公路大中修工程中路基下沉的处理与预防探究.pdf
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1、中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期:2024 年 01 月 20 日 作者简介:秦辉(1980),男,汉族,广西灵山人,大专学历,助理工程师,研究方向为从事道路工程工作。-76-公路大中修工程中路基下沉的处理与预防探究 秦 辉 广西钦州市灵山县交通运输局,广西 钦州 535400 摘要:摘要:路基下沉是公路工程中一种常见的地质问题,对交通运输的正常运行产生了较大影响。路基下沉主要是因为土壤的物理化学性质、水文地质条件以及交通荷载作用的结果。一旦路基出现下沉,将直接影响到道路表面的平整性和驾驶的舒适性,还容易引发交通事故,对人民生命和财产安全构成威胁。同时,路基下沉还会加快公路的老化过程,缩
2、短其使用寿命,增加维护修复的经济压力。因此,深入研究路基下沉的处理与预防技术,对于保障交通运输的安全与效率,具有重要的实际意义。关键词:关键词:公路大中修工程;路基下沉;处理与预防 中图分类号:中图分类号:U418 0 引言 公路大中修工程中路基下沉主要表现为路面不平整、裂缝、路基侧边沉降和车辙等现象,这些表现形式是由于路基土的压缩变形、土体的湿陷和强度降低等因素造成的。具体包括:路面出现龟裂、凹坑和不平;路基宽度收缩,边缘出现沉降或滑坡;路面和路基发生不同程度的变形,影响车辆行驶的稳定性和舒适性。这些下沉表现形式直接影响了公路的使用性能和交通安全,增加了维护和修复的难度,也影响了用户的行车体
3、验。1 路基下沉成因及机理 1.1 土壤物理化学性质导致的下沉 在路基工程中,土壤作为关键材料,其物理化学属性会直接影响到路基沉降的问题。土壤的类型不同,其物理化学特征亦不同,这决定了土壤在负荷和环境变动下的反应与稳定性。颗粒组成与粒度分布是土壤压缩性和强度的根本影响因素。例如,粗颗粒土(砂砾土)一般展现出较佳的承载力和抵抗压缩能力,相对之下,细颗粒土(如黏土和淤泥)更易于压缩和沉降。再者,土壤的水分含量是另一关键元素。水分含量高的土壤压缩性增强,承载力减弱。此外,土壤的排水特性亦影响其长期稳定性。良好的排水能力有助于减少水分引起的体积变化,进而减轻路基沉降。此外,土壤中的矿物质与有机质含量也
4、对其工程性能有所影响。某些矿物质在吸水后会膨胀,导致土壤体积及形态改变,而土壤中的有机质可能会降低其强度和稳定性。1.2 水文地质条件的影响 水文地质条件对路基下沉的影响显著。特定的水文地质环境如地下水位高低、地表水分布和流动性等,都直接关联到路基的稳定性。以地下水为例,较高的地下水位可能导致土壤饱和,降低土壤的抗压强度,例如,地下水位在 1.5 米以内的地区,路基沉降的风险显著增加。地表水如暴雨、洪水等,则可能导致路基饱和,进而降低路基的承载能力和稳定性。在降雨量达到每小时 20 毫米以上的强降雨条件下,未经充分排水的路基更容易出现沉降问题。再如,地区的渗透系数也是一个重要因素。高渗透系数意
5、味着水分能够更快地通过土壤,如 0.01cm/s的渗透系数,可能有助于减轻地下水对路基的不良影响,因为它能够帮助地下水快速排走,减少水分在土壤中的滞留时间。但如果渗透系数过低,如低于0.001cm/s,则可能导致水分在路基中积聚,增加了路基沉降的风险。因此,水文地质条件对于路基的稳定性和下沉问题有着不可忽视的影响。通过深入了解和合理评估这些水文地质因素,可以更有效地预防和控制路基下沉的风险。1.3 路面荷载及其分布的影响 路面荷载及其分布对路基下沉有着显著的影响。特别是重型车辆通过时,由于其较大的轴重,对路基造成较大压力。根据研究,轴重超过 10 吨的重型车辆通过时,会对路基造成 3 倍于轴重
6、以下车辆的破坏。中国科技期刊数据库 工业 A-77-此外,车辆的行驶速度和频率也是影响路基下沉的重要因素。频繁且高速的车辆通行会使路基承受更加集中和剧烈的动态荷载,加速路基的疲劳损伤。荷载的分布方式也对路基的稳定性产生影响。单轴、双轴和多轴载重车辆对路基的压力分布不同。例如,双轴载重车辆相较于单轴载重车辆,其荷载更加分散,对路基的单点压力较小。但多轴载重车辆由于荷载分布更广,可能导致路基承受更大面积的压力。道路的设计也会影响荷载分布。宽度、厚度和材料选择会直接影响路基承受荷载的能力。如,一个设计合理,能够均匀分散荷载的路面,其对路基的保护作用更加显著,能有效减缓路基的下沉速度。因此,路面荷载及
7、其分布是决定路基下沉的关键因素之一,合理的道路设计和荷载控制是预防路基下沉的有效方法。2 路基下沉的现有处理技术 2.1 地基加固方法 地基加固方法在处理路基下沉问题时采用了多种技术手段。深层搅拌法是其中一种有效的技术,它通过深入地基,将特定比例的水泥浆与土壤搅拌,形成水泥土混合体。例如,在搅拌过程中,水泥用量通常占土体重量的 15%-20%,搅拌桩的直径可达 800 毫米,以确保均匀搅拌和充分强化。地下防水屏则是一种防止地下水侵入和上升的技术。通过在地基周围或下部设置防水屏,可以有效切断地下水的路径。在实施过程中,防水屏的深度通常设至不透水层,厚度约为0.5-1.0 米,以保证其防水效果。深
8、层压实法主要是通过压实地基土体来提高其稳定性。采用这种方法时,压实深度和压实能量是两个关键参数。一般而言,压实深度可达 2-3 米,以确保地基的整体稳定性。压实过程中,能量的选择通常基于土壤类型和厚度,以实现最佳压实效果。这些方法都有各自的特点和适用范围,实际应用中应根据路基的具体情况和需求,选择合适的加固方法和技术参数,以确保加固效果和工程质量。通过地基加固,可以有效提高路基的稳定性和承载能力,减轻路基下沉的风险。2.2 表层处理方法 表层处理方法在公路修复工程中有着广泛应用。破碎加固法是其中一种经济高效的修复技术,主要用于已经出现损伤的沥青路面。在这一过程中,旧的沥青路面会被破碎并与新的建
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