摘要:路基工程是道路建设工程中的主要项目。在道路建设中,经常遇到过湿路基,过湿的路基,其强度和稳定性得不到保证,必须进行处理后,方可填筑路面,对于过湿路基土采用换填法、生石灰浅层拌合法和利用双向土工格栅加筋土可以对过湿路基进行有效的处理。本文从设计的角度对这些方法进行了介绍。中国论文网 关键词:过湿路基;路基设计;换土法;生石灰浅层拌合;土工格栅加筋土 
　　引言 
　　路基是道路建设的重要组成部分。它既是道路结构的主体,又是路面建设的基础,同时也是桥涵工程联接的纽带。没有坚固稳定的路基,就没有稳固的路面。路基应具有足够的强度,路基的强度是指在行车荷载作用下,路基抵抗变形与破坏的能力。为保证路基在外力作用下,不致产生超过允许范围的变形,要求路基应具有足够的强度;路基还应具有足够的整体稳定性,在工程地质不良的地区,修建路基可能加剧原地面的不平衡状态,从而导致路基发生各种破坏现象。因此,为防止路基结构在行车荷载及自然因素作用下发生整体失稳,发生不允许的变形或破坏,必须因地制宜采取一定的措施来保证路基整体结构的稳定性。路基的强度与稳定性,同路基的干湿类型有密切的关系,并在很大程度上影响路面结构及厚度的确定。 
　　路面设计一般要求路基处于干燥或中湿状态。过湿状态的路基必须经过处理后方可铺筑路面。路基设计中选用合理可行的处理方法是做好过湿路段路基设计的关键所在。 
　　1、过湿路基土的概念 
　　路基干湿类型划分为四类:干燥、中湿、潮湿和过湿,在《公路路基设计手册》中划分标准是按不利季节路槽底面以下80厘米深度内土上述四种干湿类型的分界相对含水量w1、w2、和w3;在《城市道路设计规范》(CJJ37-90)中,路基干湿类型,按不利季节路槽底面以下80厘米深度内土的平均稠度Bm确定。 
　　2、过湿路基的危害 
　　过湿土大多属于高液限黏土,过湿土含水量高,承载力低,稳定性差,容易变形。由于过湿土的天然含水量大,粘性大,施工时常出现“弹簧”现象,无法压实。要想使过湿路段路基实度达到压实标准,就必须采取相应的措施,否则,竣工后,在行车荷载作用下,极易导致路基路面产生沉陷、变形、失稳等破坏,影响交通 ;在我国北方地区,路基含水量过高,经过冻融循环路基强度减弱,就会引起翻浆等病害。 
　　3、对城市道路过湿路基的处理方法 
　　3.1 换填砂砾法 
　　如果路基土过湿是由于农田灌溉等地表积水引起的,土层厚度不大,且在表层,可采用换填砂砾或生石灰浅层拌合的方法进行浅层处理来提高提高地基承载力。相比较而言换填砂砾法是比较经济的,是一种比较常用的处理方法。考虑到砾类土的刚性扩散角,因此在地基换填时应向两边各扩散一定距离。换填深度根据路床承载力及外荷载情况综合确定,需满足路基稳定及工后沉降指标要求,一般在路基填土高度5米以下,路床承载力标准值在100KPa以下时,换填80厘米,承载力标准值在50KPa以下时,换填120?150厘米。但如果路基土过湿是由于地下水过高引起的,应先采取设置盲沟、渗沟等路基排水设施(可根据现场情况设置为永久性或临时设施),降低地下水位,疏干路基后再进行换填和压实。为保证处理的效果,施工时必须严格按设计要求进行施工,通常应注意以下几点: 
　　(1)清表后,基床开挖深度及尺寸必须满足设计要求,填筑路基前做好路基截、防水沟,严禁使路基用地范围内遭水浸泡。 
　　(2)清表和路基换填砂砾一定要按设计要求施工,保证清表和路基填筑砂砾的厚度。 
　　(3)填筑路基的天然砂砾含泥量不得超过3%,砂砾料的最大粒径不超过50毫米,每层填筑厚度不超过300毫米,压实度不小于设计文件和相关规范的规定。 
　　3.2 生石灰浅层拌合法 
　　采用生石灰浅层拌合法处理过湿路基的主要机理是:过湿路基土掺入石灰后,土料会吸附石灰中的钙离子,使其亲水性变弱,塑性降低。塑性会随石灰用量的增加而降低,由于塑性范围变宽,路基土的含水量由湿向干逐步变化,从而改善路基土的压实性能;同时,路基土与石灰拌和后生成石灰水化物,并产生胶凝物质,这些胶凝物质逐步结晶,形成以硅酸钙等为主的化合物,从而可以提高路基土的抗变形能力,也可以增加水稳定性,达到加固过湿路基的目的。掺加生石灰粉后,生石灰消解过程中吸收土中的水分(约为生石灰重量的32%),放热反应也蒸发土中的水分,经试验每掺1%生石灰可降低1%的含水量,生石灰土可形成的一定的强度,具有良好的水稳性,施工方便,水分散失快,可大大缩短施工时间。掺加生石灰粉后,由于土基强度的提高,整个路面结构的设计可以得到优化,基层厚度可以得到减薄,从而可以节约建设投资。掺加消石灰后会降低土的塑性指数使水分散失加快,但翻拌晾晒的时间较生石灰粉要长,还要增加消解石灰的工序。消石灰消解不充分经过压实成型后,遇到雨水天气,未完全充分消解的生石灰会继续消解,从而会引起路基局部胀松鼓包,最终影响路基的强度和平整度。所以一般应掺加充分消解的生石灰,不宜使用消石灰处理过湿路基。 
　　其缺点是在地下水位较高的潮湿地段,石灰土内的水分会不断增大,从而降低石灰稳定土的强度,且工程费用高。因此在地下水位较高,或不能可靠防止地面积水路段不宜采用石灰土处理。 
　　3.3 利用双向土工格栅加筋土。 
　　土工格栅是用聚丙烯、聚氯乙烯等高分子聚合物经热塑或模压而成的二维网格状或具有一定高度的三维立体网格屏栅,当作为土木工程使用时,称为土工格栅。双向土工格栅是用高分子聚合物通过挤压、成板、冲孔过程后再纵向、横向拉伸而成。该材料在纵向和横向上都具有很大的拉伸强度,这种结构在土壤中同样也能提供一个更为有效的力的承担和扩散的理想的连锁系统,适应于大面积永久性承载的地基。 
　　由于双向土工格栅加筋土性质均匀稳定、与土颗粒间的摩擦系数高、抗拉变形模量大、韧性好、强度高、联锁作用强。通过与不同粗粒土形成加筋垫层,加固补强软弱地基,从而提高过湿地基的承载能力,减小路基的沉降。 
　　加筋土所用的土料需要有较高的摩擦力,根据加筋土的标准规定:塑性指数要小于6,并要求通过200号筛的颗粒重量不超过25%,因而不能用粘性土做为加筋土的填料。碎石是处理过湿路段路基土时加筋土比较理想的填料。土工格栅具有一定的开孔率,土工格栅的节点厚度远大于筋条厚度,加糙了表面,与土体界面的摩擦,机械咬合作用很好。当碎石堆积在土工格栅上时,部分粒料穿过网孔,并与下部土体相嵌,使网孔受到的拉力负荷转变成周围土体中的压应力,使嵌锁土体受到压缩、包裹作用。格栅与土体形成一个稳定的、有一定模量的,能抵抗水平剪力的类似柔性平台的复合结构。因此可以增加路基的强度和整体稳定性。 
　　为充分发挥筋材的抗拉特性,土工格栅铺设时,应尽可能拉紧铺平,从而给筋材一个预拉力,并应注意筋材间的搭接与固定。 
　　结语 
　　路基设计前,应做好全面的调查研究,充分收集沿线地质、水文、地形、地貌、气象、地震等设计资料。改建道路设计时还应收集历年路况资料及当地路基的翻浆、崩塌、水毁、沉降变形等病害的防治经验。对于过湿路基应查明造成过湿的原因,结合地质、水文、地形、地貌,进行必要的设施设计,应该因地制宜,有针对性地选择合适的处理办法才能达到最佳效果。 

更多相关信息 还可关注中铁城际公众号矩阵 扫一扫下方二维码即可关注