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为适应城市交通运输的发展需要，在原有道路线型基础上拓宽和在原水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土面层，可提高城市道路的交通运输能力和水泥路面的使用功能，改善路面的平整度，减少汽车行驶的噪音。但如何防止原有水泥路面以及拓宽路面与原有路面之间接缝的反射型裂缝的发生，是城市道路改造中遇到的一个新课题。一、方案的提出经过改革开发二十多年的发展，柳州市文惠路、广场路的交通流量猛增，路面变得相对狭窄，成了柳江河南、北半岛的交通瓶颈。为改善柳江南北两岸道路交通不畅的状况，提高道路的通行能力，对80年代末在旧沥青路面上相继修建全长605米主车道宽10m的文惠路水泥混凝土路面，及全长为460m主车道宽18m的广场路进行拓宽改造。文惠路车行道由原来的10m拓宽到15.5m，构成4车道；广场路车行道由原来的18m，拓宽到30m，构成8车道。鉴于这两条道路位置及周边环境的特殊性，道路设计保留原有的水泥混凝土路面作为道路基层，且只考虑单边拓宽。但单边拓宽将出现路拱不对称，影响行车和拓宽部分的路面与旧水泥路面的衔接问题，以及按原水泥路面进行拓宽后，车速提高产生更大噪音对道路两侧居民造成更大的影响。故为了解决上述问题，采用在水泥路面上加铺改性沥青面层，但将面临如何防止沥青混凝土路面产生反射裂缝的问题。为防止半刚性基层与刚性板之间、以及旧水泥板块之间、新旧水泥混凝土板块之间的接缝出现反射裂缝，采用铺设玻璃纤维土工格栅、加铺改性沥青混凝土面层的方案。二、旧路及拓宽范围的基层处理（一）旧路基层状况。经调查，路面损坏评定状况为中等，水泥混凝土板块损坏较少，故采用液压镐破碎、凿除旧混凝土病害板并清理路槽，用C20混凝土补强基层。（二）拓宽部分基层处理。因拓宽部分就是原来的人行道，原人行道下面布置有通信管线、高压电力电缆、给水管道等地下设施，这些管线无法中断，只能采用混凝土就地进行保护，其余拓宽范围能用压路机碾压的采用级配碎石，宽度不够上不了压路机的采用片石混凝土做底基层，基层采用20cm厚C20早强混凝土。（三）接缝处理。混凝土板路面接缝不但是受力薄弱处，也是雨水进入基层的必经之处，因此必须处理好。在实施中由于没有清缝机，故先用混凝土板切割机先对准接缝切割，割松并剔除填缝后再用压缩空气干净缝隙中其它的泥土杂物，然后重新灌注沥青码蹄脂填缝料进行封缝，以防止雨水通过接缝进入基层引起病害。
华尔网土工格栅
路基中的土工格栅垫层 (1)方案的确定。该段经设计单位、业主、监理三方共同研究决定采用换填,土工格栅垫层等措施进行软基处理,并同时布设纵、横向排水渗沟。(2)土工格栅垫屋综合处理地基的原理。土工格栅层处理地基(软土地基)的机理表现在下面几个方面:①土工格栅有一定的刚度,从而使上面的负荷得到扩散,提高了地基的承载能力。②由于土工格栅的抗拉强度大,它的存在可增加路堤的稳定性。③土工格栅与砂垫层或填土层(0.5m厚)共同作为一层,这一层具有同路基及地基或软土地基不同的刚度,它既是路堤的柔性筏基,又是地基及软土的排水通道。所以在地基变形显得均匀,差异沉降较小。④由于格栅网眼的存在制约了颗粒材料的横向移动,形成了良好的嵌锁作用。通过这种机械咬合作用使土体具有较好的整体抗剪能力。(3)材料的性能及要求。砂垫层要求用洁净的中粗砂,含泥量应小于5％,以利形成排水通道。土工格栅是一种新型的聚合物材料,经双向定向拉伸后,它的纵、横向抗拉强度均匀,且具有良好延性、高抗疲劳性和耐腐蚀性。其重量较轻,方便施工。本次地基处理所用的土工格栅是QLGSG50-50型,延伸率为5％,其纵、横向抗拉强度均为50kN/m双向土工格栅,网孔尺寸为15mm×15mm,幅宽为4m,幅长为50m。(4)土工格栅垫层处理地基的施工程序及要点。①先平整场地,清表土并排干地表水。②在地基上铺一层10cm的砂垫层,然后铺上一层SS-20型土工格栅(采用横铺),土工格栅沿横断面铺设,格栅的强度高的方向(纵向)应垂直于路基的中线,应尽量避免沿这个方向的接缝,各层土工格栅的两端需进行回包,回包长度分别不小于1.5m、2m,平台错台处的回包长度增长至3.5m。回包段应折覆盖在压实的填料面上,平整顺适,外侧用土覆盖,格栅的铺设应平顺,保持一定的松紧度,表面严禁有碎、块石等坚硬凸出物,局部起伏差不得大于5cm,格栅的纵向搭接重叠宽度不小于30 cm,搭接缝采用塑料带绑扎,间距为50cm,对铺设好的格栅每隔1.5m用勾头钉固定于地面,以保证格栅以下承面密贴,铺设好的格栅应及时回填,防止日晒老化,筋材暴露时间不宜超过24 h,上下层土工格栅的搭接缝错开设置,错开长度不应小于50cm,并用下层土工格栅回包,与上层格栅形成一整体,两层格栅间的填土厚度为50cm。③路基土应分层填筑并满足相应规范要求,另外应避免运料车在已摊铺好并张紧定位的格栅上直接碾压。④施工中应控制路堤的填土速率并加强沉降和侧向位移的观测,防止路堤失稳。四、土工格栅的使用效果 1.增加了路堤的稳定性,有效防止滑移、塌方、沉陷等现象的发生。另一方面,使其上部施加的荷载能均匀分布在地层中。也就是说,当软土地基在上覆荷载作用下可能产生剪砌破坏时,土工格栅将阻止破坏面的出现,从而提高地基的承载力。当土工格栅受到集中应力作用时,高弹性模量的土工格栅受力后将产生垂直分力,分散和抵消部分荷载,有效提高地基承载力,这一效果能有效提高路基加载速率,缩短工期。 2.有效提高地基承载力,由于重型机械在软基路段容易沉陷,路基填土压实难于开展,但砂垫层结合土工格栅处理后,压路机等机械便可在其上开展作业。通常在未经处理的软土路基上填筑路堤,在一定的填筑高度内,都会出现不同程度的“弹簧”状态,填土难于压实,平整度差。经铺设土工格栅后,由于其约束作用,填料易于压实,表面平整。 3.土工格栅在提高地基承载力和增加地基稳定的同时,对不均匀的沉降有调节作用,能较快的减少路基的沉降差异。土工格栅和砂砾层共同构成比软土刚度大得多的复合垫层,对上部施加的荷载起到重新分布的作用,其渗透排水作用又使地基受力趋于均衡,使软基加快排水固结,促成路堤均匀沉降,使路堤平顺。 4.在一边软一边硬的地基上填筑路堤,使用土工格栅能更有效地保证路堤填筑时的,并能加快此类路堤的沉降均衡稳定。在此种地基上填上,由于沉降的差异,会造成路基断裂,甚至失稳。由于土工格栅具有均布力特性,可使整个断面平衡。 五、几点体会 (1)原设计对h＞20m的软基采用清淤换填并加土工格栅加筋,我认为是可行的。(2)路堤填土的厚度及密实度要求,在土工格栅上的 层甚至两层适当放松。实际施工中经过各方面技术研究,密实度要求达到85％,可略低于90％。该部分可作为沉降后低于地面线的原状土处理。(3)路堤横断面方向的弧形沉降对土工格栅的抗拉强度有较高要求,特别是沉降差异较大时,对土工格栅的横向搭接长度及搭接方式应给予关注,土工格栅的纵向搭接也有类似问题。
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华尔网土工格栅的应用及作用机理土工格栅的应用很广泛，在水利工程、工民建工程和公路工程均有着大量应用。公路方面主要集中在以下方面：1）布置在沥青混凝土面层以下，减少反射裂缝、提高抗车辙能力和增加抗疲劳性能。2）应用在粒料基层中间以防止产生过大的 变形和疲劳破坏。3）土方路基施工中软弱地基的处理，保证路基承载能力，减少土方工程量。土工格栅的作用机理如下：1）格栅表面与混合料的摩擦作用。2）混合料对格栅筋肋条和节点的被动阻抗力作用。3）格栅上的孔眼对混合料的锁定作用。2．课题的提出改建路面结构设计，很大程度上取决于原路面的状况。土工格栅放在什么位置，起什么改善作用是值得研究的问题。本项目将结合豫20线茨沟至舞阳界段改善工程，将土工格栅放在基层下部，主要解决土工格栅材料选择、含有土工格栅的改建路面结构力学分析、施工工艺等方面的问题。为路面改建工程中合理应用土工格栅提供科学依据。近年来，国内外也进行了相关的研究，但大都是针对以上三个方面，没有进行以下研究：传统理论与有限元相结合的研究、各种土工材料性能及其对比的研究、土工格栅应用于基层以下的研究、土工格栅对路基加宽新旧结合部的研究。
