輕質(zhì)路基填料EPS設(shè)計(jì)與施工概述_潘銳_圖文

1、輕質(zhì)路基填料EPS設(shè)計(jì)與施工概述潘銳李鵬摘要:在介紹EPS特性的基礎(chǔ)上,結(jié)合滬青平高速公路(中段路基工程實(shí)例,闡述了其作為路基填筑材料的設(shè)計(jì)過程與施工重點(diǎn),并對目前國內(nèi)EPS應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié),指出EPS有廣泛的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞:EPS,輕質(zhì)路基填料,特性,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),施工技術(shù)中圖分類號:U416.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A0引言EPS在道路工程中的應(yīng)用起始于國外,20世紀(jì)50年代末期,德國開始使用剛性EPS輕質(zhì)泡沫作為筑路材料。20世紀(jì)60年代中期,EPS板第一次作為路面下隔溫防凍層,以滿足嚴(yán)寒季節(jié)對道路防凍的要求。此后,1972年挪威道路研究所在研究填土施工法時(shí)首先用EPS代替填土獲得成功,解決了橋臺

2、相接路堤的過渡沉降問題。1985年在奧斯陸召開的國際道路會議上公開了該項(xiàng)技術(shù),從此EPS在瑞典、法國、加拿大、日本等國也得到了廣泛應(yīng)用,并取得了許多成功經(jīng)驗(yàn),較好地解決了軟基過渡段的沉降和不均勻沉降、路堤與橋臺相接處的差異沉降等問題。在國內(nèi)的道路工程中,EPS獨(dú)特的路用性能愈來愈受到青睞。在廣東(廣州、深圳、浙江、上海等省市,EPS作為路基輕質(zhì)填料得到了廣泛的應(yīng)用;浙江省的滬杭、杭寧、甬臺溫、杭金衢、杭州繞城等高速公路上廣泛地應(yīng)用了EPS處理橋頭臺背回填;滬青平高速公路、滬寧高速公路全線軟土廣泛分布,為減少差異沉降,大量應(yīng)用了EPS作為路基的主要填料。1EPS特性EPS具有密度低、耐久性好、耐

3、高溫、隔熱性優(yōu)良、力學(xué)指標(biāo)優(yōu)越等特性。目前許多土工工程中用作輕質(zhì)填料的EPS,其密度常為20kg/m3,僅為普通填料的1/1001/50。EPS在水中和土壤中化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,不會被微生物分解,也不會釋放出對微生物有利的營養(yǎng)物質(zhì)。EPS具有較好的熱穩(wěn)定性,在75e80e以下使用EP S是安全可靠的;其熔點(diǎn)在150e左右,作為路用材料,添加阻燃劑燃燒后,3s內(nèi)可自熄,且阻燃劑對EPS的性能沒有不利的影響。抗壓強(qiáng)度是EPS作為路堤輕質(zhì)填料的重要指標(biāo)。邊長50mm 的EPS正方體試件在10mm/min的應(yīng)變速率和典型條件(溫度為23e,相對濕度50%下,采取應(yīng)變控制形式的無側(cè)限單軸壓縮試驗(yàn)的應(yīng)力應(yīng)變曲線

4、,可以看出EPS在變形初始階段表現(xiàn)為很好的彈性性狀,在1%2%的應(yīng)變范圍,EPS仍保持彈性性質(zhì),粗略估計(jì),EPS的總彈性應(yīng)變區(qū)域是其線彈性范圍的2倍。隨著EPS密度的增大,抗壓強(qiáng)度和彈性極限也增大。在一定的密度下,蠕變的影響隨溫度的上升而增大;在寒冷氣候下現(xiàn)場的觀測結(jié)果也表明溫度下降,蠕變的程度也隨之下降。EPS在220kPa的靜止豎向荷載的作用下的蠕變僅為百分之零點(diǎn)幾,第1天產(chǎn)生的蠕變?yōu)?.08%左右。所以,EPS路基由蠕變產(chǎn)生的額外永久變形在路面設(shè)計(jì)中只有微小的影響。2EPS路基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滬青平高速公路(A9是上海市一條東西向的高速公路,設(shè)計(jì)車速為120km/h,路基寬度35m,道路沿線軟土

5、地質(zhì)分布廣泛。2.1設(shè)計(jì)基面要求EPS塊體鋪設(shè)在施工基面上,施工基面橫向做成3%起拱層,縱向按路面縱坡要求放樣,基層頂面為20cm中粗砂墊層,用于找平和排水。砂墊層采用中粗砂,含泥量不大于3%,要求厚度均勻,表面平整,頂面平整度誤差為10mm(見圖1 。2.2塊體選擇EPS塊體選用300cm124cm63cm尺寸,容重為20kg/m3,必須滿足設(shè)計(jì)要求的抗壓強(qiáng)度,當(dāng)試件壓縮變形為5%時(shí),平均抗壓強(qiáng)度為100kPa,單個(gè)試件不低于80kPa,塊體需要切割時(shí),應(yīng)采用電熱絲進(jìn)行切割。EPS材料還應(yīng)具有燃燒時(shí)的自滅性。2.3塊體鋪砌設(shè)計(jì)EPS鋪設(shè)時(shí)采用錯(cuò)縫方式,錯(cuò)縫要求一般不小于50cm,特殊部位(如

6、邊緣部位不小于50cm,塊體間的縫隙和平整度應(yīng)分別控制在20mm和10mm以內(nèi),塊體之間產(chǎn)生縫隙和高差時(shí),以及塊體與結(jié)構(gòu)物之間有間隙時(shí),均采用水泥砂漿調(diào)平。EPS塊體間采用雙面或單面爪形金屬連接件固定。雙面金屬連接件用于固定EPS塊體之間的連接,單面爪形金屬連接件用于固定EPS塊體外側(cè)面和頂面的連接。在施工基面和斜面部位/0形,金屬銷釘固定于地基。2.4EPS頂面設(shè)計(jì)EPS塊體層頂部設(shè)置為一層厚度的現(xiàn)澆鋼筋混凝土板。鋼筋混凝土板采用C30混凝土,8mm網(wǎng)格15cm15cm鋼筋網(wǎng)(位于板中。混凝土板橫縫間隔為10m。縱縫設(shè)一道,設(shè)在設(shè)計(jì)路中心線處。橫縫和縱縫均需采用瀝青混合料灌縫。橋臺搭板處10

7、m范圍內(nèi)鋼筋混凝土板采用雙層鋼筋網(wǎng)加強(qiáng),上下層鋼筋網(wǎng)間距9cm。公路工程軟基處理技術(shù)探析蘇景祿周峰摘要:簡要介紹了軟土的概念,詳細(xì)闡述了生石灰樁、粉噴樁、塑料排水板、砂樁等幾種軟基處理方法的工藝及原理,通過上述一些加固處理措施的實(shí)施,從而提高地基承載力和強(qiáng)度,減小地基沉降量。關(guān)鍵詞:公路工程,路基,軟基處理,施工工藝中圖分類號:U416.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A淤泥、淤泥質(zhì)土及天然強(qiáng)度低、壓縮性高、透水性小的一般黏土統(tǒng)稱為軟土。大部分軟土的天然含水量為30%70%,空隙比1.0 1.9,滲透系數(shù)為10-8cm/s10-7cm/s,壓縮性系數(shù)為0.0050.02,抗剪強(qiáng)度低,具有觸變性,流變性顯著。對于

8、高速公路,標(biāo)準(zhǔn)貫擊次數(shù)小于4,無側(cè)限抗壓強(qiáng)度小于50kP a且含水量大于50%的黏土或標(biāo)準(zhǔn)貫擊次數(shù)小于4且含水量大于30%的砂性土統(tǒng)稱為軟土。修建在軟土地區(qū)的路基,主要是路堤填筑荷載引起軟基滑動(dòng)破壞的穩(wěn)定問題和量大且時(shí)間長的沉降問題。軟土地基處理的施工技術(shù)有很多種,常常是多種方法綜合應(yīng)用,主要介紹以下幾種方法及原理。1生石灰樁生石灰與地基軟黏土通過強(qiáng)制攪拌均勻,很快產(chǎn)生水化作用,形成Ca(OH2。在這生石灰變?yōu)槭焓业倪^程中,產(chǎn)生的熱量促進(jìn)水分蒸發(fā),使軟土地基的含水量降低,同時(shí)石灰體積產(chǎn)生膨脹,此時(shí)膨脹力所做的功能轉(zhuǎn)化為周圍土的變形位能,樁體體積增大,對周圍土起了壓密作用,是石灰對軟黏土的前期

9、作用;熟石灰與黏土顆粒中的活性硅鋁礦物進(jìn)一步緩慢的產(chǎn)生化學(xué)作用,過程中又吸收石灰漿中的水分,形成結(jié)晶和生成鋁酸鹽和水化硅酸鈣,改變了黏土的結(jié)構(gòu)。1.1材料要求石灰應(yīng)選用新鮮塊灰,破碎過篩,粒徑20mm50mm,含粉量不得超過總重量的10%;氧化鈣含量不得低于80%。其中有機(jī)質(zhì)含量不大于5%,不含石塊和有機(jī)雜質(zhì)。1.2作業(yè)條件1巖土工程勘察報(bào)告、基礎(chǔ)施工圖紙、施工組織設(shè)計(jì)應(yīng)齊全。2施工場地已進(jìn)行平整,對樁機(jī)運(yùn)行的松軟場地已進(jìn)行預(yù)壓處理,周圍已做好有效的排水措施。3樁軸線控制樁及水準(zhǔn)點(diǎn)樁已經(jīng)設(shè)置并編號,且經(jīng)復(fù)核;樁孔位置已經(jīng)放線并釘標(biāo)樁定位或撒石灰。4已進(jìn)行成孔、夯填工藝和擠密效果試驗(yàn),確定有關(guān)施

10、工工藝參數(shù)(分層填料厚度、夯擊次數(shù)和夯實(shí)后的干密度、打樁次序,2.5其他設(shè)計(jì)路側(cè)的波形梁護(hù)欄立柱采用直接打入法,EPS頂面鋼筋混凝土板預(yù)留孔。由于地形條件限制,當(dāng)EPS鋪設(shè)于地下水位以下或受到洪水淹沒時(shí),要考慮抗浮驗(yàn)算,當(dāng)不能滿足時(shí),需要增加EPS 塊體鋪設(shè)厚度,或采取降低地下水措施。3EPS施工EPS施工特別要注意排水、防水處理,主要措施如下:1排除路基范圍積水。填筑前,在距坡腳3.5m處開挖60cm深排水溝,再清除基底雜草和淤泥,排除路基范圍積水。2控制地下水位。為防止地下水位上升到EPS鋪筑層,應(yīng)按要求設(shè)置足夠的排水盲溝,以控制地下水位上升。3基底開挖時(shí)排水處理。為使EPS塊體穩(wěn)定、平整

11、,在傾斜地基上挖成臺階式。在臺階部和EPS塊體接觸部考慮排水需要,用碎石或砂礫做成排水溝,必要時(shí)在臺階面設(shè)置土工布以便排水。4基面施工中防水處理?；媸┕ぴO(shè)置砂礫層,一方面為整平,另一方面,砂礫層具有良好的透水性,可排除EPS塊體周圍滲(漏積水。4結(jié)語目前,國內(nèi)EPS路基仍按彈性層狀體系進(jìn)行計(jì)算,設(shè)計(jì)方法比較粗糙,相關(guān)設(shè)計(jì)指標(biāo)尚待明確,施工方法、施工技術(shù)方案也處于摸索階段,有待于根據(jù)實(shí)際工程實(shí)例進(jìn)行進(jìn)一步總結(jié)和歸納。參考文獻(xiàn):1JT G D30-2004,公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范S.2張留俊,王福勝,李剛.公路地基處理設(shè)計(jì)施工實(shí)用技術(shù)M.北京:人民交通出版社,2004.3杜娉,楊軍.聚苯乙烯泡沫(EP

12、 S的特性及應(yīng)用分析J.東南大學(xué)學(xué)報(bào),2001(3:50-52.4張忠坤,侯學(xué)淵,曹正康,等.粉煤灰與EPS研究綜述J.巖土力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2001(10:7-9.5黃曉明.高速公路路橋(涵過渡段回填分析方法及應(yīng)用技術(shù)M.北京:人民交通出版社,2007.6李云飛.EPS力學(xué)性能與減少路堤沉降的研究D.杭州:浙江大學(xué),2002.Design and construction review of the light roadbed filling EPSPAN Rui LI PengAbstract:Based on the introductio n of the char acteristics of the EPS,combining with the roadbed project of Hu-Q ing-Ping ex pressw ay,the paper describes the design process and co nstruct ion impor tant points of taking it as roadbed filling,and concludes th