江苏省沿江高速公路路基设计探究

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1、江苏省沿江高速公路路基设计探究　　摘要：针对江苏省沿江地区特殊的地形特征和土质结构，详细分析该区域高速公路路基设计中应重点关注的问题，避免由于生搬硬套路基设计规范造成的高速公路质量问题。为其他类似江苏沿江地区地质结构区域的高速公路路基设计提供参考。关键词：沿江路基设计中图分类号：U2文献标识码：A文章编号：1672-3791（2013）04（b）-0062-02长江自西向东横贯江苏省境内，分布于长江南北的高速公路处于特殊的地理位置——长江三角洲冲积平原，该区域平均填高为3～4m，南岸多为粘土及粉性亚粘土，北岸多为粉砂性亚粘土。鉴于其他省份沿江高速公路质量问题频发，给当地交通带来诸多不便，影响当

2、地经济发展，增加政府基础设施投资负担，笔者结合江苏省沿江高速公路的实际，对路基设计提出一些自己的见解。1软土路基设计原则7软土地基上公路路基的设计包括沉降计算、稳定验算及其相应的处治方法的设计；施工中的沉降与侧向位移（稳定）观测的技术要求应作为设计内容。在进行软土路基设计时应遵循以下原则[1]。（1）路基在施工期间和使用期间应是稳定的，不因填筑荷载、施工机械和交通荷载的作用而引起破坏，也不应给桥台、涵洞、挡土墙等构造物及沿线各种设施带来过大的变形。（2）为避免路基沉降造成涵洞、挡土墙等构造物变形破坏，应首先考虑提前填筑路基，在其充分沉降后再修筑构造物的方案。（3）为避免路面的变形破坏，以及连接

3、桥梁、涵洞等构造物的引道路基产生不均匀沉降，公路应严格控制在规定年限内的工后剩余沉降量。（4）在软土层厚且沉降历时较长的地区及大范围的软土地区，有时很难使工后剩余沉降量控制在要求的范围内，或者虽能控制但极不经济时，则应考虑设置桥头搭板、铺筑临时性路面、加强养护的分期修建方案。（5）在没有一定厚度硬壳层的软土地基上，不宜直接修筑填土高度小于2～2.5m的低路基。这种低路基在交通荷载作用下，可使路面发生较大的不均匀沉降，特别是当软土地基不均匀，重型车辆交通量较大时，更加明显。（6）为保证路基稳定或控制工后剩余沉降，均需采取相应的处理措施。在选择处理措施时，应考虑地基条件、公路条件及施工条件，尤其要

4、考虑处理措施的特点、对地基的适用性和效果，以确定符合要求的处理措施。2常州至太仓段路基设计分析7江苏沿江高速公路常州至太仓段工程曾获得第七届中国土木工程詹天佑奖，是江苏省“四纵四横四联”高速公路网的重要组成部分。整个工程起于武进区湖塘镇，止于江苏与上海交界处的新浏河，全长134.67km。路基宽度：董浜枢纽以西100.845km四车道28m，董浜枢纽以东33.825km六车道35m。该工程采用了多项新技术，进行了一系列科技创新，例如“长久性路面”，“沥青上面层石料适应性”等[2]。江苏省常州市至太仓市路段位于长江南岸，整个高速公路工程路基为软土基。由于软土具有高含水量、高液限、低密度、低强度、

5、高压缩性、低透水性，高灵敏度的特点，因此路基的稳定性和沉降必须得到有效的控制。合理而有效地对这些软土路基进行设计成为建设高质量、高标准公路的关键问题之一。以下分析常州至太仓段高速公路在路基设计方面在笔者认为可以采取的两种做法。（1）对江苏沿江高速公路常州至太仓段路基设计中应充分考虑其地质条件为软土，因此在设计中应采取对土基掺石灰以提高路基的强度。7根据研究，沿江地区公路路基工程中掺入石灰量为5%～8%为宜。一般将土中掺入了石灰石烧成的生石灰（CaO）或其水化反应生成物（主要为Ca（OH）2）后称为石灰土，经粉碎、拌匀、压实等工序后称为石灰稳定土。石灰稳定土有以下特性：石灰对土中粘性产生塑化作用

6、，使土塑性指数变小，在石灰作用下，土的塑限增大而液限减小，同时其极限收缩量变小。粉质中液限粘土在掺灰2%、4%、6%、8%时的塑性表现及极限收缩情况如图1，2所示。灰土强度石灰的掺入量不成线性关系，即并非掺入的石灰越多，路基的强度越高。当掺灰量超过最佳量之后多余石灰极低的摩阻能力反而使得强度下降。因此针对常州至太仓段高速公路工程土基的勘察结果应当选择合适的掺灰比以保证路基强度达到设计标准。根据数据，该段工程的掺灰量应控制在6%～8%为宜。另外，石灰稳定土的强度还与固化时间和固化温度等因素有关。具体关系如图3，4所示。需要说明的是，图3中软土掺入石灰后固化时间与强度之间的关系是在其他因素保持稳定

7、的情况下得出的，同理，图4表示的关系也是只有温度是变量的情况下得出的。常州至太仓段高速公路的路基设计中应充分将这两幅图展现的关系考虑进去，选择适宜的施工季节和正确的养护时间长度。（2）排水固结法。排水固结法是对天然地基，或先在地基中设置砂井（袋装砂井或塑料排水带）等竖向排水体，然后利用建筑物本身重量分级逐渐加载；或在建筑物建造前在场地上先行加载预压，使土体中的孔隙水排出，逐渐固结，地基发生沉降，同