土工合成材料在高填方路堤路段的加筋应用

土工合成材料在高填方路堤路段的加筋应用第35卷第30期2009年10月山西建筑SHANX1ARCHITECTUREV01.35No.30Oct.2009?277?文章编号：1009—6825(2009)30—0277—02土工合成材料在高填方路堤路段的加筋应用于良成严德华潘修铭摘要:结合在高等级公路的施工技术经验，探讨了土工合成材料在高填方路段的加筋应用，分析了加筋土作用机理，有利于土工合成材料在高填方路堤路段的加筋应用推广，为此类高填方路堤路段的结构设计与施工积累了经验.关键词:土工合成材料，高路堤路段，加筋土中图分类号:U416.12文献标识码:A为了解决在公路建设中经常遇到的在高填方路堤路段沉降变形，失稳等现象对路面结构的破坏，近年在高速公路建设中人们开始重视高填方路堤路段沉降变形,稳定性，整体强度等问题，并采取相应的处治措施.工程实践已证明,应用土工合成材料处治高填方路堤路段，不失为-•种有效的工程技术措施.当修筑高桥引道时要采用高填方路堤,局部路段也可能采用高填方方案•一般根据填料的不同,以砂砾土为填料时高度超过121TI,其他填料时高度超过20In都可称为高填方路堤.高填方路堤与普通路堤相比具有明显的特点,该特点主要集屮在”高”上面.实践表明,采用加筋的手段对高路堤改良是高填方路堤设计的一个新选择，在高填方路堤应用加筋技术有着比较好的前景，等厚的路面挖除，以便保证沥青混凝土的等厚摊铺，铳刨过程屮应采用控制精度比较高的铳刨机，精度要求控制在lmill,铳刨机两侧电脑操作人员必须能够熟练操作，厚度过渡要平顺,铳刨的平整度要求控制在10mm.铳刨完成后一定要把底面处理干净，最好用高压水枪冲洗，对于松散地段，人工进行挖除. 桩号注:0-22为竖曲线,半径为6061;22-44为竖曲线,半径为4508;52-76为竖曲线，半径为14371;76〜100为竖曲线,半径为52381图3纵断图2）摊铺沥青混凝土.对比京秦高速施工中所采用的沥青混合料的级配SAC-161调整型和AC-161的级配，通过对比表我们可以看出SAC-161和AG16I比较4.75HU11以上偏细，而4.75mm以下偏粗,这样虽然粗集料偏细，细集料偏粗，但是4.75rnnl通过率偏大，所以整体偏粗，因此骨料增多,起到了抗车辙的作用，同时又起到了防透水的作用.它能比较有效的加强高填方路堤的稳定性，一定程度上减少路堤过人的局部沉降变形，增强高路堤的整体强度和稳定性•下面针对其施工经验谈谈自己的体会，仅供大家参考.1加筋土的土工合成材料种类1）土工织物,包括编织型土工织物和非编织型土工织物.前者应用普遍,后者变形量大，仅用于应力水平较低的加筋工程屮.2）筋材制品,包括土工格栅，土工网,土工垫，土工格室和条带筋材等•这类制品一般具有较高的抗拉强度和较低的延伸率，它们和周围土的相互作用好，摩阻力和咬合力高.3）加筋复合制品.4）土工合成纤维，即将合成材料制成的网片拌入土内，或直接在施工现场喷射纤维丝掺入土屮，形成所谓的网片土或纤维土.在沥青混合料摊铺过程中，摊铺机一定要匀速行驶,摊铺采用钢绞线控制，点位控制为4In一个,摊铺速度最好控制在3In,在料车卸料过程中坚决不能碰撞摊铺机,料车装料最好不超过30t.碾压时按照初压，复压，终压三个阶段进行，由于路段较短，压路机速度不必太快.为了控制好平整度，在复压过程中由专人用3In直尺量测平整度,发现问题及时处理.由于施工路段较短,所以在很短的范围就出现两个接缝，因此接缝必须做好,不能出现大跳改小跳的情况，横接缝采用平接缝，在施工过程屮用3In直尺检查接缝搭接情况,为了保证行车的舒适性，接缝处用3In直尺量测最大间隙不能超过5IBm.总之，要处 理好高速公路桥头跳车就必须从每一个环节出发，争取次成功，不能出现大跳改小跳，一处跳车变为多处跳车的情况.参考文献：【11JTG1301—2003,公路工程技术标准[S]・[2]JTGFIO一2006,公路路基施工技术规范[s].[3JJTJ024—85,公路桥涵地基与基础设计规范[s].[4]孙悦萍.道路桥头跳车原因浅析及防治措施[J].交通世界（建养?机械）,2009（5）:13—15.[5]秦德进.高速铁路路桥过渡段施工技术试验研究[D].成都：西南交通大学,2006.Analysisofbumpingatbridge-headandtreatmentmethodresearchMALi-jieWANGShao-jieAbstract:Aimingatthebumpingatbridge-headproblemexistingintheexpresswayinoperationstage,theauthoranalyzesanddiscussesfromtwoaspects.thosearesurveyloftingandconstructioncontrohthusaccumulatingexperienceforthequalitycorla3TIonfaultofbumpingatbridge-headintheoperatingexpressway.Keywords:expressway,bumpingatbridge-head,surveylofting,fieldcontrol收稿日期:2009—06.18作者简介:于良成（1965一），男，助理工程师，江苏交通工程咨询监理有限公司，江苏南京210000严德华（1981一），男，助理工程师，江苏交通工程咨询监理有限公司，江苏南京210000潘修铭（1983一），另,助理工程师，江苏交通工程咨询监理有限公司，江苏南京210000••〜g35卷30智山西建筑278??2009年10月2土工格栅的施工方法及要求做好施工准备工作之后，进行土工格栅的施工,顺序为:1）平整场地;2）展开土工格栅 ⑶在土工格栅上填筑路基;4）压实.土工格栅铺设时,应将强度高的方向置于垂直于路堤轴线方向.土工格栅Z间的连接应牢固，在受力方向连接处的强度不得低于材料设计抗拉强度，且其叠合长度不应小于15cm,土工格栅的铺设不允许有褶皱，应用人工拉紧，必要时可釆用插钉等措施固定于填土层表面.铺设土工格栅的土层表面应平整，表面严禁有碎石，块石等坚硕凸出物;在距土工格栅8cm以内的路堤填料,其最大粒径不得大于6cm.土工格栅铺设后应及时填筑填料，以避免其受到阳光过长吋间的直接暴晒•一般情况下，间隔时间不应超过48h.填料应分层摊铺，分层碾压,所选填料及其压实度达到《公路路基没计规范》规定的要求，土工格栅上的第一层填土摊铺采用轻型推土机或前置式装载机.填料的摊铺与填筑可从路堤的屮线位置开始，对称的向两侧填土.3加筋机理分析3.1摩擦加筋原理摩擦加筋原理是将土体作用在墙背上的土压力通过筋土问的摩擦力由锚固区内的筋土锚固力来抵消,根据加筋土复合体中筋与土z间的基本构造，在加筋土体屮取一微段來分析•设微元体长为dz,拉筋左截面受力为T］，右截面受力为T2,压住拉筋的法向应力为0■，略去筋带重量和微元土体重量•设拉筋与土之间的摩擦系数为厂，筋带宽度为b.由于土与筋带之间的相对运动趋势所引起的筋带拉力为dT,dT=Tl-T2.设dF为土与拉筋在该微元段产生的总摩擦九则有:dF=2afbdl.根据对该微元体的受力分析可知，如果dF>dT,则筋与土之问就不会产牛相互错动，换句话说，筋与土之间的摩擦力克服它们之间的相互运动，使微元体保持稳定.从上述分析可知，要保持加筋体稳定，拉筋材料需满足两个条件:1)能够提供足够的摩擦力，与土体相契合，确保土与筋产生相对错动前使拉筋不被拉出;2)要有足够的强度和弹性模量,保证拉筋的变形与土体的变形大致相同.3.2准粘聚力原理加筋土结构可看作是各向异性的复合材料，一般情况下拉筋的弹性模量远远大于填土的弹性模量,拉筋与填土共同工作，夕卜侧强度包括了填土的抗剪力，填土与拉筋的摩阻力和拉筋的抗拉力的共问作用，使得加筋土的强度明显提高•这一点在加筋砂圆柱土样与未加筋砂圆柱土样三轴对比试验中得到验证. 砂土试样在单轴压力下受到压密，土样侧向在侧压力作用下发生侧向应变•如在土屮布置了拉筋，由于拉筋对土体的摩擦阻力，当土体受到垂直应力作用吋,在拉筋中将产生一个轴向力，起着限制土体侧向变形的作用，相当于在土中增加了一个对侧压力的反力，使土的强度提高了.根据维达尔等人的试验，加筋土工的强度与土抗剪强度，土和拉筋问的摩擦系数，拉筋的抗拉强度，拉筋数量等有关•加筋砂样比无加筋砂样强度提高，可根据库仑理论的摩尔破坏标准来加以阐明•根据库仑理论,土的极限强度为:i•，二0・tg4+c.其中,rf为土的极限强度;rlf为土体上受到的正应力,rlr=0n3tg2(45.+4/2)+2ctg(45.+4/2);c为土的粘聚力;为土的内摩擦角.当C=0时为砂土，当CHO时为黏性土.为土样破坏时的最大主应力,3为土样的最小主应力.根据土样破坏吋土样的摩尔圆与库仑强度线相切的条件，可得:讥,二0-3t(45.+4/2)+2ctg(45.+4/2).4应用加筋土的体会在加筋填方路堤设计应用时，建议在路堤的填筑的底部铺设定高度的灰土稳定层，计算表明这样的稳定层对加筋路堤的内力以及变形控制作用比较明显，其可以有效的分担筋材的受力，特别是因为该层处在高填方路堤的底部，而该处为路堤受力变形最大的区域•稳定层的厚度可以根据实际工程施工的条件以及经验,建议在0.5m以上.路堤加筋的位置不应靠近路堤顶部，而主要应在路堤的下半部分•当以控制过大的竖向沉降为主要加筋目的时健议加筋位于竖向沉降的集中区域，而该区域随着填方高度的增加，中心有上移的趋势，同时范围会扩大，在筋材应力允许的情况下，尽量选择靠近路堤的底部区域,加筋的形式应以通铺为主;加筋路堤中加筋材料的选择非常重要，特别是其弹性模量，抗拉强度以及筋土作用强度等指标•在实际的工程应用中应尽量选用弹性模量高的产品•抗滑力矩取决于加筋拉力的大小和方向，对于加筋拉力的大小有三种取值方法:极限抗拉强度，长期允许设计强度和对应于一定应变的强度•通过稳定性的计算，可以得知加筋对于高填方路堤的稳定性有着比较明显的提高作用，在一定程度的陡坡形式路堤中有比较好的增稳作用，在方案设计合理的情况下，可以进行该形式的路堤应用推广.另外,加筋也可以对于填土较差的变坡型路堤进行改善，增加路堤的稳定性.5结语 从土工格栅在高填路段路堤的应用，由于其结构合理，受力条件好，施工简便，我们可以看岀土工合成材料加筋技术大大节约了资金，提高了工程质量和档次，缩短了施工时间，能大大解决路堤（地基）过大的沉降变形或不均匀沉降变形问题以及路堤的稳定性问题•因此，土工合成材料加筋技术在高路堤路段中必将有着极为广泛的应用前景.参考文献：[1]黄晓明，朱湘•公路土工合成材料应用原理[M].北京:人民交通出版社,2001.[2]采湘,黄晓明•土工格栅加筋路堤机理研究[J].公路交通科技,2000,17(1):23—24.[3]土工合成材料工程应用手册编写组.土工合成材料工程应用手册[M].北京:屮国建筑工业出版社,2000.[4]黎玮，姚琪.软土地基路堤施工监控[J].山西建筑,2007,33(19):289—290.[5]周志刚，张起森.土工加筋技术在公路，铁路工程中应用研究新进展[J].长沙交通学院,2001,18(1):57—58.OnapplicationofearthworksyntheticmaterialsinhighembankmentsectionofhighwaysYULiang-chengYANDe-huaPANXiu.mingAbstract:Bycombiningwihttheconstructiontechnologicalexperienceonhigh・gradehighway.thepaperexplorestheearthworksyntheticma一terialsreinforcementapplicationinhighembankmentsection.analyzesthereinforcementsoilmechanism.soastoexpandtheapplicationoftheearthworksyntheticmaterialsinhighembankmentsections.soastoaccumulateexperienceforthestructuraldesignandconstructionfofsimi一larhighembankmentsection.Keywords:earthworksyntheticmaterials,highembankmentsection,reinforcementsoll