路基常见问题分析处理毕业论文.doc

摘要路基是道路的基础，它既承受公路结构的重量，即静荷载，又同时承受汽车行驶时通过公路传播而来的动荷载。路基同公路一起共同构成的这种线路结构是一种相对松散连结的结构形式，抵抗动荷载的能力弱。建造路基的材料，不论填或挖，主要是土石类散体材料，所以路基是一种土工结构。因而路基经常受到地质、水、降雨、气候、地震等自我条件变化的侵袭和破坏，抵抗能力差。因此，路基应具有足够的坚固性、稳定性和耐久性。对于高速公路，路基还应有合理的刚度，以保障汽车高速行驶中的平稳性和舒适性。如何采取有效的防治措施，是摆在我们面前的一个重要课题。关键词：公路路基；主要病害；常见问题；处理方法与措施AbstractRoad embankment is based, it already bear the weight of the highway structure, namely the static load, and the car driving under by road to spread the dynamic loading. With highway subgrade together to form a this circuit structure is a relatively loose links to the structure form, resist the ability of dynamic loading weak. Build the subgrade materials, whether fill or dig, mainly is the medium of earth-rock material, so embankment is a kind of soil structure. So often affected by geological, water roadbed, rainfall, climate, earthquake and self condition change attacks and destruction, resist ability is poor. Therefore, roadbed should have enough sturdiness, stability and durability. For highway, roadbed also should have the reasonable stiffness, in order to ensure the smoothness of high-speed car and comfort. How to take effective measures of prevention, is we have before us an important subject.Key words: Highway subgrade；Main diseases；Common problem；The processing methods and measures目录摘要IAbstractII1.绪论11.1研究的目的及意义11.2 病害的类型12.路基病害的主要类型22.1公路路基病害主要类型22.2路基主要病害原因分析22.2.1翻浆冒泥22.2.2路基下沉22.2.3挤出变形32.2.4边坡坍方32.2.5滑坡32.2.6水浸路基32.2.7冻害32.2.8砂害32.3病害的预防与整治32.3.1病害的预防32.3.2病害的整治43.公路路基施工常见问题分析与建议43.1材料要求43.1.1路基填土43.1.2碎石43.1.3石灰43.1.4水泥43.1.5土壤固化剂43.2施工程序53.2.1前期准备53.2.2混渣填筑53.2.3碎石填筑63.2.4路基施工填土要求63.3特殊路基段处理63.3.1桥头路基处理63.3.2池塘段路基处理73.4灰土填筑7结束语8参考文献9致谢1010路基常见问题分析处理1.绪论1.1研究的目的及意义中国过去十几年来在经济增长和减贫上取得了举世瞩目的成就，其最重要的成就就是基础建设尤其是交通基础设施的发展。“十五”期间中国共建成高速公路2.47万公里，是“八五”和“九五“建成高速公路综合的1.5倍。到2005年底，高速公路总里程达到4.1万公里，2.009年，全国新修通了4719公里高速公路，使得全国通车总里程达到6.5万公里，通车总里程继续居世界第二位，仅次于美国。中国创造了世界高速公路发展的奇迹。而在20多年前，中国的高速公路连一米都没有。我国高速公路已经得到了飞跃式发展，基本能够满足经济和生活的需求；从面积密度来看，东部等发达地区并不亚于美国等发达国家，甚至还超过了发达国家水平。高速公路的快速发展，极大地改善了人们的出行条件，加速了物流的发展，对社会各方面的进步起到巨大地推动作用。路基是道路中不可缺少了重要组成部分，它既承受公路结构的重量，即静荷载，又同时承受汽车行驶时通过公路传播而来的动荷载，是评定公路等级的重要指标之一，高于原地面的填方路基称为路堤，低于原地面的挖方路基称为路堑。路面底面以下80cm范围内的路基部分称为路床。路基作为道路工程的重要组成部分，是路面的基础，是路面的支撑结构物。同时，与路面共同承受交通荷载的作用。路基质量的好坏，必然反映到路面上来。路面损坏往往与路基排水不畅、压实度不够、温度低等因素有关。针对各级公路路基各种病害的产生的原因和当地的环境，将如何采取有效的防治措施、选择恰当并采用合理的修筑路线、材料，帮助修筑施工部门及时高效地处理施工中遇到的问题，对公路路基中存在的病害进行了分类，分析了各种公路路基病害发生的机理，介绍了路基病害的检测方法，指出明确各种路基病害的类型及形成机理，并进行准确的检测是预防公路路基病害并进行有效治理的基础。1.2 病害的类型路基病害发生的原因非常复杂，并且每一种病害都有自己特殊的病理。但归纳起来主要有两个方面：(1)病害的发生取决于特定的地质环境；(2)病害的发生与相应的气候变化和汽车振动荷载息息相关。前者是病害发生的内因。后者是病害发生的外因。对某一具体的线路来讲，其地质条件是客观存在，虽然它也在不断地发生变化，但基本上是一种较为稳定的量，因此，在一定程度上路基病害的发生频率和程度将取决于气象水文条件和汽车长期重复振动荷载的影响，路基病害的产生和发展是各项因素综合作用的结果。观测表明，在汽车轮轴荷载的重复作用下，路基的渐进破坏主要表现为过大的塑性变形，这种塑性变形累积到一定程度将会使路基填土产生塑性流动，并产生路基病害。研究表明：产生这些病害（破坏）的原因在很大程度上依赖于路基土在循环荷载作用下的抗剪强度特性，而后者与土的饱和度密切相关。随着饱和度的增大，土的动强度（即经过若干次循环加载后仍处于稳定状态的最大偏应力比）将显著降低。处于轨道下方的路基土因反复受到挤压和固结而产生过大的累积塑性变形，从而形成所谓的道碴坑以及枕木下方的积水坑。尤其是在雨季，基床填土含水量达到饱和状态，动强度显著减小，从而使道床工作性能急剧下降，甚至会导致线路产生严重的不平顺而影响行车安全。2.路基病害的主要类型2.1公路路基病害主要类型路基是条带状结构工程，沿线经过的地质条件差别较大，填料也不均匀，而不少地区都存在膨胀土、红黏土、软岩风化残积土等各种工程性质不良的土，并且受到地理和气候环境常年变化影响，加之由于技术水平、经济条件以及施工机械设备方面的原因,我国的公路路基设计通常采用较低的技术标准，施工质量往往要求不严，从而导致各种公路基床病害成为一种分布广、治理难、多发性强的病害，加之近年来随着重载及提速汽车的大量开行路基内应力水平、分布状态和作用方式显著改变由于既有公路线路基设计承载力偏小，在汽车提速后荷载引起的动应力之下，导致各种病害的产生，或使已存在的病害更加严重而严重影响着汽车的安全运行。所以了解病害的类型及其发生机理，并对其进行实用的检测,对路基的防护和治理是非常重要。公路路基病害按表现形式可分为翻浆冒泥、路基下沉、边坡坍方、挤出变形、滑坡、水侵路基、冻害等。2.2路基主要病害原因分析2.2.1翻浆冒泥路基强度因含水过多而急剧下降，在行车作用下发生裂缝、鼓包、冒泥等现象，称之为翻浆。翻浆冒泥一般易发生于基床土质不符合要求的部位，特别是以细粒土作路基填料、风化石质作基床，降雨量大的路堤和路堑地段为病害多发地段一定条件的含粘粒、粉粒的基床表层土在和列车反复振动的作用下，发生软化或触变、液化，形成泥浆。汽车通过时道路上下起伏使泥浆受挤压抽吸而通过道床孔隙向上翻冒，造成道碴脏污、板结进而使道床降低或丧失弹性。翻浆冒泥分为土质基床翻浆、风化石质基床翻浆和裂隙泉眼翻浆。2.2.2路基下沉 路基下沉主要是路基填筑密度不够和强度不足所致，表现形式有路基下沉、道砟囊或道砟袋。填方路基下沉导致断面尺寸改变的病害现象，为路堤沉陷。由于路基土密实度不足或地基松软。在水、荷重、自重及振动作用下发生局部或较大面积的竖向变形。一般经过列车运行一段时间后。下沉会趋于缓解。但有时冈荷重增加或水的作用使沉降速率加大。局部下沉也会造成陷槽使线路不平顺。下沉分为基床下沉、堤体下沉和基底下沉。2.2.3挤出变形 表现形式有路肩隆起、侧沟被挤，路肩外挤和边缘外膨。主要是由于土体强度不足而产生的剪切破坏或塑性流动，基床内的土经常处于软塑状态，在基床内的影响深度较大，在列车荷载的作用下，基床上发生剪切破坏，发乍外挤变形。2.2.4边坡坍方坍方的表现形式有剥落、碎落、滑坍和崩坍。剥落、碎落、滑坍主要发生在路堑边坡。剥落是指边坡表层土壤，岩石风化成零碎薄片，从坡面上脱落下来的现象，剥落碎屑的堆积。会堵塞边沟，影响路基稳定。崩坍的土石方往往造成交通中断，也是危害最大的路基病害。崩坍的发生主要是路堑的开挖使原有自然坡面失去平衡所致。滑塌是指边坡上的大量土石沿着一定滑动面整体向下滑移的现象。2.2.5滑坡 滑坡指影响路基稳定的土（岩）体滑动。分为边坡的深层滑动、路基滑移及山体滑坡。2.2.6水浸路基水浸路基指实际浸水超过设计水位的路基被水浸或淹没，引起一定的沉降或局部坍塌，当路堤缺乏足够的防护和加固设备时，导致路基稳定性受到影响或破坏。2.2.7冻害冻害发生在寒冷地区，如路基土为透水性较差的细粒土，当含水量较高或基面积水，在冻结过程中，土中水重新分布和聚集形成冰块。又引起不均匀的冻胀现象。2.2.8砂害在我国北方地区，由于地理条件原因，经常出现风沙经常掩埋公路。尽管路基病害表现形式多样，但产生路基病害的原因则主要是土质不良，压实密度不足和排水不畅等。2.3病害的预防与整治路基病害的预防和整治，应贯彻“预防为主、综合治理”的原则，首先弄清发生病害的原因，经过综合分析。因地制宜地采取整治的措施。2.3.1病害的预防病害预防包括以下内容：资料收集包括线路的设计、施工资料及线路区域的气候、水文、工程地质等情况，并了解其变化规律,为防治病害提供第一手资料；根据线路当前的状态及运营情况，应每3-5行一次线路的普查，评估线路的安全状态，提前发现病害趋势并进行相应的处置。调查的方法除了传统的人工调查、轨检车检测外，铁道部目前正在推广公路路基快速物探检测系统，检测深度达轨面下2.5m度可达80km/h入路基和路基积水，保持路基面排水坡度。2.3.2病害的整治路基病害的整治应从路基填料（改变其填料类型、改变填料的成分）防止水侵入（改善路基结构设计）、提高路基强度和刚度（改善路基结构设计）入手，路基的整治流程：前期准备总体方案检测路基细化方案治理施工效果评价3.公路路基施工常见问题分析与建议3.1材料要求3.1.1路基填土(1)路基填料宜优先选用级配良好的砾类土、砂类土作为填料，泥炭、淤泥冻土、强膨胀土、有机质土及易溶盐超过允许含量的土等，不得直接用于填筑路基。(2)本工程位于冰冻地区，严禁采用未经处理的粉质土直接填筑路基。当采用其他细土时，路基填料CBR应满足要求。此外，液限大于50%，塑性指数大于26的细粒土不得直接作为路基填料。(3)禁止使用沼泽土、泥炭及淤泥、含有树根、树桩、易腐朽物质或有机质含量大于5%，氯盐含量大于3%，碳酸盐含量大于0.8%的土。(4)中央分隔带及绿化带填土按绿化回填要求进行填筑。(5)细粒土尽可能粉碎，粒径不得大于15mm。3.1.2碎石(1)碎石中不含植物残体、垃圾等杂物。(2)最大粒径应小于30mm，要求其压碎值不超过30%、强度不小于15MP（未筛分碎石）。(3)碎石的颗粒组成应符合JTJ034-2000中第2.2.1.6中2#级配要求，为方便施工，宜采用1030mm的粗集料，510mm的中集料，05mm的石屑细集料三种粒料配合。(4)池塘路基处理碎石垫层用碎石强度不小于15MP（未筛分碎石），最大粒径应小于150mm，通过20mm筛孔的选料不得超过总量的30%，通过0.075mm筛孔的选料不超过总量的10%。3.1.3石灰(1)石灰应采用消石灰或生石灰粉；消石灰中不得有未消解的生石灰颗粒，石灰等级应在三级以上。(2)如采用生石灰，钙质生石灰中有效氧化钙氧化镁的含量应大于70%；如采用消石灰，钙质消石灰中有效氧化钙氧化镁的含量应大于50%。(3)石灰剂量=石灰质量/干土质量，生石灰块应在使用前710天充分消解。消解的生石灰应保持一定的湿度，不得产生扬尘，也不得过湿成团。消石灰宜过孔10mm的筛，并尽快使用。3.1.4水泥水泥应符合国家技术标准的要求，宜采用42.5MPa的普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥或火山灰质硅酸盐水泥。3.1.5土壤固化剂(1)土壤固化剂采用液粉土壤固化剂路邦EN-1(浓缩液)，固化剂浓缩液掺入剂量为0.014%,或根据实验确定。(2)土壤固化剂的技术性能指标应符合现行行业标准土壤固化剂CJ/T3073的规定，溶液的固体含量不得大于3%，不得有沉淀或絮状现象。3.2施工程序3.2.1前期准备路基表层整体处理方案由于本工程均处于稻、苇地等潮湿地段，路基填筑前应清除地表草皮、树根、腐殖土、垃圾、杂物等，路基清表30cm后大致找平并进行碾压，压实度应符合设计（90%）要求，如达不到压实度要求，可采用5%戗灰处理；如戗灰050cm仍达不到压实度要求，需换填50cm碎石垫层，以加快工程进度。路基填筑高度小于路面和路床总厚度时，应将地基表层土进行超挖并分层回填压实，处理深度不应小于路床底面。工程所处区域为平原地貌，土质为粘土或粉质粘土，地下水丰富，土质含水量较高，全线路基处于潮湿、中湿状态，因此需要对路基表层按实际情况分别进行处理方可进行路基填筑。(1)填土高度大于2m的路段（路床最低点距清表后地表距离）：地表整平后晾晒，对露出地下水的路段应设置临时排水沟，排除地表积水，经推土机排压后填筑30cm混渣，经12t以上压路机碾压34遍后通铺双向土工格栅，土工格栅反包其上灰土层2m，继续分层填筑分层压实灰土至路床顶以下80cm，对无法承受12t以上压路机地段应增加混渣厚度,各层压实度及强度满足设计说明的要求。(2)填土高度大于1.3m且小于2m的路段（路床最低点距清表后地表距离）：地表整平后晾晒，对露出地下水的路段应设置临时排水沟，排除地表积水，经推土机排压后填筑40cm混渣，经18t以上压路机碾压34遍后通铺双向土工格栅，土工格栅反包其上灰土层2m，继续分层填筑分层压实灰土至路床顶以下80cm，对无法承受18t以上压路机地段应增加混渣厚度,各层压实度及强度满足设计说明的要求。(3)填土高度小于1.3m的路段（路床最低点距清表后地表距离）：地表应继续下挖至距路床顶1.3m的高度，排除地表积水后晾晒，经推土机排压后填筑30cm混渣，经18t以上压路机碾压23遍后继续填筑20cm的碎石，在混渣和碎石之间通铺双向土工格栅，土工格栅反包其上碎石2m，碎石经18t压路机碾压34遍后用平地机刮平碎石层准备填筑灰土。3.2.2混渣填筑(1)混渣填筑厚度较大时应分层填筑分层压实，每层以2025cm为宜(2)混渣填筑时应严格控制含水量，对于含水量较大的应进行适当的晾晒方可以进行碾压。而且应避免使用含土量过大的混渣，如果有含土量较大的材料进场，应先进行堆备，待其他含土量较少的混渣进场时掺拌后填入路基中。(3)混渣的强度应保证不小于15MP，最大粒径应保证小于150mm，通过20mm筛孔的选料不得超过总量的30%，其通过0.075mm的不超过总量的10%，大粒径渣石应填筑在下部，小粒径渣石填筑在上层，保证混渣顶的平整度(误差不超过2cm)空隙较大时应扫入石渣(未筛分)，或石屑填充，上部可填筑渣石或石屑。(4)雨天时注意对基槽进行排水或其它处理措施，杜绝在含水量过大的情况下对混渣进行碾压。(5)为避免地基产生过分扰动造成地基基底无法压实，压路机在碾压过程中严禁使用震动碾压。但与此同时为保证填料的密实性，在碾压过程中横向接头要重叠50cm进行碾压，做到无漏压，保证碾压均匀，且严格控制碾压遍数为四遍。碎石填料与混渣碾压要求相同。3.2.3碎石填筑(1)由于碎石填筑厚度仅为20cm，应严格控制混渣顶面高程，杜绝混渣侵入碎石填筑范围，减少碎石填筑厚度。(2)碎石填料粒径应控制在5cm以内，其通过0.075mm的总量不超过总量的10%，且级配良好，无杂物。(3)使用碎石强度不小于15MPa（未筛分碎石）。(4)大粒径碎石应填筑在下部，小粒径碎石填筑在上层，保证碎石顶的平整度(误差不超过2cm)。3.2.4路基施工填土要求(1)路基必须分层填筑分层碾压。每层最大压实厚度不宜超过20cm（当压实机械可以保证压实度并经现场试验、检测合格后可适当加大压实厚度），路床顶面最后一层压实厚度为20cm（遇特殊情况不满足设计要求是，最小压实厚度不得小于10cm）。(2)含水量应控制在压实最佳含水量2%之内。(3)路基填筑宽度每侧应宽出填筑层设计宽度30cm，压实宽度不小于设计宽度，最后销坡。(4)路基表面应具有2%4%的向外横坡，防止积水。为避免路基边坡被雨水冲刷，路基填筑过程中要求在路基下坡脚外两米处设置临时排水埝和排水设施。(5)征地边线外两侧各10m范围内禁止集中取土。(6)路基填筑范围内严禁作为施工便道使用。(7)路基填筑应均匀密实，路床顶面横坡于路拱横坡一致。 (8)路基填土高度路基最小填土高度须保证不因地下水、地表水、毛细水及冻胀作用而影响稳定性。3.3特殊路基段处理3.3.1桥头路基处理桥头引路段桥头引路路基填方路段处于中湿状态，应对现状地坪清表整平后，回填路基土，然后在距路床顶面以下40cm以下做20cm土壤固化剂固化石灰土（5%石灰）+20cm土壤固化剂水泥石灰土（2%水泥+3%石灰），保证土基不出现软弹现象。3.3.2池塘段路基处理路线在穿越大面积池塘及大型沟渠处应打坝、抽水、清淤、整平后分层填筑分层压实混渣（每层以20cm30cm为宜）至距路床顶以下100cm处，通铺钢塑双向土工格栅后填筑20cm碎石，碎石之上分层填筑灰土。池塘、大型沟渠等边坡应开蹬成台阶状，蹬高0.4m，两步为一蹬，蹬宽0.6m，开蹬处铺设1.6m宽的钢塑双向土工格栅。路线经大面积池塘时，应将各池塘间堤埝铲平后再进行填筑混渣垫层、铺设土工格栅等工作，以确保路基整体性。3.4灰土填筑施工时按照“四区段”和“八流程”进行。“四区段”即：“上土摊铺区、翻晒拌合区、整平碾压去、报验养生区”，“八流程”即：“上土、摊铺、翻晒、布灰、拌合、整平、碾压、养生”。具体施工工艺如下：(1)试验标定在上土之前应取现场土样测定土的天然含水量及液塑限并进行标准击实试验确定最佳含水量和最大干密度。(2）测量放样测量组准确放出道路中心线。(3)路堤填筑时在取土场用挖掘机和装载机将土装入自卸汽车，运到填土路基处。根据路基宽度、自卸汽车方量及松铺厚度，用白灰洒线打网格，确定每车土的卸土位置，以保证填土厚度。(4)素土摊铺粗平后，首先应根据虚铺系数追踪测定高程，在考虑虚铺系数的情况下若高程达不到设计值应及时采取措施补救，待满足要求后用铧犁和旋耕犁进行翻晒和粉碎。在上灰前，检查土的含水量，当接近最佳含水量时及时上灰。(5)摊铺石灰：素土整平稳压后，按眼路线走向510m打好方格，根据配比将每格需要的石灰量人工摊铺均匀。上灰时应保证灰土中无杂质、无未消解的灰块。(6)路拌机拌合：石灰摊铺完成后，均需用路拌机拌合，拌合遍数2遍以上，要用专人在路拌机后面随时检查拌合深度，拌合深度以打入路床顶以下510mm为宜，确保无素土夹层，保证拌合均匀色泽一致，没有灰花团和花条，检测混合料的含水量和灰剂量，含水量控制在最佳含水量12个百分点，灰剂量符合规范要求。(7)整平