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高速公路互通工程路基拼接施工技术探究

学术期刊发表网 位置:理工论文 时间:2022-05-23 08:47 (12)

摘要:摘 要:处于目前新建高速公路互通需求,探究了新旧路基工程中的几种拼接技术,以永零高速 K17+757 永州西枢纽互通与冷东城际快线(冷井公路)工程为例,分析了路基拼接技术的具体运用方式

  摘 要:处于目前新建高速公路互通需求,探究了新旧路基工程中的几种拼接技术,以永零高速 K17+757 永州西枢纽互通与冷东城际快线(冷井公路)工程为例,分析了路基拼接技术的具体运用方式,并介绍施工质量控制要点,主要分析了材料控制、路基拼接工艺、差异沉降控制等方面的内容,经过制定科学合理的施工技术与对工艺技术的有效运用,可以大幅提升高速公路护筒工程路基拼接质量,确保后续通车的安全性。

  关键词:高速公路;互通工程;新旧路基工程;拼接施工技术

高速公路互通工程路基拼接施工技术探究

  随着经济的高速发展,我国公路事业进步迅速,也带动了高速公路施工规模的不断扩大,与此同时,人们的日常交通通行也呈现为强势需求态势,在此背景下,开始要求对线路满负荷运行的公路予以扩建互通。由于新旧路基之中存在相互影响、相互作用,这是在新旧扩宽施工中较为常见的问题,主要是由于新旧路基的固结时间有所不同,从而引起了路基的不均匀沉降,这样就容易在结合部位形成纵向裂缝,导致路面整体的稳定性变弱,质量性能也因此而变低。所以,为了充分防止纵向裂缝的形成,在进行高速公路互通工程施工作业过程中,就应当全方位的深度分析纵向裂缝的形成原因,然后根据具体情况将新修建的路基处理到位,如此方可有效提高高速公路互通工程的实际施工质量,提升其经济与社会效益,为当地经济的进一步发展提供有力帮助。

  1高速公路互通工程中路基拼接方式的选择

  当前,国内主要存在下述几种公路互通路基拼接方法:

  (1)单侧拼接。此种拼接方法主要是通过合理调整现有旧路基横坡互通排水系统,并在拼接部位路中增加排水装置。此种方法的施工操作难度不高,而且还要求对现有路基加以适当处理,工作量不多,不过也存在一定的缺点,即无法有效保障新旧路基之间强度处于相同水平。

  (2)单侧平面分离。这一方法的应用措施是,先把现有的道路作为半幅路基,经过充分分离或是将中央隔离带加以隔开的措施在其中某一侧进行另外一半路基的施工作业。根据施工作业的具体规定,应当及时调节新修建路基的纵面,而且将其种类予以确定,主要可以分成单侧平面分离加宽与单侧、总分离加宽集中。经过单侧分离处理可以起到规避单侧拼接方式中的各种技术难题,通常而言,选取单侧分离方式无需对互通高速公路的断面状态加以修整[1]。

  (3)两侧拼接。根据施工规范要求,在进行公路扩宽施工时,如果不进行调整那么可采用两侧拼接加宽的方式,此种方式不仅有诸多优点,同时经济性较强,所花费的成本较低,可以让各种资源、能源得以大幅节省,有益于交通组织的顺利运作。不过存在施工专业性要求过高、净空较低等缺点,需要进一步加以改进。

  (4)两侧分离。在实行两侧拼接加宽施工时,公路拼接技术处理不当或是施工作业交通组织等方面的问题时常会影响到施工活动的顺利开展,此外,在施工条件存在一定限制的情况下,就会导致在特殊路段不能使用两侧拼接的施工方式。在此情形下,运用两侧分离形式可以实现有效施工,其主要操作方法是把4个新车道分别修建在高速公路原本已经建成的4个车道的两旁,这样总共有了8个车道。

  永零高速公路与冷东城际快线工程路基拼接施工技术探究,本工程位于永州西互通与冷东城际快线互通,属于T字路口处于扇形区,拼接长度是350米,适用于单侧拼接属于第一种拼接方式,其中拼接处有四处盖板通涵1~5×6m、1~4×4m、2×1.5m。在此次工程项目中所使用的为单侧拼接形式。由于单侧加宽的宽度愈大,则新旧路基之间存在的差异沉降值也就愈高,并且会在新老路堤表部构成反坡。单侧扩宽可允许的施工差异沉降率大概在3.4%左右,在进行单侧加宽施工时,在底部基层率先达到了其允许的抗拉强度标准水平时,就会形成“down?top”传统式的纵缝,也就是缝隙形成与结构层底侧,朝着向上的方向发展;而在面层率先达到其允许的抗拉强度标准水平时,则会形成“top?down”的新式纵缝,也就是缝隙起始于面层部位,发展方向为向下。在进行扩宽施工时,应当严格把控好新建路堤填料的压实程度,并且要设计出科学、完善的施工临时排水体系,确保在施工作业中路堤的综合稳定性。按照路基填入土层的高度以及软土的厚度等情况,合理选用适宜的填料、路基施工措施,而且要加强对路基压实度水平的控制力度,从而让高速公路工程项目的施工质量得到充分保障[2]。

  2高速公路互通工程中路基拼接施工技术的应用

  2.1填方与浅挖路段

  (1)在旧路基边坡填方高度超过了新建设路面结构层的厚度的情况下,施工企业应当先进行表面清理工作,让路基填方区域的路面保持清洁,然后采取台阶开挖法由上至下的对其实行有序拼接和填筑,并且对于尚且处于开挖阶段的填方区域,应当根据路基的具体状况来决定台阶的宽度和高度。在填筑施工期间,施工企业还应当在路基的基底层铺上一层高强土工格栅,而且要在上下路床中间铺上一层钢塑格栅,从而起到加强填方区域密实性、稳定性的作用,让新老路基更加具有一致性,以免发生不均匀沉降问题。

  (2)在浅挖区域的路基部位,一般采取的施工方式为反开挖一级台阶法,从而来达成新老路基间的有效连接目的。在此期间,为了减少与控制新老路基的不均匀沉降问题,在运用此施工方法之后,需要使用重型压路机来对新路基实行强振压实,然后把砾类土填入路基结构的底部区域,在填筑施工作业时,上下路床中间也需要铺上一层钢塑土工格栅。

  2.2路基拼接加宽填料控制

  2.2.1轻质填料填筑路堤

  轻质填料包含了粉煤灰、石灰、混合土改良材料等,使用这种材料来实行路堤的填筑施工,能够让新建设的路堤自身重量得到一定降低,而且可以发挥出缓解路堤压缩变形的效果。在新建路堤强度和刚度同时获得提高的基础上,在受到行车荷载作用力的影响下路基塑性累积变形的问题也会得到显著降低。由此看来,运用轻质填料来建设新路堤能够取得良好的效果,能够使得新老路基之间的刚度差距和不均匀沉降问题有效降低,是一种具有较高使用价值的路基拼接扩宽方式[3]。

  2.2.2砂砾石填料

  砂砾石由于自身可压缩性非常小,因此选取此种材料来进行路堤的填筑施工,可以发挥出环节路堤压缩变形与提高其承载能力的效果。在石料数量不足时,可使用其他类型的材料替代,例如矿渣等。而且能够运用分层填筑的方法来开展施工作业,当填筑了四至五层土之后,需要使用碎黏土、灰土作为下层的填筑材料,对于相同路基需要使用相同类型的填料,不可将不同填料混合使用,而且不论使用的是何种填料,在压实之后连续厚度都不得低于50厘米,路基上侧应当铺设水稳性良好或是冻胀、水敏感性低的材料,如此能够有效发挥出补强与提高填筑层总体密实性的效果。

  2.3路基碾压

  在进行路基的填筑施工之前,作业人员应当按照工程要求来开展材料的试验检测工作,保证材料的松铺厚度、含水比例等满足相关标准,进而有助于选取适宜的压实设备,保证组合方式的最优性,合理确定压实遍数与速度等各方面的指标参数,进而保障施工作业的质量水平,提升路基的压实效果。作业人员还应当对加宽渐变区域的压实宽度实行严格把控,例如,因为有些因素而使得老路基的台阶开挖施工受到了限制,那么便可采取修建护道的形式来使得台阶开挖工作有序进行。在实施碾压作业过程中,作业人员必须要采取分层碾压的方式,这样才可以有效把控好每一层的压实质量,让整体压实效果达到更高的水平。在进行压实施工时,应当选取适宜的机械设备,一般来说,大多是选取22t重型压路机,碾压虚方深铺厚度不可超过30厘米。而且在此环节中,新旧路基的结合部位属于重点部位,在结束压实施工之后,应当确保每层都足够平整均匀,确保碾压质量能够满足工程使用与设计要求。在路基填筑环节,作业人员应当对路堤的填筑速度实行严格把控,比如若是填土速度太快而发生严重的剪切变形问题时,就应当及时调整填土速度,以更低的速度来进行填土施工,以此保证填土质量[4]。地表沉降率需要严格把控在每昼夜10毫米的标准之下,坡角水平位移速度需调整在每昼夜5毫米之下。在路基加宽拼接作业时,需要把土工格栅铺设于新老路基连接的台阶部位与路基顶部,如此能够对新老路基之间的黏结效果有一定的加强作用,以此来降低不均匀沉降与侧方位移等问题,保证新老路基迅速形成一个整体。

  2.4完善排水系统

  当对现有城际快线公路工程实行加宽扩建时,为了有效缓解雨雪对公路施工质量的干扰,就应当落实好路面的排水工作。路面排水系统的优化改造能够大幅度减小路面发生水害的频率,修建排水系统的关键要点在于,在新建设的路基顶层每间隔10至15厘米的距离就设置一道横向碎石盲沟,让其和路基拼接部位的纵向盲沟接通,此种排水方法对于砼路面的扩宽建设而言特别关键,或是在路基顶部增设盖板明沟与盲沟结合起来进行引排。另外,也可直接修建中央分隔带,同时在此之中设置对应的防水层,从而在路基坡度偏低的位置把水引出。

  2.5新旧路基结合部位处理

  路基结合区域的拼接施工工作十分重要,不仅是重要的工作中的重点,而且工作难度较高。在对填方路段实行清表处理之后,顺着路线纵向挖设宽度高于两米、高度高于30厘米的台阶,并且将内倾斜范围控制在2%至4%之间。在填土高度超过两米的情况下,应当铺设土工格栅,通常采取双向钢塑型格栅,而且纵向与横向的极限抗拉强度不得低于每米80kN,纵、横向的标称抗拉强度下伸长率不高于3%,而且其技术标准要严格依照JT/T925.3—2018《公路工程土工合成材料》中的相应规定来实施[5]。再将旧地面中的第一层土工格栅铺建工作结束之后,需要使用钢筋或者是钢钉加以固定,并及时使用填料予以分层填筑,摊铺层厚度按照路基试验路段信息来确定施工方案,压实设备应当选取自重不超过20t的振动压路机,先进行静压施工,然后再进行振动压实成型,在确定路基的压实度符合规定标准之后,才能够进入下一层的填筑施工中,而且填筑的土层高度每提高两米,都要使用液压夯或者是大型压路机予以补强处理,而且要依次交替施工,直至填筑到路床。施工期间若是有遇到原路段的急流槽、排水管以及盲沟管等,都要接入拼接路基外部,以免雨水渗入让路基受到浸泡而导致强度降低。

  2.6差异沉降控制

  新旧路基拼接结束后,如果存在不均匀沉降的问题,就会使得互通失败,容易形成纵向裂缝。为了防止此问题的发生,在路基填筑施工前,应当先把旧路的路面表土完全清除,再实行回填碾压,而且压实要采取冲击碾压的方式,且碾压次数不得低于20次。此外,每间隔50厘米就进行一层碎石的填筑,在实行冲击碾压的基础上,还需要利用羊足碾等工具加以补强。在填筑作业时要适量使用土工合成材料,以此提高路基的连接效果,还能够对路基土方变形起到有效地缓解效果,提升综合抗剪强度。在进行高于路面但比路床厚度更薄的路段填筑以及土方开挖施工时,在把路床超挖之后,需要在其地层铺设土工格栅;对于非低填区域,既需要铺设土工格栅,还应当增设土工格室,而且对垂直方向的间距应当按照1.5至2米的标准予以控制;如果原有的路基属于挡墙段,那么在进行路基拼接施工时,应当在移除墙顶的基础上也要铺设土工格室。此外,为了更好地提升拼接区域的强度,对于台阶顶面相连接的区域应当在常规压实处理之后实行一定的夯实补强处理。

  结语

  总而言之,在高速公路互通工程中加强对路基拼接施工技术的分析运用非常关键。根据实际施工状况,选取最佳施工方案与拼接技术,基于对拼接技术的合理使用,能够为施工质量的提高奠定扎实基础,切实解决道路拥挤的问题,并更好地保障车辆通行的安全性,为促进我国交通事业的发展发挥重要作用。

  参考文献:

  [1]万瑞,张峻伟,张婷.路基路面拼接施工技术在高速公路互通中的应用[J].公路,2021,66(02):351?357.

  [2]孙长彬.路基拼接技术在高速公路互通工程中的应用研究[J].智能城市,2019,5(22):151?152.

  [3]曾志凯.连霍高速公路(G30)乌鲁木齐至奎屯段互通项目设计重点和难点分析[J].公路交通技术,2017,33(03):1?6.

  [4]王军超.高速公路互通路基拼接关键技术[J].西部交通科技,2016(12):39?42.

  [5]夏树峥,姜景山.高速公路互通工程加宽拼接技术综述[J].海峡科技与产业,2016(05):123?126.

  作者:袁 波

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