保溫隔水路基在G312線雞兒嘴至清水驛段公路維修改造工程中的應(yīng)用

1、保溫隔水路基在保溫隔水路基在 g312g312 線雞兒嘴至清水線雞兒嘴至清水驛段公路維修改造工程中的應(yīng)用驛段公路維修改造工程中的應(yīng)用黃曉輝+王飛+王若旭摘 要：針對中國西北黃土地區(qū)公路路基常出現(xiàn)的不均勻沉降等病害，提出一種新型保溫隔水路基。該新結(jié)構(gòu)是根據(jù)路基現(xiàn)場實際情況，設(shè)置保溫層和隔水層，以期減輕凍融與干濕循環(huán)對壓實黃土的劣化。在國道 312 線雞兒嘴至清水驛段開展了保溫隔水路基試驗示范工程的修筑。關(guān)鍵詞：黃土；路基；濕陷；保溫隔水；路基新結(jié)構(gòu)；設(shè)計；施工：u443.31 ：a ：1671-2064（2017）14-0127-02黃土是第四紀(jì)堆積的以粉土顆粒為主、富含碳酸鹽、具有大孔性、黃色

2、的土狀沉積物。在我國，黃土分布面積很廣，主要分布在北方干旱、半干旱地區(qū)，黃土和黃土狀土分布面積約 64 萬 km2，占國土面積的 6.3%，其中濕陷性黃土約38 萬 km2，占黃土地區(qū)總面積的 60%以上。濕陷性黃土是黃土的一種，具有在一定壓力作用下受水浸濕，土結(jié)構(gòu)迅速破壞而發(fā)生顯著附加下沉的特性。黃土的濕陷，是在水的作用下產(chǎn)生的，沒有水這個因素，濕陷就無從談起。而在季節(jié)凍土區(qū)，路基中水分會隨季節(jié)改變而發(fā)生反復(fù)的凍結(jié)、融化，以及遷移，導(dǎo)致壓實黃土?xí)l(fā)生反復(fù)的干濕、凍融現(xiàn)象，這勢必會對壓實黃土的路用性能造成影響。有關(guān)研究表明，除施工質(zhì)量、地基沉降等因素外，反復(fù)凍融、干濕條件下黃土路基的多級濕陷也

3、是季凍區(qū)黃土路基不均勻沉降等病害產(chǎn)生的重要因素。甘肅省位于我國西北地區(qū)，地處黃土高原、青藏高原和內(nèi)蒙古高原三大高原的交匯地帶，是我國濕陷性黃土的主要分布區(qū)域，其境內(nèi)黃土地區(qū)的公路里程近2 萬公里，絕大部分位于季節(jié)性凍土區(qū)，且都不同程度地出現(xiàn)了因黃土多次濕陷引起的路基、路面病害，嚴(yán)重影響了公路的安全運營，帶來了較大的經(jīng)濟損失。因此，開展季節(jié)凍土區(qū)黃土路基多級濕陷機理及其防治技術(shù)的研究，在保障該地區(qū)公路安全及正常運營、減少病害、有效降低公路養(yǎng)護成本、提高公路服務(wù)水平等方面均具有顯著的經(jīng)濟與社會效益。11 保溫隔水路基的設(shè)計1.1 保溫隔水路基的設(shè)計基于水和凍融循環(huán)作用是黃土路基產(chǎn)生多級濕陷的主要影

4、響因素，提出一種防治黃土路基多級濕陷的路基新結(jié)構(gòu)保溫隔水路基。該路基新結(jié)構(gòu)中，路面下面鋪設(shè)保溫材料是為了減少凍結(jié)深度，防止黃土路基發(fā)生劇烈的凍融循環(huán)作用。國道 312 線雞兒嘴至清水驛段保溫隔水路基共修筑 2 段，分別是 k2031+750-k2032+790（1040m）和 k2019+300-k2019+600（300m），共計 1340m。該段保溫隔水路基根據(jù)現(xiàn)場降雨及地下水情況未設(shè)置防水土工布。在路基頂面鋪設(shè) 10cm 天然砂礫，后鋪設(shè) 5cm 的 xps 保溫板，后上覆 10cm 天然砂礫作為保護層，具體橫斷面圖如圖 1 所示。1.2 保溫材料技術(shù)參數(shù)保溫材料選用 5cm 厚 xps

5、 板（擠塑泡沫保溫隔熱板，如圖 2 所示），具有導(dǎo)熱系數(shù)小，強度高，耐腐蝕、防水等優(yōu)點。其導(dǎo)熱系數(shù)小于 0.0289w/mk，其絕熱性能在 50 年后仍能保持原來的 80%；抗壓強度大于 0.65mpa。體積吸水率小于 1%（水蒸汽透濕系數(shù)小于 2ng（pams），這比其它硬質(zhì)保溫隔熱材料（聚氨酯、eps）的吸水率小很多，其絕熱性能在長期與水汽接觸的情況下仍能保持不變。2 項目實施2.1 項目工程概況國道 312 線雞兒嘴至清水驛段公路維修改造工程起點位于定西、白銀分界處的雞兒嘴（k1975+540），與國道 312 線界石鋪至雞兒嘴段維修改造工程順接，重點位于蘭州市榆中縣清水驛（k2065+

6、880），與下一段維修改造工程順接。路線全長 92.66km（含十八里鋪至定西安定區(qū)連接線 2.2km）。全線采用二級公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，路基寬度 8.512m，根據(jù)不同段落，設(shè)計時速分別采用 60km/h 和40km/h 兩種。國道 312 線雞清段保溫隔水路基共鋪設(shè) 2 段，長度共計 1340m，具體鋪筑位置如表 1 所示。2.2 施工工藝流程2.2.1 施工準(zhǔn)備（1）審閱圖紙：仔細(xì)審閱施工圖紙及文件，審核有無與標(biāo)準(zhǔn)不相符的項目，圖紙所標(biāo)注的尺寸和工程量有無錯誤、遺漏，是否詳盡，有無不明白的地方等，發(fā)現(xiàn)問題及時與相關(guān)設(shè)計單位、監(jiān)理聯(lián)系，以便及時更正。（2）測量放樣：圖紙到位后，根據(jù)實際地形作出實

7、際斷面并與設(shè)計圖紙斷面進行對照，發(fā)現(xiàn)不符時，及時與設(shè)計和監(jiān)理聯(lián)系，進行修正。根據(jù)施工圖紙準(zhǔn)確放樣并進行詳細(xì)技術(shù)交底。（3）根據(jù)工程量、配置足夠的機械和人員。2.2.2 鋪設(shè)保溫板（1）路基表面平整。按設(shè)計高程、橫坡平整路基表面，如有土塊與碎石，應(yīng)及時清理，以免影響保溫板的平整鋪設(shè)。如圖 3 所示。（2）鋪設(shè)保溫板。2014年 11 月，在蘭州公路管理局 g312 線雞清項目辦和施工單位的配合下，完成該段保溫隔水路基修筑。現(xiàn)場修筑情況如圖 4-圖 7 所示。2.2.3 保溫板上鋪設(shè)保護沙礫保溫板鋪設(shè)完成，并用 u 型訂固定后，首先用裝載機在沒有鋪設(shè)保溫板的區(qū)域向鋪設(shè)完的保溫板上鋪天然沙礫土，逐步

8、推進工作面（如圖 8、如圖 9 所示），并進行整平和初步的碾壓（如圖 10、如圖 11 所示），以避免機械直接碾壓保溫板造成保溫板的破壞，同時又可大幅提高施工速度。2.3 施工質(zhì)量控制（1）選擇保溫板時，對其相關(guān)技術(shù)指標(biāo)進行嚴(yán)格控制，保證保溫板的質(zhì)量；（2）嚴(yán)格按照保溫板的鋪設(shè)順序施工，避免施工過程中施工機械對保溫板的破壞，影響保溫效果；（3）鋪設(shè)保溫板之前，必須做好路基表面的平整收光，如遇土塊和碎石，應(yīng)及時清理，以免頂破保溫板，影響其保溫效果；（4）用 u 型釘固定保溫板時，不必每塊保溫板上都釘 u 型釘，可采用交錯釘?shù)姆绞?，以提高施工進度，如圖 12 所示。3 保溫隔水路基的優(yōu)缺點3.1 優(yōu)點保溫隔水路基新結(jié)構(gòu)能減小或避免凍融與干濕循環(huán)作用對黃土路基的不利影響，有效防治季節(jié)凍土區(qū)因壓實黃土多級濕陷而造成的路基病害。適用于我省隴東、隴中等季節(jié)性凍土黃土地區(qū)。目前該成果已成功應(yīng)用于 g30 永登至古浪高速公路、馬營至隴西二級公路、國道 g312 線維修改造工程，取得了良好的經(jīng)濟與社會效益。3.2 缺點因保溫隔水板的造價略微昂貴，在應(yīng)用過程中，會使得路基每平方米的造價增加 2545 元不等。4