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市政路桥沉降段路基路面施工技术研究

作者

裘盼盼

紫东文旅集团有限公司 江苏南京 210000

摘要:市政路桥作为城市交通的关键载体,其沉降段的施工质量直接关乎行车的安全性、舒适性以及道路的使用寿命。本文深入剖析市政路桥沉降产生的原因,详细阐述沉降段路基路面施工的关键技术,包括地基处理、路基填筑、路面结构设计与施工等方面,针对施工中常见问题提出应对策略,旨在为提高市政路桥沉降段施工质量、保障城市交通顺畅提供全面、深入的技术参考。

关键词:市政路桥;沉降段;路基路面;施工技术

1绪论

在市政路桥工程建设中,由于地质条件复杂、施工工艺局限以及后期荷载作用等多种因素影响,沉降段问题时有发生。沉降不仅会导致路面凹凸不平,引发车辆颠簸、跳车现象,降低行车舒适性,还可能造成路面开裂、破损,缩短道路使用寿命,甚至在极端情况下危及交通安全[1]。因此,深入研究沉降段路基路面施工技术,对确保市政路桥工程质量、提升城市交通运行水平具有重大现实意义。

2市政路桥沉降原因分析

2.1地质因素

不同地质构造和岩土特性对路基稳定性影响显著。软土地层具有含水量高、孔隙比大、压缩性强等特点,在路基荷载作用下,土体孔隙水排出缓慢,固结过程漫长,易产生较大沉降。例如,沿海地区广泛分布的淤泥质软土,其天然含水量可达50%-80%,孔隙比1.0-2.0,在未经有效处理时,路基沉降量可在短时间内达到数十厘米。

2.2施工因素

在施工前期,若对地基承载力评估不准确,采用的地基处理方法不合理,如软土地基未进行充分的加固处理,仅简单夯实,无法满足路基荷载要求。常见的强夯法,若夯击能量、夯点间距等参数设置不当,难以有效改善地基土性能,致使地基在后续使用中持续沉降。

路基填筑材料选择不科学,如使用了含泥量过高、级配不良的填土,其压实后强度低、压缩性大。同时,填筑过程中压实度控制不严,分层厚度过大,碾压次数不足等,都会导致路基密实度不够,在车辆荷载与自重作用下逐渐压实变形,产生沉降。

2.3荷载因素

随着城市发展,交通流量日益增大,车辆超载现象屡见不鲜。超载车辆对路基路面施加的荷载远超设计标准,加速了路基土颗粒的重新排列与压实,使路基快速下沉。长期反复的超重荷载作用,还会破坏路面结构层间的粘结,引发路面开裂、坑洼,进一步加剧沉降危害。据统计,超载30%的车辆对路面造成的损坏相当于标准荷载车辆行驶10万次以上的破坏效果。

3沉降段路基路面施工技术要点

3.1地基处理技术

1.换填法

对于浅层软土地基,换填法是常用且有效的处理方式。将软弱土层挖除,换填强度较高、压缩性低的材料,如灰土、砂砾石等。灰土换填时,石灰与土按一定比例(通常3:7或2:8)拌匀后分层铺筑压实,每层厚度20-30cm,压实度不低于95%,通过灰土的化学反应与压实作用,提高地基承载力,减少沉降。砂砾石换填则利用其良好的透水性与颗粒间摩擦特性,加速地基排水固结,一般换填深度0.5-2.0m,适用于对排水要求较高的地段。

2.强夯法

强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与黏性土等地基。通过起重设备将重锤提升至一定高度(一般8-20m)后自由落下,对地基土施加强大冲击能量,使土体密实,改善土的物理力学性质。夯击点按正方形或梅花形布置,间距3-6m,根据地基土性质确定夯击次数,一般3-10次,最后再用低能量满夯夯实表层,经强夯处理后地基承载力可提高50%-100%,有效控制沉降。

3.排水固结法

针对深厚软土地基,排水固结法是一种经济有效的途径。在地基中设置竖向排水体,如塑料排水板或砂井,结合堆载预压或真空预压,加速地基土孔隙水排出,促使土体固结。塑料排水板间距一般1.0-2.0m,呈正方形或三角形布置,插入深度至软土层底部,然后在地基表面分级施加荷载,预压时间3-6个月,使地基沉降在施工期内提前完成大部分,降低工后沉降[2]。

3.2路基填筑技术

优先选用级配良好、透水性强的材料,如碎石土、粗砂等,其压实后强度高、抗变形能力强。严格控制填土的含水量,使其接近最佳含水量(±2%范围内),便于压实作业,提高路基密实度。对于特殊路段,可添加适量水泥、石灰等稳定剂,改善填土性能,增强路基稳定性。

3.3路面结构设计与施工技术

1.路面结构优化

在沉降段,路面结构应具备更强的适应变形能力。可增加柔性基层厚度,如采用厚沥青稳定碎石基层,利用其柔性缓冲路基沉降传递至路面的应力,避免路面过早开裂。

2.路面施工工艺控制

沥青路面施工时,严格控制沥青和石料质量,沥青加热温度、石料烘干温度符合规范,确保混合料的和易性与压实特性。摊铺过程保持连续、均匀,摊铺机行走速度稳定(一般2-3m/min),避免停顿造成混合料离析。碾压分初压、复压、终压三个阶段,初压温度不低于130℃,采用双钢轮压路机静压;复压用轮胎压路机或振动压路机,温度110℃-130℃,压实至规定压实度。

4市政路桥沉降段路基路面施工常见问题

4.1地基处理效果不佳

如排水固结法中排水体堵塞,导致孔隙水排出不畅,地基固结不完全;强夯法因夯击能量不足或地基土含水量过高,未达到预期密实效果,使地基仍存在较大沉降隐患。

4.2路基与老路基衔接不顺

在老路拓宽工程中,新老路基结合处常因处理不当出现错台、裂缝。新路基压实度不够,与老路基沉降速率不一致;结合处未按要求挖台阶或台阶处理粗糙,削弱了路基整体性。

4.3路面早期破损

由于沉降段路基不稳定,路面在使用初期就承受较大附加应力,加之施工质量控制不严,沥青路面易出现裂缝、坑洼等破损现象,降低路面使用寿命。

5市政路桥沉降段路基路面施工问题的应对策略

5.1强化地基处理质量监控

排水固结法施工时,定期检查排水体通畅性,确保真空或堆载预压符合设计要求,实时监测地基沉降、孔隙水压力等参数,根据反馈及时调整施工。强夯法施工前准确检测地基土含水量,超限时采取晾晒、换土等措施,合理选定夯击参数,施工后进行地基承载力检测,确保处理效果达标。

5.2优化新老路基衔接工艺

新路基填筑严格控制压实度、分层厚度与材料质量,与老路基结合处精细挖台阶,台阶表面向内倾斜2%-4%,并在台阶处铺设土工格栅等加强材料,增强结合处抗拉、抗剪能力,使新老路基协同受力,同步沉降。

5.3加强路面施工质量管控与维护

在沉降段路面施工时,严格把控沥青和石料质量、施工工艺参数,提高路面抗变形能力。通车后定期监测路面状况,及时修复早期破损,对出现沉降迹象路段,提前采取预防性养护措施,如灌缝、微表处等,延缓路面病害发展,保障道路长期稳定运行[3]。

结束语

在路桥工程施工中,由于各种因素的影响,路桥容易出现沉降问题,进而导致沉降段的路基路面遭到破坏,严重影响到了车辆正常通行,也大大制约了区域经济发展。为了更好地解决这一问题,施工单位必须要针对沉降段路基路面进行深入分析,采取科学的施工技术,以改善沉降问题,提高路桥整体的施工质量,为其后续投入使用奠定坚实基础。

参考文献

[1]赖福群.市政路桥沉降段路基路面施工技术研究[J].工程技术研究,2023,8(17):57-59.

[2]刘建利.路桥沉降段路基路面施工技术要点分析[J].黑龙江交通科技,2023,46(07):51-53.

[3]罗帅.市政路桥沉降段路基路面施工技术探索[J].科学技术创新,2023,(16):161-164.