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滬寧高速公路拓寬工程實例(EPS)

作者: 茄子视频污视频 時間:2018-12-03 來源:中建茄子视频懂你很多
摘要:滬寧高速公路擴建以路基兩側拚接加寬為主,由雙向四車道對稱拓寬為8車道,兩側各加寬8.25m。在軟土地基上進行路堤拚接後,拚接荷載所引起的沉降增量,對老路基而言,呈反盆形分布,在路...

滬寧高速公路主線全長284.21km,穿越廣闊的水網地區,沿線軟土地基長92.29km。滬寧高速公路擴建以路基兩側拚接加寬為主,由雙向四車道對稱拓寬為8車道,兩側各加寬8.25m。在軟土地基上進行路堤拚接後,拚接荷載所引起的沉降增量,對老路基而言,呈反盆形分布,在路中心小,兩側拓寬形成的斷麵形心垂線處大。這將會引起新、老路肩與老路堤中心間差異沉降的產生,極易導致老路基、路麵的拉裂。為減少差異沉降,江蘇段拓寬工程試驗段在K0+000~K0+300、K0+800~K1+440、K1+600~K1+770(其中包括橋頭、箱頭和一般路段)範圍內采用EPS作為一種比選方案進行路堤填築試驗研究。
3.1 路堤的斷麵結構型式
試驗段EPS路堤填築高度3~5m,當采用斜坡式時平均地基壓力為40.15~55.02kN/m(包括EPS外側1.5m厚包邊土),采用直立式邊坡時平均地基壓力為26.23~28.24kN/m。該試驗段EPS路堤的設計,為充分發揮EPS密度小、自重輕,路堤沉降少,自立性強的特點,采用了直立式邊坡和新型肋板式擋牆結構如圖1所示。這樣既減少了EPS用量,又不必進行地基處理,還減少了公路擴建的二次征地麵積,節約了寶貴的土地資源。
為了提高板整體性能,便於吊運,在預製板的中間設置加勁肋。肋板的板厚10cm,肋寬40cm,高15cm,預製板總寬1.8~1.9m。預製肋板立放於專設的立板基礎上,預製板之間采用現澆連接,結構段長度取10m,結構縫處寬度5cm,用瀝青封閉。
為防止EPS在重負荷作用下側向變形對預製板產生較大的側向壓力,在EPS與預製板之間預留5cm的間隙,使肋板處於不受或少受側壓力狀態。間隙處鋪設一層垂直向土工布。
在EPS頂麵與路麵結構層之間現澆一層厚20cm的鋼筋混凝土蓋板,使EPS均勻承受上部荷載。預製板與現澆蓋板之間的二期混凝土,應盡量安排在路麵結構層施工後期澆築,這樣可使EPS的垂向、側向變形充分發揮,減小現澆蓋板以及上部結構分配至預製板裏的垂向作用力。
3.2 防撞護欄的設計
對於邊坡為1:1.5的路堤,可以采用一般高速公路上使用的波形護欄來進行設計。而對於擋牆結構,當發生交通事故時,存在更大的安全隱患,為了防止車輛衝出路麵,應采用安全性更高的橋式護欄或加強型的波形護欄。
橋式護欄可以預先在預製板內伸出鋼筋,同預製板、蓋板的二期混凝土同時澆築連接。由於汽車在撞擊時會產生強大的衝擊力,有將EPS頂部的混凝土結構段拉出路麵結構層的危險,因此必須對混凝土蓋板進行抗滑穩定驗算。根據試驗表明,橋式護欄是安全的。
3.3 縱橫向的連接
在EPS路堤的填築過程中,必須重視EPS同一般填土路段的連接問題。EPS同土路堤的縱向連接段應設置一過渡段,即將EPS塊體以台階的方式與土路堤過渡相連,橫向亦如此,同時在鋪砌時應采用EPS塊體縱橫向交錯鋪砌,以利於EPS塊體的受力和變形連續。
對於縱橫坡的調整,有兩種方法可供選擇:一是采用底層調坡,根據實際路麵的縱橫坡,通過EPS底部的整平砂層來放坡。采用這種方式,上部的豎向荷載將傾斜作用於EPS塊體,EPS塊體將受到一水平分力的作用,不利於EPS的受力,但損耗小。為了改善EPS塊體的受力特性,可采用底層水平鋪築,頂部的EPS塊體切割成小的異形塊,通過小台階的方式來調整橫坡,該法EPS受力條件好,同時施工方便,是較好的調坡方案,但損耗較大。
3.4 排水問題
由於EPS屬超輕質材料,若浸在水中,將受浮力的影響,EPS的上部結構將受到垂直向上的荷載,使新老路基連接處結構層內產生拉應力和剪切應力,嚴重時將會產生縱向裂縫、錯台。因此EPS的施工基準麵必須高於高地下水位小安全距離S,同時在施工基麵上填築一層石灰穩定土,徹底隔離地下水的影響。然後進行排水砂層的施工,砂層同時起整平作用,以利於EPS塊體的鋪設。
對於施工期的排水,主要是避免雨水對EPS塊體的浸泡和雨水在新老路基的交接處滲入老路基,對老路基造成損害。為此必須在坡腳處設置臨時排水溝,防止路基積水,施工後必須用土工布將EPS塊體和老路的開挖台階覆蓋,防止雨水的浸入。為了防止雨水對老路基的侵入,並防止砂層被雨水衝蝕,EPS與台階之間的孔隙應采用素混凝土填實。
營運期的排水是影響其使用質量的主要因素,因此必須特別重視。為了防止雨水通過路麵結構層滲入路堤內部,EPS長期吸水而造成自重增大,因此在現澆鋼筋混凝土板和頂層EPS之間加鋪一層防滲土工布。路基排水可通過在施工基麵上設置20~30cm的砂墊層來排水,同時需與原路的排水砂層和台階處的砂層接通。對於直立式結構,由於砂層無法與外界接通,可通過預埋PVC管或塑料盲溝來排水,其底部高程應在排水溝底麵以上10~20cm,防止排水溝的雨水倒灌。
為了充分發揮EPS的超輕特性,大限度的降低地基應力,有時需要對地基進行開挖置換,此時應設置橫向排水通道,為了避免邊溝過深,可考慮在邊溝以下設置縱向排水盲溝,將路基下的雨水排出。
3.5 EPS鋪設
由於EPS很輕,采用人工鋪築,關鍵是平整度控製與聯結牢固。EPS塊體鋪設在施工基麵上,施工基麵必須保持幹燥狀態。塊體鋪設時,不準拖拉機和其他重型機械直接在EPS塊體上行駛。EPS塊體自下而上逐層錯縫鋪設,整體鋪築質量很大程度取決於施工基麵和下層的鋪設精度。
EPS塊體之間的縫隙和錯台應盡可能的小。下層由墊層來調整,中間各層則采用無收縮水泥砂漿調平。為防止EPS塊體互相錯位,塊體各層之間采用雙麵爪型聯結件,在頂麵及側麵采用單麵爪型聯結件,在下層EPS塊體與施工基麵和土基之間采用銷釘聯結。
在上麵一層EPS塊體的頂麵,要澆築一層鋼筋混凝土板。它不僅可以改善EPS的受力特性,使行車荷載和上部路麵結構荷載均勻擴散,防止由於應力集中而造成EPS的破壞,還使EPS塊體形成一個良好的整體,防止有害物質侵入EPS塊體。
4.結語
EPS作為一種超輕質的路基填料,在國外有較為廣泛的應用。實踐證明,EPS有著隔熱性好、自重輕、自立性強等優良性能,對解決路基凍害、橋頭跳車、路基失穩、新老路基拚接等問題有良好的處理效果。但由於國內使用EPS修建路堤的時間不長,對EPS本身的性能也缺乏深入全麵的研究,在使用過程中尚有許多需要解決的問題,概括起來主要有以下幾點:
(1) 目前國內EPS主要應用於包裝行業和建築行業,在公路中應用還較少。EPS較高的價格限製了其大規模的使用,有待研究生產性能更好、價格較便宜的EPS產品。
(2) 對EPS在長期荷載作用下的性能缺乏深入的了解,長期使用後的殘餘變形和使用壽命還有待觀察。應加強對重複荷載、衝擊荷載作用下EPS性能的長期變化情況的研究,同時應研究多種荷載形式共同作用下EPS性能的變化發展。
(3) 應及時製訂參照標準,便於工程施工中進行質量管理。
EPS作為一種新型輕質工程材料正日益受到工程界重視。

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