公路路基检测方法分析与试验研究钱李楠

公路路基检测方法分析与试验研究钱李楠

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摘要:本文首先分析了公路路基常见病害分析,接下来详细阐述了项目背景,最后对检测试验及监测检验布置以及监测及检验结果分析做具体论述,希望通过本文的分析研究,给行业内人士以借鉴和启发。

关键词:公路路基;检测方法;分析;试验;研究

引言

公路是国民经济赖以发展的重要基础设施,对发展生产、繁荣经济、国际交往、方便人民生活等都具有十分重要的作用。公路的通畅和安全对于人们的生活和生产具有重要的意义。公路路基是路面的基础,它与路面构成一个整体结构,是公路的基本结构物。路基稳定与否,对路面安全影响甚大,关系到公路的正常使用。路基作为一种隐蔽性工程,由于它不与车辆荷载直接接触,而且由于上层的路面具有一定的强度,往往下层路基已经出现空洞等病害了,但上层路面仍能够在一定的时间内保持完整,而不发生路面沉陷、塌陷等。因此其重要程度往往受到忽视。另外,路基病害的产生与发展很难通过日常的巡查发现,只有等到路基病害发展到一定程度、反映到路面上来的时候,才会引起人们的重视,而此时的路基病害已相当严重。

1公路路基常见病害分析

1.1车辙

车辙是公路路基常见病害之一,表现为路面含有较为明显的车辙痕迹,甚至出现明显的凹陷。造成车辙病害的主要原因有:(1)路面材料耐高温性较低,若在夏季,经过长时间的日晒与高温影响,会降低路面硬度,容易发生车辙病害。(2)车辆超载。若车辆的整体载荷超过路基承载范围,就会出现路面沉降问题,造成车辙损害。

1.2不均匀沉降

高速公路在使用过程中,由于受车辆荷载、自然环境等因素的影响,很容易发生不均匀沉降。对于不均匀沉降,若不及时解决与修复,就会出现路面不平整情况,对车辆的正常行驶、安全行驶产生危害。另外填料质量、压实度、施工机械设备等因素,也会造成不均匀沉降现象的发生。

1.3路面结构破坏

路面结构破坏主要表现为裂缝、坑槽和水损坏等,它不仅会对路面美观产生影响,还会降低车辆行驶的安全性。造成以上病害的因素有雨水、车辆负荷、压实度等。

2项目概况

某项目公路全长10.93km,公路等级相当于国内二级公路,设计速度为60km/h,路基宽度12m。根据现场实地勘察,公路沿线主要地层分布有耕植土、泥炭土、黏土、砂土、粉土等,各地层地质特征性质描述如下:1)耕植土:黑色、灰色,主要为植被根系含量较大的有机质土,厚度约30cm,需要在路基施工前清除。2)软土层:包括泥炭土、软黏土、黏质泥炭土、泥炭质黏土等,具有高含水率、高孔隙比、高压缩性、低强度的特点,大部分路段厚度较小,需要在路基回填施工前进行换填处理。3)黏土层:软土下卧层,土层强度较高,压缩性中等,可以作为路基的持力层。4)硬土层:埋深较大的硬土层,土层强度很高。本项目公路路基基本为填方,公路沿线大部分为水田和水塘。

3检测试验及监测检验布置

3.1K2+240~K2+400试验段

该试验段路基部分共分7层进行分层回填和压实,施工日期为7月1日至7月7日,每天1层,每层压实后实测厚度分别为300mm、300mm、335mm、358mm、333mm、390mm、324mm。7月8日进行堆载预压施工,分为1层进行堆载,压实后实测堆载厚度为1813mm,该试验段于9月3日开始卸载,累计满载预压时间为57d。

3.2监测检验布置

根据设计要求,每个试验段内布置的监测项目有表层沉降观测和边桩位移观测;检验项目为标准贯入试验。1)K2+240~K2+400试验段分为3个监测断面,断面里程分别为K2+250、K2+300、K2+350,每个监测断面中心布置1个沉降盘,路堤两侧趾部各布置1个边桩位移监测点。加固后取土及标准贯入试验在预压完成后进行,分别进行1孔共2孔,布置在试验段中心点附近,取土孔深11.5~12.5m,每隔1.0m取1个土样,标贯孔深11.5m,每隔1.0m做1次标准贯入试验。2)K5+700~K5+860试验段分为3个监测断面,断面里程分别为K5+720、K5+780、K5+850,每个监测断面中心布置1个沉降盘,路堤两侧趾部及距趾部外侧10m的原地表处各布置1个边桩位移监测点。加固后取土及标准贯入试验在预压完成后进行,分别进行1孔共2孔,布置在试验段中心点附近,取土孔深11.5~12.0m,每隔1.0m取1个土样,标贯孔深11.5m,每隔1.0m做1次标准贯入试验。

3监测及检验结果分析

3.1边桩位移监测

1)各试验段截止到卸载前,K2+240~K2+400试验段在路基部分施工加载过程中,沉降、位移的变化都在设计控制标准范围内。在进行最后的堆载预压过程中,由于是1次加荷完成,而且堆载厚度达到了1813mm,造成了当天瞬时沉降速率、位移速率都超出了设计标准,分别平均达到了16.3mm/d和6.3mm/d。因为是最后一级加载,后序没有其他施工项目,所以施工现场并未做任何处理,在转天进行的连续监测数据表明,沉降速率和位移速率都降到了控制范围内,地基变形趋于稳定。2)K5+700~K5+860试验段在整个路基施工和堆载预压加荷过程中,沉降、位移都没有超过设计控制标准,整个地基是稳定的。截止卸载前,所有试验段的边桩位移变化趋于稳定,平均位移速率不到0.1mm/d。

3.2检测方法方面

目前探测方法主要有地质雷达、高密度电法、瑞雷波法、微重力等,若能实现多种物探方法的综合探测,将大大提高路基病害的检测效果,但不管是高密度电法,还是瑞雷波方法,都需要对现有设备进行改造才能适用于公路病害的检测,而且检测速度也有待提高。地质雷达是最有效的路基病害探测方法,应该提倡类似“定期体检”方式的快速周期性检测,通过不同时间的多次雷达数据的对比,快速找出路基病害及其发展情况。地质雷达探测过程中建议使用阵列天线,不同频率天线配合使用,既保证探测的宽度范围,又保证探测的深度要求和精度要求。

结语

在公路的施工过程中,路基处理的好坏直接影响工程的质量,因此路基检测特别是软基的检测要格外重视,我们应当注重检测方法的正确运用,并对试验数据进行科学处理,认真做好施工过程中的每一道环节,保障公路路基的稳定性。此外,该项目所在地为马达加斯加,通过首个项目的具体操作,为今后在该国实施公路工程提供了依据。

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