,对病害的发展进行了有效的控制。
        3结束语
        综上所述,只要提升施工人员的责任意识,加强施工管理,根据不同的情况采取不同的处治措施,就可以有效提升寒冷地区高速公路的施工质量,保证高速公路的正常运行。
        参考文献:
        [1]韩建华.高海拔寒冷地区公路设计理念与方法及其应用[D].长安大学,2014.
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        [3]刘耀辉,陈乔旭,宋雨来,沈艳东.火山灰-SBS、胶粉-SBS和SBS改性沥青压缩变形行为及机理[J].吉林大学学报(工学版),2017,06:1861~1867.
        [4] 蒋明跃.寒冷地区路基路面结构设计浅析——松原市环保大街道路建设工程[J].山东工业技术,2017(5):103-104.
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