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新闻详细介绍

河北省公路路基桥涵超限沉降机理记及防治技术研究

日期:2015年10月21日 11:42


一、课题来源
    “河北省公路路基桥涵超限沉降机理及防治技术研究”课题,是河北省交通厅2001年度重点科技项目,合同编号为HBJTKJ-200101
二、适用范围
    适用于路基桥涵沉降机理和防治
三、国内外相关技术现状
    国外修建高速公路时,鉴于私人拥有的汽车较多,较少考虑横向通道的设置,而且高路堤也多为栈桥代替。因此,国外在研究路堤的沉降规律及防治方面的资料适合我国实际工程情况的不多。各国路基工后沉降指标不尽相同,而且还缺乏确定工后沉降指标的相应方法。
    河北省针对本省的公路建设具体情况和地质、土质条件,作了大量的研究工作和工程应用工作,提出了一些地基处治方法和路基沉降防治措施,并取得了一定的效果。但是缺乏系统的总结,对各种方法的效果没有进行合理的评估,而且,研究不够全面、系统,处治技术仍显单一,理论研究尚缺乏深度,加之科学技术的不断发展,新材料的不断涌现,为此,仍有必要在现有研究的基础上进一步开展超限沉降的研究,深化现有的研究成果,并通过技术经济分析提出不同地质、土质条件下适宜(技术可行、经济合理)的处治技术和防治措施,提出超限沉降标准(允许沉降量)、设计和施工方法、质量控制标准等。为编制相关的技术规范提供理论依据和工程实践经验。
四、研究内容
1、研究成果
1)根据高路堤内部应力分布,首次提出了符合路堤受力特性的压实度标准。
2)首次依据国际标准ISO2631《人体承受全身振动能力的评价指南》与我国客车舒适性评价指标的限值(GB/T12477-90),以及《公路沥青路面养护技术规范》与《公路水泥混凝土路面养护技术规范》对路面平整度的要求,提出了以用汽车行驶的舒适性作为控制路基工后沉降指标。
3)按照《公路沥青路面养护技术规范》和《公路水泥混凝土路面养护技术规范》对路面的平整度要求,同时依据汽车在沉降断面上行驶时的平整度作为计算路基工后控制指标,按路面结构和结构物施工形式划分工后沉降类别。
4)通过对河北省各地市公路不良地/土质及相应病害类型的调查,结合当地已有处治经验,采用Dreamweaver网页设计技术,研制开发了河北省不良地质资料数据库,为防治不良地质引起的公路病害,提出了技术方案和意见。
5)针对河北省软土地基的特点,结合其具体物理力学特性和工程特性,在河北省以往公路工程中软土地基处治经验的基础上,从理论分析、效果评价及施工工艺等角度对软土及过湿土地基处治技术进行了研究。
6)在深入研究旋喷桩与桩间土形成复合地基基础上,对注浆技术在公路软弱地基处治中的应用进行了专题研究,提出了静压注浆法加固软弱地基的设计、施工及检测等整套技术,为今后高等级公路建设提供一种切实可行的地基加固方面的技术方法。
2、关键技术
1)沉降机理与超限沉降标准研究
2)软弱土地基处治技术研究
3)黄土地基处治技术研究
4)注浆加固技术研究
5)桥头跳车防治技术研究
6)河北省公路不良地基分布及处治措施
3、技术路线

五、技术应用情况
    在青银高速公路(河北段)工程项目中,应用了“河北省公路路基桥涵超限沉降机理及防治技术研究”成果,工程段全场181公里,于2002年4月开工建设。施工过程中,针对不良的地质条件采用了各种方法进行处治,经初步估算,用于地基处治的总投资约为4100万元,其中土工合成材料处治850万元,冲击压实处治960万元,碎(砾)石垫层(灰土垫层)等730万元,水泥搅拌桩590万元,换填法等其他处治方法970万元。
    经过一年的使用观测发现,路基沉降量很小,初步显示采取该研究成果具有良好效果。该项成果经济社会效益是十分巨大的,很难用简单的数字进行计算,因为公路路基桥涵超限沉降,可能导致交通安全隐患及路面早期破坏所引起的经济损失是很难估算的。
    从长远来说,采用该课题成果对软弱地基和湿陷性黄土地基进行处治,可以充分发挥由于道路使用寿命延长而带来的投资效益,同时具有良好的社会效益,完全适合大规模推广应用。
六、推广前景
    经过处治地基或路基的路段,所产生的国民经济效益主要表现在:减少货物在运输中损差的效益,旅客运输时间节约的效益,减少货物运输时间的效益,降低汽车运输成本的效益,减少交通事故而节约的费用等效益。经计算,通过地基和路基的处治,改善了道路使用性能,所产生的经济效益总和为:1612.1万元,其经济效益是非常显著的。
    对于高等级公路投入运营以后,由于地基基础强度不足而产生沉降进而引发路基、桥涵通道工程病害,直接影响着高等级公路的通行质量和正常运营,威胁着高速运行车辆的安全。目前,对于此类工程质量病害的处治办法并不多见,工程实践中往往采用注浆加固处治,使其恢复正常的使用功能。与其他加固处治措施相比,注浆技术具有以下优点:①施工设备简单;②规模小,耗资少;③占地面积小,对交通影响小;④工期短,见效快;⑤施工中产生的噪声和振动小,对环境影响小;⑥狭窄的场地、矮小的空间均可施工。注浆加固技术所具有的这些优点,极大地满足了公路建设的需要,尤其对于高等级公路线长、面广、地质状况复杂、施工条件恶劣、工程建设周期短的特点,采用注浆加固措施可以有效解决公路工程中其他软基处治方法难以奏效的地基承载力不足以及沉降过大的问题。
    通过本课题的研究,分析路基沉降的影响因素和机理,提出评价各种处治方法的效果以及各种处治方法的合理性和经济性,针对不同地基的地质条件和土质条件,结合以往的研究成果和工程实践经验,以舒适性为评价指标,提出和确定了较为科学的工后沉降标准以及沉降防治技术。经过比较分析,其经济效益和社会效益都很显著。

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