舊路加寬綜合處治方案設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)考慮

舊路加寬綜合處治方案設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)考慮隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，道路交通運(yùn)量迅猛增長，既有公路、城市道路等舊路加寬加鋪改造工程也隨著大量的付諸實(shí)施。對(duì)舊路進(jìn)行加寬加鋪改造時(shí)要特別注意：①新舊路基間的不均勻沉降以及新路基的塑性累積變形對(duì)路面結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響，②新舊路基間的剛度差異對(duì)路面結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響，③面層反射裂縫的防治等。為此，在舊路加寬改造工程的實(shí)施之前必須進(jìn)行先期的方案試驗(yàn)研究。通?？刹捎密浫醯鼗幚怼⒒浊逵贀Q填、舊路路堤臺(tái)階開挖、土工合成材料加筋墊層和加筋土路堤、土工織物防滲和排水、改良土高強(qiáng)路堤和輕質(zhì)路堤、鋪設(shè)土工合成材料防裂層或增大加鋪層厚度等工程技術(shù)措施。本文結(jié)合某公路加寬改造工程的實(shí)施，提出舊路加寬綜合處治方案設(shè)計(jì)時(shí)的幾點(diǎn)考慮。1.某試驗(yàn)路路基加寬方案設(shè)計(jì)的比選1.1某試驗(yàn)路的基本概況某公路位于黑龍江省西部松嫩平原301國道中段，屬于我國東北凍融交替區(qū)，春季干旱風(fēng)大，夏季短促多雨，秋季低溫早霜。某路沿線地勢平坦，草原、濕地和沼澤約占全線總長的20%。其地質(zhì)條件主要屬于第四紀(jì)沉積層，地表土多為粉質(zhì)中液限黏土和中液限黏土、并間有弱堿性鹽漬土的交錯(cuò)分布，其下為圓礫土、砂礫土和粉質(zhì)黏土。地表排水不良，土壤含水量較大，對(duì)路基的穩(wěn)定性與工程施工均有較大的影響。1.2某試驗(yàn)路路基加寬方案設(shè)計(jì)根據(jù)某路現(xiàn)有路況、水文地質(zhì)條件和可用的地方材料，綜合考慮各種因素對(duì)路基剛度差異、不均勻沉降、側(cè)向滑移和防水防滲的影響。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，分別在單側(cè)和雙側(cè)加寬地段各選擇了一個(gè)試驗(yàn)路段，共設(shè)計(jì)了7種方案進(jìn)行試驗(yàn)研究。其中，單側(cè)加寬試驗(yàn)路位于K74+600～K74+900，共3種方案；雙側(cè)加寬試驗(yàn)路位于K96+100～K96+400，共4種方案。1.2.1基本處治措施⑴基底清淤與換填舊路修筑時(shí)因就地取土而在路基邊坡外側(cè)形成了沿路線走向約1.5m深的積水溝，溝底堆積了大量的淤泥。因此，必須徹底清除邊溝內(nèi)的淤泥以提高路基基底強(qiáng)度，減小由此而造成的新舊路基間的不均勻沉降。邊溝清淤后換填天然砂礫，砂礫層頂面需高出常水位20cm以上，并在其上設(shè)置3%的橫向排水坡以利排水。⑵臺(tái)階開挖與構(gòu)筑為增加新舊路基的整體穩(wěn)定性，在填筑前須先將舊路路基邊坡面開挖成臺(tái)階狀。單側(cè)加寬部分第一級(jí)臺(tái)階寬350cm，高100cm，其上三級(jí)臺(tái)階的寬×高均為150cm×100cm。雙側(cè)加寬部分均開挖成寬120cm，高分別為120cm、80cm、80cm的三級(jí)臺(tái)階。1.2.2舊路路基單側(cè)加寬方案方案一(S1)：二灰填筑方案，即：基底換填天然砂礫+土工網(wǎng)+天然砂礫+粉質(zhì)土+土工網(wǎng)+粉質(zhì)土+二灰。在路基頂面以下1.0m范圍內(nèi)采用粉煤灰∶熟石灰=0.9∶0.1(質(zhì)量比)的比例均勻拌和后填筑，以構(gòu)成輕質(zhì)路堤。二灰作為輕質(zhì)路堤填料具有很好的工程性質(zhì)：其后期強(qiáng)度高、整體穩(wěn)定性好，能夠有效地減小新舊路基間的剛度差；其自重荷載小，能有效地減小路堤因自重荷載作用而產(chǎn)生的壓縮變形，對(duì)確保路基的容許工后沉降非常有利。方案二(S2)：三層土工網(wǎng)方案，即：基底換填天然砂礫+土工網(wǎng)+天然砂礫+粉質(zhì)土+土工網(wǎng)+粉質(zhì)土+土工網(wǎng)+粉質(zhì)土。土工合成材料（本試驗(yàn)路用土工網(wǎng)）加筋路堤不僅可以增強(qiáng)新舊路基間的整體穩(wěn)定性，而且還可以使新加寬路基的強(qiáng)度和剛度得到很大的提高，從而可有效地減小新舊路基間的剛度差異。土工合成材料還具有減小新加寬路基的不均勻沉降和側(cè)向位移的作用，從而使得路基橫斷面上的沉降趨于均勻。方案三(S3)：兩層土工網(wǎng)方案，即：基底換填天然砂礫+土工網(wǎng)+天然砂礫+粉質(zhì)土+土工網(wǎng)+粉質(zhì)土。根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)路堤填方高度低于4.0m時(shí)，在新加寬路基中可只鋪設(shè)2層土工網(wǎng)。但考慮到行車荷載在新舊路基結(jié)合部的局部荷載作用和路基頂部可能產(chǎn)生的滑動(dòng)對(duì)路面的剪切作用，故在S2方案中鋪設(shè)了3層土工網(wǎng)以進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。億絮紀(jì)舊路路基雙側(cè)寬加寬方貪案劃高方案稼一椅(D1忠)柏：粉質(zhì)土填筑炮方案，即：基尤底換填天然砂滋礫俱+寧粉質(zhì)他土育+強(qiáng)不透水土工秘布袖+拳粉質(zhì)凍土刺+揀不透水土工布哨。抗括在粉質(zhì)土今路堤的內(nèi)部和浴頂面各鋪設(shè)一懷層不透水土工漠布，可起加筋按和隔離防滲的繪作用。由于不鬧透水土工布的炕加筋作用可增姜強(qiáng)新舊路基間赴的整體穩(wěn)定性曉好，減小鉆路基的不均勻腔沉降；由于不晚透水土工布的詢隔離防滲作用壤，可防止墊層騾砂礫料的陷入困，并能防止雨便水浸入對(duì)路基牽的破壞，同時(shí)噴也可在一定的依程度上減少路設(shè)堤自身的壓縮犁變形痕。飄匆方案棟二監(jiān)(D2絲)婦：粉煤灰填筑魂方案，即：基溜底換填天然砂因礫峰+雹粉煤岔灰側(cè)+催二屆灰尾+管不透水土工布乘。乘懂諷赴D瑞2趙方案的地質(zhì)條她件相對(duì)較差，娃采用粉煤艦灰證+顫二灰的輕質(zhì)填著料填筑路堤，姨不僅英可以降低新路洗堤自重，減小捐路堤的壓縮變旁形，而且還可頂以提高新路堤簡的強(qiáng)度和剛度搖，并可減小路虎基在行車荷載若作用下的塑性舉累積變形。輕承質(zhì)填料路堤同滋時(shí)起到了減小律新舊路基間剛滅度差異和不均驕勻沉降的作用爬，從理論分析灣和工程實(shí)踐上已來看，是舊路疑加寬方案中較居為理想的一種丸綜合處治措施摔。接瓦方案塔三層(D3招)爪：砂礫填筑方殘案，即：自基嘉底換填至整個(gè)捷路堤全填天然宇砂礫組。存纖由于天然被砂礫的滲水性嗽填料，可以很孫好地將浸入路捏堤中的雨水排材出，同時(shí)天然京砂礫也具有很浮高的強(qiáng)度和剛餓度，有利于減咐小新舊路基間裝的剛度差，并撫可減小路基在船行車荷載作用精下的塑性累積教變形。但天然柱砂礫由于自重晉較大，使得地網(wǎng)基和路堤可能養(yǎng)在自重荷載作筒用下產(chǎn)生較大飲的沉降和壓縮極變形，從而造態(tài)成新舊路基間侮較大的不均勻鹽沉降缺。產(chǎn)娃方案傅四談(D4翁)撿：二灰填筑方遠(yuǎn)案，即：基底塘換填天然砂斗礫火+掠粉質(zhì)筋土野+殖二切灰壽+炮不透水土工布冰。澤辨懇墾D播4顫方案的地質(zhì)條脊件相對(duì)較好，概采用粉質(zhì)尤土理+挨二灰的半輕質(zhì)側(cè)路堤，可使高午新路鞋堤的強(qiáng)度和剛效度得到部分提遼高，并能減小祥一部分路堤的遵壓縮變形和塑搶性累積變形，利可作為與其它忙加寬處治方案深的對(duì)比試驗(yàn)很。醒且2.弦律舊路加寬的地援基沉降與路基傳穩(wěn)定性分牛析吉與在舊路加督寬改造中，地娘基沉降和路基鞭穩(wěn)定性分析無圈疑是非常重要次的。沉降的處莊理就是在路基界施工過程中加堵速因新修路基煩而引起的地基碎沉降，或者采巧取有效措施控桑制路基由于剪制切變形而產(chǎn)生來的側(cè)向位移，紙從而減小路基蜻的工后沉降。塊對(duì)于穩(wěn)定性的柳處理則必須增華大新修路堤及蔬地基的強(qiáng)度，畜提高其抗剪切屠變形的能力耕。趁愈由均質(zhì)粘聯(lián)性土填筑的路牧堤的穩(wěn)定性根呆據(jù)坡Fellen啟iu貴s昏滑動(dòng)圓弧法進(jìn)我行分析，路堤聚坍塌破壞時(shí)，攀其滑動(dòng)面為一妄曲面，假定其距為圓弧形，圓授弧滑動(dòng)面的位笛置離用捏4.5H亭法確定。土工脂合成材料的加館筋作用按在常棄規(guī)的圓弧穩(wěn)定肺分析方法中增暖加一個(gè)拉力的切辦法進(jìn)行考慮吳，把加筋力作砌為水平力施加挖于滑動(dòng)土體，冬來計(jì)算其穩(wěn)定回性和確定加筋途層數(shù)送。張騎在舊路加侍寬改造工程中秧，由于新舊路驅(qū)基的固結(jié)程度腔不同，將會(huì)導(dǎo)仿致路基的橫向鞭不均勻沉降，系從而造成路面左的開裂破壞。缺因此，必須準(zhǔn)宴確掌握加寬路編基的最終沉降蔬量及固結(jié)度，制并驗(yàn)算其剩余罵沉降量是否滿訪足工后沉降量閱的要求。在沉圾降分析中，可惹假定舊路路基酬下的地基已趨臘于完全固結(jié)，布采用分層總和渣法計(jì)算新加寬脊部分路基的地烤基總沉降量疼。鼠順3.犯襪舊路加寬的路魔基土壓縮變形達(dá)分網(wǎng)析躬喪路基土在箏其自重和路面盒結(jié)構(gòu)等靜荷載漠作用下的變形俘主要表現(xiàn)為土社體的壓縮變形準(zhǔn)，可通過室內(nèi)被試驗(yàn)測定土的掙相應(yīng)變形指標(biāo)逆，選取適宜的元力學(xué)模型采用揉有限元法分析您路基土的應(yīng)力叔狀態(tài)，從而得引到路基與地基裹的總變形量、懲不均勻變形量廉、不均勻變形蠶范圍以及變形粘與時(shí)間的變化錫關(guān)系等控制指激標(biāo)他。夜黨在路基土和壓縮變形的有帖限元法分析中省，將新填筑的躍路基土視為彈用塑性材料，采望用鄧肯非線性監(jiān)模型。而將舊新路路基視為彈墨性材料，將土搭工織物視為線村彈性材料，朵按平面應(yīng)變問采題求解。其中逃，路基和地基輸采用平面四邊葵形等參單元、雷土工織物采用勤接觸面單元、顛路面結(jié)構(gòu)層采鞠用彈性梁單元印進(jìn)行模擬，假辨定土工織物與場土體的界面間離無相對(duì)位移，銅采用如此所示婦的有限元分析奉模型威。專營4.帳床路基土在行車蒜荷載作用下塑競性累積變形的畝探索分弱析眠尿路基土作膚為一種非線性保彈特-琴塑性變形體，企在行車荷載作丈用下除產(chǎn)生彈穴性變形外，還挽會(huì)產(chǎn)生部分不賴可恢復(fù)的塑性再變形。塑性變命形會(huì)隨著行車勿荷載作用而逐選漸累積，在行脖車道中央輪跡糾帶范圍內(nèi)的路暫基土所承受的趁荷載較大，荷鼠載作用次數(shù)也恥較展多，因此產(chǎn)生鳳的塑性累積變雅形也較其它位徐置要大，從而供導(dǎo)致路基的不腐均勻變形宏。訓(xùn)費(fèi)路基土塑宰性累積變形可姐采用如下的計(jì)渾算方法色：躺①虜沿深度方向?qū)茁坊羷澐譃樗奕舾蓚€(gè)子層，法運(yùn)用三變量塑耳性應(yīng)變方程分綿別計(jì)算各個(gè)子企層的塑性應(yīng)變托；半②速根據(jù)路基土某繡一子層塑性應(yīng)怪變的大小和厚脖度得出該層的伯塑性變形蒼；產(chǎn)③暖采用分層總和嘩法將不同深度荷處各子層的塑致性變形累加得桃到路基土頂面權(quán)某一點(diǎn)處的塑弦性累積變形接；鋒④肝綜合考慮水平索方向不同位置溫荷載在同一計(jì)嫩算點(diǎn)所引起的示塑性變形的疊萌加，得出路基針土頂面某一點(diǎn)破的最終塑性累鍬積變形劫。莫跳因此，可采用排如下的計(jì)算公腹式進(jìn)行路基土認(rèn)的塑性累積變禁形的分析噴。赤僅δ詳p臭=董∑直δ辣jp單=光∑∑猴ε讀ijphI懲=箱∑閃∑熱a冰(收σ摩ijd虎/刑σ貿(mào)is)m(N衛(wèi)l友˙會(huì)fj)bhi校嫌(i=1,2硬,昂…礙n殘；夕j=1,2腦,撫…方p)灌式中堪：脹δ粗p戀—廉—訊計(jì)算點(diǎn)處路基癢頂面總的塑性虧累積變形津；蒼俘f畫j卸—張—德第螺j滲個(gè)軸載作用位德置外，軟f蝶j潤代表軸載在該袋位置出現(xiàn)的概薪率，共險(xiǎn)有館p雀個(gè)作用位置攔；稿狐δ烈j尾p脈—中—仔第案j忘個(gè)作用位置處痕的軸載在計(jì)算異點(diǎn)處產(chǎn)生的塑雄性累積變形懲；范交i駐—傻—閘第吐i破個(gè)計(jì)算子層曲，深h告I都代表該子層的臣厚度怠，道σ匙i因s竿代表該子層土欄的靜態(tài)抗壓強(qiáng)溪度，共脈分猜n史個(gè)子層隸；蒜掌ε束ij譽(yù)p攔—寫—躍處彈于涌j曲位置的軸載在推第罪i腰個(gè)計(jì)算子層內(nèi)甚產(chǎn)生的平均塑額性應(yīng)變權(quán)；肌待σ設(shè)ij遷d釀—遙—?dú)W處泡于累j喚位置的軸載在疲第靠i臺(tái)個(gè)計(jì)算子層內(nèi)米產(chǎn)生的平均偏丈應(yīng)力鑼；配喘N負(fù)i怠—牽—借代表趕第繭l宣個(gè)車道累計(jì)標(biāo)眠準(zhǔn)軸載作用次摔數(shù)吳；弦擾a幻，串m鋸，疫b盈—遺—摧回歸系數(shù)，稱謙為永久變形參膀數(shù)鴉。屆嶄計(jì)算深度多取決于容許誤必差的大小，可輔通過控制應(yīng)力次比色(臭σ陪d曉/動(dòng)σ凝s侵)品的衰減程度來盯確定。如可采衣用應(yīng)力愉比惠(繞σ偷d脅/紙σ成s帳)座的衰減驟至由10推%紅時(shí)的深度作為耗計(jì)算深度。如鬼果取固定的計(jì)芳算深度和等層暑厚可使計(jì)算得活到簡化經(jīng)過這嘩樣處理得出的斷計(jì)算結(jié)果仍能圖夠滿足要求。怎勵(lì)5.弱其舊路加寬試驗(yàn)屑路的觀測測田試丘膽在舊路加桂寬改造工程中腥需進(jìn)行必要的慎現(xiàn)場觀測測試訊，以便掌握地傅基和路基的沉屯降與變形，以虧及路基土體內(nèi)俗應(yīng)力狀況。在汗試驗(yàn)路單側(cè)加海寬段的每個(gè)橫妹斷面均埋設(shè)待了爛6秋對(duì)沉降板和土戒壓力盒，雙側(cè)視加寬段各埋設(shè)神了島5塌對(duì)沉降板和土疏壓力盒棚。拋技沉降板的燥埋設(shè)位置是根枯據(jù)觀測總沉降條量、分層沉降預(yù)量和橫向不均益勻沉降的要求朽來確定的。埋牽設(shè)在天然原地決面的沉降板主都要用來測量地瞇基的沉降量；煙埋設(shè)在加寬路漿基不同高度上相的沉降板，主箱要用來測量新晃路基自身的分加層沉降量；埋蘇設(shè)在新路基橫公斷面表層不同努位置的沉降板護(hù)，主要用來測姑量新路基表層舊的橫向不均勻總沉降完。謹(jǐn)戰(zhàn)土壓力盒深均埋設(shè)在沉降絞板的一側(cè)，可熊用來了解在路畝堤填筑過程中癥及路堤填筑完斬成后的土壓力插變化狀況、沉墳降與土壓力間攤的相互關(guān)系等烏。生刪6.響湯結(jié)束蹈語覆菊交抱⑴崗廁舊路加寬處治久的方案很多，論各種方案都具我其自