土工格网在老路改造试验段中的应用

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土工格网在老路改造试验段中的应用

摘　要：本文针对老路改造中新建路基出现不均匀沉降问题而引起的纵、横向裂缝等病害及新老路基结合部位的处理进行分析研究，并通过老路改造试验段中的应用实例，提出了采用土工格网处理新老路基结合部的方法。 
　　 
　　关键词：老路改造　土工格网　路基沉降 
　　 
　　1　安平公路概况 
　　 
　　安康至平利二级公路改建工程全长60.268公里，起于平利县缫丝厂门口，止于安康市酒厂门口。原有道路为三级路，沿路有许多暗弯，技术等级低，已不能适应交通量的发展需求。 
　　 
　　2　新老路基结合部位病害原因分析 
　　 
　　在新老路基结合部，路基和路面结构层厚度、强度不一，一侧为新建路基，一侧为原有老路基，质量和地基沉降存在差异，为道路开裂留下隐患；新老路基结合部位沉降量不一，必然会产生一定的沉降差异，特别是新填路基沉降量较大，而老路基已完成大部分的工后沉降，这样不可避免地在新老路基结合部产生一个沉降差值突变点，成为道路产生裂缝的主要原因;新老路基结合部位工艺较复杂，施工难度较大，往往在此易产生人为的质量问题，如密实度达不到设计标准等，也是产生裂缝的原因之一。 
　　 
　　3　新老路基结合部处理的主要内容 
　　 
　　针对道路拓宽在施工和技术上的关键性问题，必须保证对新填土的压实质量；必须保证新填土与压实老路基土之间紧密结合。这两个问题解决好，就可以保证新老路基结合部道路的使用品质。 
　　 
　　3?1　试验路段的确定 
　　根据安平改建工程的设计资料和沿线的地质情况，选择填土高度6～8m的k42＋023～k42＋109、k44＋290～k44＋376两段。k42＋023～k42＋109段用土工格网处理，k44＋290～k44＋376填筑普通材料，并且在里程k44＋320与k42＋072.2分别设置了1号与2号沉降管，进行沉降观测，用以比较土工格网的处理效果。 
　　 
　　3.2　施工前的准备 
　　清除腐殖土等不适宜土层至少30cm，将老路基按设计要求挖台阶，检查密实度，如不符合要求，则用手扶式压路机压实，使其压实度达90％以上；若原有路肩质量较差、达不到设计要求，要将路肩翻晒后再碾压，以满足质量要求。 
　　 
　　3.3　土的工程性质 
　　本地区土中含有云母的千枚岩、板岩碎屑，有胀缩性，可能造成其上的构筑物开裂与下沉。因此路幅内土基含水量的不均匀变化将引起不均匀的胀缩，导致公路路基产生幅度很大的横向及纵向波浪状变形，造成路面变形或开裂。 
　　 
　　3.4　土工格网的施工 
　　(1)土工格网沿线路的横向铺设，如图1所示。将成捆土工格网自老路堤往新路堤方向展开，按设计长度截断，施工时应保证格网铺向与线路走向垂直。 
　　(2)先将铺设在老路堤上的端部锚牢，然后展开至挡墙上，用带排钩横梁将土工格网张拉紧，使之产生2％～4％的伸长。U形锚钉的间距不大于1m，其长度大于25cm，相邻两幅土工格网的搭接长度不小于20cm，并用尼龙绳呈之字形穿绑，使之成为一体。土工格网覆盖至每层挡墙的全宽。 
　　(3)土工格网在试验路段中共铺设了10层。一至三层的土工格网的间距为50cm，四至八层的土工格网的间距为90cm，八至十层的土工格网为30cm。由于填土6～8m不等，且填土较高，所以采用满铺。土工格网的铺设长度4～9m不等。 
　　 
　　4　施工质量的控制　　(1) 当土工格网摊铺在碎石层上时，应先在碎石层上撒铺2cm厚的粗砂，以免土工格网直接与碎石接触而被破坏。 
　　(2)运料车应避免在已摊铺并张紧定位好的土工格网上直接碾压，以免对土工格网产生推移或破坏，从而影响施工质量。铺设土工格网的关键是保证连续性，避免产生扭曲、褶皱、重叠，要特别注意避免过量拉伸，以防止超过其抗拉强度和变形极限而发生破坏和撕裂。 
　　(3)每层填土厚度不大于30cm，路床范围内压实度≥93％，其他部位≥90％。 
　　 
　　5　沉降管的设置与观测 
　　 
　　路基填料回填前埋置沉降管，即在里程k44＋320与k42＋072.2处分别设置了1号与2号沉降管，通过沉降观测，可以及时掌握路基沉降的变化情况。前23天的实测数据整理如图2、图3，由图可见：图2中前23天的沉降量为3.2mm，图3中前23天的沉降量为2?5mm。土工格网处治段比没有处治段沉降量要小，说明土工格网在减少沉降方面起了一定作用，用土工格网处理新老路基结合部，可以减少新老路基的不均匀沉降。 
　　 
　　6　土工格网的作用机理 
　　 
　　土工格网为柔性材料，它只能承受较大的拉应力。将其布置在土体的拉伸变形区，土的拉应力传给土工格网，使筋材成为抗拉构件。当加筋土受荷载作用时，土工格网与土体间咬合镶嵌的摩擦阻力制约了土体的侧向变形，土工格网与土体之间具有较高的粘结作用，并与土体产生相互嵌固作用的效应，显示出更好的抗拉性能。高抗拉性使筋土强度远远高于无筋土，极大地提高了路基土承受剪应力的能力，一定程度上改善了正常路堤横断面上的沉降状况，使得横断面上的沉降趋于均匀，因此能减小新老路基结合部的差异沉降，防止新老路基结合部位路面出现纵、横向裂缝。 
　　 
　　7　结束语 
　　 
　　本处理段在路基全宽度内满铺土工格网，处理后可以加强新老路基的结合强度，减小不均匀沉降，与其他工程措施相比较，经济效益较好，为道路改、拓建提供设计、施工依据。