低路堤基底固化层作用分析

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1、低路堤基底固化层作用分析陈保平1张波2（L武汉科技大学，湖北武汉4300702屮国科学院岩土力学重点实验室，湖北武汉4300刀摘要：低路堤公路不但能够节约耕地资源、减少土方量、降低工程造价，实现公路建设的可持续发展，而且能够提高公路的行车安全、使道路与周围环境和谐一致。文章以江北沿江高等级公路南京段）工程为依托，结合弹性层状体系理论，利用BISAR程序研究了低路堤基底固化层的作用，研究结果表明，基底固化层能够提高路基整体的强度，减少交通荷载引起的工后沉降，并为水系发达区域的机械碾压施工捉供工作面，为今后低路堤的设计和施工提供了一定的依据。关键词：低路堤；弹性层状

2、体系理论；BISAR;固化层中图分类号：U416.1文献标识码：B我国土地资源紧缺，珍惜土地资源、合理利用土地和切实保护耕地是我国的棊本国策。交通部印发的綵于在公路建设屮实行最严格的耕地保护制度的若干意W中指出，高速公路建设采用低路堤和浅路堑方案，节约不可再生的土地资源，走可持续发展的道路，是今后高速公路建设应重点解决的问题。公路建设中，降低填土路基高度，不但能节约耕地资源、减少土方量、降低工程造价，实现我国公路建设的可持续发展％而且能提高公路的行车安全、使道路与周围环境和谐一致。鉴于低路堤道路的众多优点，国内部分地区开始采用高等级公路低路堤结构的设计方案。例如

3、江苏苏州绕城高速公路西南段）、江苏盐通高速公路部分标段和上海莘奉高速公路等。此外，大量干线公路改扩建工程的部分宜接拓宽路段受到原有老路路基和桥涵结构物等高程控制，也大量采用了低路堤方案，例如G312国道江苏段、G204国道江苏段、河南商丘至周口、商丘至荷泽等改扩建工程大量采用了低路堤方案。低路堤高等级公路在我国虽然有一些实践；但我国对于低路堤的研究相对鮫少，基本处于起步阶段。低路堤与高路堤是一个相对的概念，一般认为填土高度低于25m的路堤为低路堤。事实上目前国内还没有明确的定义；并且由于各个地方的情况差异，也没有统一的标准。随着高等级公路低路堤的工程应用日趋广泛

4、，加强低路堤方面的研究具冇重要意义。1基底固化层基底固化层主要是指在软土中添加水泥等固化材料并进行搅拌混合，通过固化材料与孔隙水发牛水解和水化反应，使得孔隙内的自由水变成固化土的结合水，同时加强了土颗粒之间的粘聚力，从而提高了软上的强度。基底固化层相对于地基，可以当作人工硬壳层，相对于路基整体,可以作为路基的一部分。硬壳层是一个相对于软土的概念提出的，并没有具体的物理、力学指标。国内外的学者早期就对硬壳层进行过研究。太沙基和佩克Q94醴试计算覆盖在软弱土层上的硬层承载力，他们假定上面土层的主要作用是把基础荷载扩散在其下卧层上，由此来减少基础荷载的强度。迈耶霍夫和

5、汉纳（97®提出了剪切破坏理论羽，该理论主要解决由两层土体便壳层有下卧软土层）组成的地基的极限承载力问题。陈国靖Q98®根据京津塘告诉公路的资料，提出硬壳层具有扩散应力、减少不均匀沉降、减少地基沉降量及增加固结度的作用。杨果林（995）通过八组室内模型试验研究硬壳层软土地基极限承载力经验公式，提出了这类地基承载力计算公式叫王小谋2002）应用土力学理论和叠加丿京理，深入分析了软土地基上便壳层的作用，推导出考虑便壳层厚度和强度影响的软土地基临刻•荷载计算公式，并提出了该公式计算结果的最大值界限叱上述关于硬壳层的研究大多都是针对天然硬壳层,人工硬壳层的研究较少。天然

6、硬壳层与人工硬壳层相比一般厚度较大，强度较低，人工硕壳层是否具有类似的作用，有待进一步的研究。此外，低路堤条件下，荷载水平相对偏低，天然沉积软土层中产生的附加应力与自作者简介：陈保平（19724，男，山西寿阳人，讲师，硕士，从事工程管理教学工作。技术论坛重应力之和一般小于该软土的前期固结斥力。当天然沉积软土层中产生的附加应力与自璽应力之和一般小于该软土的前期固结压力时，软土层的强度稳定，压缩变形也相对较小。因此，在低路堤条件下，地基的承载力问题已经不是主要问题。2工程概况江苏省沿江区域，浅层天然沉积物一般为长江河漫滩相，沉积年代为第四系全新统，厚度一般10余米到

7、数10m,下卧层一般为河床相砂砾石层。长江河漫滩相天然沉积物以细颗粒为主，多为厚层黏性土夹粉土或粉细砂，分布广、层位稳定。天然状态下具有含水率高、孔隙比大、强度低、压缩性高、透水性低，多为淤泥、淤泥质黏性土。在建的江北沿江高等级公路（南京段）,位于长江沿江区域，天然沉积软弱土层埋藏很浅，一层表面薄层硬壳层厚度分布40on〜1.5n）,部分路段软弱土层上直接为耕植土，无工程可利用硕壳层。江北沿江高等级公路（南京段）位于江北化工园区内，受园区规划设计标高的限制，全线采用低路堤结构（平均填土厚度1.2n）o由于路堤填筑高度相对较低（荷载水平相对较低），采用常规深层地基

8、处理方法，显然针对性不强