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高液限土路基处理技术在高速公路工程施工中的创新

2018-06-29程松

科技创新与应用 2018年19期
关键词:高速公路创新

程松

摘 要:迅速发展的经济对交通运输的要求越来越高,全国各地的高速公路建设都在如火如荼地进行着。我国现阶段的高速公路建设施工过程中,各项新技术、新工艺被广泛应用,其中高液限土路基处理技术是较为关键的技术。然而因其特殊的性质和施工工艺,在具体的施工过程中,高液限土路基处理技术有许多技术难题亟待攻关。技术人员与施工人员应该从物理力学方面入手,找到一个能够有效控制该技术的措施,并制定科学严谨的施工方案,才能发挥出该技术的优势。基于此,文章针对高液限土路基处理技术进行了探讨,并总结了几种在实际施工过程中,高效、稳定,值得推广的关于高液限土的施工技术,希望能对相关施工单位和从业人员提供一定的借鉴和帮助。

关键词:高速公路;高液限土;路基处理技术;创新

中图分类号:U416 文献标志码:A 文章编号:2095-2945(2018)19-0035-02

Abstract: With the rapid development of economy, the demand of transportation is getting higher and higher, and the highway construction is in full swing all over the country. In the process of expressway construction in China, new technologies and new technologies are widely used, among which the treatment technology of high liquid limit soil subgrade is the key technology. However, due to its special nature and construction technology, in the specific construction process, there are many technical problems in the treatment of high liquid limit soil subgrade. Technicians and constructors should start with physical mechanics, find a measure to effectively control the technology, and formulate a scientific and rigorous construction plan, in order to play out the advantages of the technology. Based on this, the paper discusses the subgrade treatment technology of high liquid limit soil, and summarizes several construction techniques of high liquid limit soil which are efficient, stable and worth popularizing in the actual construction process, hoping to provide some reference and help to relevant construction units and employees.

Keywords: expressway; high liquid limit soil; subgrade treatment technology; innovation

如何確保高速公路路基在填筑过程中始终保持稳定安全,是技术人员需要特别关注的工作重点和持续研究的技术难点。目前,多数高速公路施工单位在工程建设过程中,使用了许多新技术、新工艺,其中就包括高液限土路基处理技术。然而高液限土因其相对特殊的物理性质,在施工过程中仍有许多技术难题亟待攻关,如干燥时土质非常坚硬,挖掘和压实都很困难;可一旦有水浸入,其保水性又非常好,能够使土质保持长期湿润。这样的工程特性使得该技术承载力有限,难以保持长时间的稳定,故此难以将该技术直接应用于路基填筑,否则容易造成冻融、缩胀、裂缝、变形、塌陷等路面病害,为交通安全埋下隐患。《公路路基施工技术规范》规定:液限大于50%、塑性指数大于26的土,以及含水率超过规定的土,不得直接作为路基填料,需要用时,必须采取满足设计要求的技术措施,经检验合格后方可使用。因此,技术人员与施工人员应该从物理力学方面入手,找到一个能够有效控制该技术的措施,并制定科学严谨的施工方案,才能发挥出该技术的优势。目前,针对高液限土,许多施工单位在实际施工中,会根据工程的具体情况,选用掺“康耐”土壤稳定剂改良或者掺砂改良的方式进行施工。经工程实践证明,这两种改良方式,都能够对高液限土产生较好的影响,有效地改进了其在工程特性,值得大范围的推广。下面就对这两种改良方案的施工工艺作简要阐述,并对相应的可行性进行经济研究分析。

1 施工工艺

1.1 掺“康耐”土壤稳定剂改良方案施工工艺

(1)“康耐”土壤稳定剂是一种化学制剂,含有强氧化剂、溶解剂及分散剂。在这三种成分的综合作用下,土壤的成分会发生一系列,如溶解、结晶、吸收、扩散、再结晶的链式化学反应。一方面,在机械荷载的作用下,能把土体由“亲水性”改为“厌水性”,从土壤中将水分排出。另一方面,能破坏土质的毛细管,改变土体的结构,使普通土体更加密实、均匀、有较高强度和耐久力。“康耐”土壤稳定剂的改良实质就是在传统筑路方法的物理方法之上,辅以化学方法,因而可以有效地降低因温度变化、行车荷载量大以及水浸的作用所引起的道路老化、损坏等问题。

(2)具体方案:将高液限土平铺好,按照最佳含水量条件下,1m3土(实方)掺70g“康耐”土壤稳定剂,按“康耐”:水=1:100质量比用水稀释,然后均匀喷洒在土体上,再通过机械进行拌和,碾压成型。掺入稳定剂后,土样的各种技术指标发生了变化。

(3)效果:掺入“康耐”土壤稳定剂后土的技术指标发生了较大变化,最大干密度及最佳含水量均有所增大;液限降低,塑限提高,CBR值提高了31%,膨胀量有了大幅度的降低,从而提高了土的强度,降低了土体遇水的膨胀率,提高了路基的安全性。

1.2 掺砂改良方案施工工艺

在土壤中掺入适量的砂土,可以降低土壤的粘度,使土壤不会板结;增加土壤的通透性,增加土壤中的空气含量。在掺砂过程中,砂土的量是至关重要的,要符合相关路段路基设计要求和行业技术规范,另外砂土的大小也要适当,一般掺量和砂土大小以掺入砂土之后的混合物中的颗粒和技术指标来衡量是否符合规范。根据之前的施工经验,掺砂的顺序一般是先土后砂,且厚度要控制在一定的范围之内,在未压实的情况下,土层厚度要控制在250~300mm之间。将掺入砂的土通过机械进行拌和,搅拌均匀即可。最后对拌和均匀的砂土进行碾压,需要注意的是,碾压一定要在含水量适宜的情况下进行。

2 两种方案的处理效果比较

掺“康耐”土壤稳定剂改良或者掺砂改良在高液限土的处理上都能达到较为理想的效果,各有优点。目前,多数施工單位倾向于采用掺砂的改良方案,因为相比“康耐”土壤稳定剂,掺砂的投入少,成本低,且处理效果立竿见影。不过,“康耐”土壤稳定剂也有掺砂难以比肩的优点。“康耐”土壤稳定剂在处理土层含水问题方面,稳定性高,其填筑的路基性能良好,较少产生路面病害,可保证路面长时间使用,节省养护费用。如果使用“康耐”土壤稳定剂改良的土壤技术指标达标,还可以减少弃方,能够保护高速公路沿线的水土资源和自然环境。从长远来看,其经济价值和社会效益都能得到更好的保障。

3 高液限土作为路基填料的处治措施

由上文分析可知,高液限土因其自身的物理特性和结构特点,若直接用来填筑路基、路堤,其填筑出来的路面是难以压实的,而且会使路面出现变形、塌陷等路面病害。因此,在实际施工过程中,通过对高液限土进行改良促进其工程性质的优化,使其更适于路基的填筑要求。施工之前,设计人员应与技术人员深入施工现场,了解施工当地的情况,对即将施工的路面路基的强度和稳定性进行深度的设计和施工,保证路面的安全性。

3.1 包边和包心的处治

目前,针对高液限土基本都是通过包边或包心或两者结合的方法对路基部分的土壤进行改良。高液限土包边这种处治措施主要是针对路基的,通过该方法能够使路基更加密实,即以科学的方式将路基两侧的土壤包裹起来。相对包边,包心处置措施稍显复杂,首先需将路基底部的砂土石砾等通过包边的方法填埋,由此在路基边缘形成透水层,然后再用掺有灰土的土壤对透水层的上方进行封闭,另外,还可以采取边挖边填和铺设土工格栅相结合的方式处理路基,施工过程中需注意路堤排水设施,如排水沟等,多方面综合考量、施工,从而使路基施工更加完善。这样不仅能够保障路基的整体性能,延长使用寿命,还能够有效控制成本,节省资源。不过,我们应该充分认识到高液限土本身含水量较高,随着使用时间的增加,其含水量也会不断地增加,施工过程中虽然极力控制,但仍难以保证能使高液限土达到最佳含水量,故施工完成后的路基路面与初期设计时有一定差距的。

3.2 掺砂或砂性土等粗粘土处治

这样的工程处治方式就是把土壤中的粗粒含量增加,通过改变配比去改善土壤组成,使得粗粒在土壤的组成中起到骨架的作用,把土质中的空间结构进行再次排列,以便达到改良土质性质的作用。这种处治方式是一种比较经济的处治方案,在工程进度上也要少于上一种方案。但是,这种方案是需要调节掺配料的成本的。由于搅拌过程中也比较困难,需要很多人参与搅拌,否则就会搅拌不均匀,导致了工作效率下降。

4 高液限土路基处理技术经济分析

任何一项施工技术都会涉及各种费用,如材料费用、施工机械设备的费用等。对各项施工技术从经济层面进行分析,比较施工中所涉及的各项费用,进而做出最优选择。高液限土路基处理技术的施工工艺相对复杂,其中涉及的机械设备也较多,因此工程双方在测算相关费用时,一方面依据交通部道路的工程预算编制定额并参考以往经验,另一方面需要对实际工程进行严谨细致的考察预算;并且要在合同中对各项费用进行详细的标注说明,施工中严格遵循合同,监管到位,控制成本。

5 结束语

通过上文对于几种高液限土处理技术的简要阐述,我们已经对该技术有了一定的了解。目前,在高速公路工程施工中,已经有许多施工单位采用高液限土技术填筑路基,采用该技术不仅可以降低造价,利用开挖的土石方回填,减少弃方,还能有效保持施工当地的水土,保护环境,并且便于控制施工进度,保障施工时间。采用该技术进行回填的高速公路,经过高温、暴雨、严寒等恶劣天气的考验,没有出现严重的质量问题,由此可见高液限土路基处理技术安全可靠,可操作性极强,推荐更多施工单位采用该技术。也希望广大业内同仁能够继续深入研究,相互探讨交流,共同促进相关技术的不断完善。

参考文献:

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