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- 2021-05-14 发布
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上海沪宁高速公路
拓宽工程技术新进展
报告大纲
工程难点和技术问题
1
旧料再生利用
3
桩网复合地基处理
4
老路评价与利用
2
路基路面拼接
5
工程难点和技术问题
软基深厚、沉降显著
桥头引道沉降、板底脱空
老路沉降是否稳定
纵向不均匀沉降-拼宽高程差的变异性
地下水位高、路基性能不佳
工程难点和技术问题
大三渣基层性能特殊
大粒径
板体性强
强度变异性大
铣刨扰动大
工程难点和技术问题
新型地基处理技术
造价偏高
缺乏定量设计
存在优化余地
PHC
管桩
桩帽
碎石垫层
格栅
工程难点和技术问题
规范技术标准针对性不强
老路评价标准
—《
公路沥青路面技术养护规范
》
针对大中修工程
地基处理技术标准
—《
公路路基设计规范
》
条文说明中对老路附加沉降的规定,不适合老路沉降尚未稳定的情况
老路评价与利用
如何处治
如何利用
如何评价
建立了老路结构性能的多手段联合评价方法
实现了设施残值利用的最大化
A11
老路铣刨量由初步设计的
10
余
km
减小为
700m
老路评价与利用
.
多手段联合评价方法
面层
基层
对应
网裂
面层
网裂
基层
完好
路况调查
裂缝自下而上贯通
裂缝自上而下发展
面层开裂不能表征基层是否开裂,需要进一步检测评价
路面结构性能测试与反算
现场承载板测试
自动弯沉车
HWD
老路评价与利用
.
多手段联合评价方法
老路评价与利用
.
多手段联合评价方法
HWD
测试结果
三渣基层板体性良好
平均回填模量变化幅度不大
确定了充分利用基层基本技术思想
路面结构强度指数主要取决于路基性能
承载板测试结果
FWD
与自动弯沉测试结果之间具有良好的相关性
可利用自动弯沉检测数据对旧路结构整体承载能力进行评价
老路评价与利用
.
多手段联合评价方法
HWD
和自动弯沉测试结果相关性
垫层石土混填
路基内盲沟失效
螺旋钻取土
老路评价与利用
.
多手段联合评价方法
路基性能测试
地下水位高、路基排水系统的部分失效
造成路基含水量大
进一步导致部分路基回填模量偏低
以路面结构强度指数(
SSI
)为指标
充分考虑基层实际工作状态和拓宽后新老路面协同工作的需求
采用“
渠化交通、提高中级标准
”的方法
老路评价与利用
.
老路利用的评价标准
原
评价
标准
优
良
中
次
差
SSI
≥1.0
1.0
~
0.83
0.83
~
0.66
0.66
~
0.5
<0.5
提高评价标准
优
良
中
次
差
SSI
≥1.0
1.0
~
0.83
0.83
~
0.715
0.715
~
0.5
<0.5
表
1
规范
SSI
评价标准
弯沉
≤34×10
-2
mm
的路段应给予充分利用
老路评价与利用
.
老路利用的评价标准
设计弯沉线
铣铇弯沉线
当
SSI
为中以下(次、差)时
新老路面高差
Δh>20cm
时,直接加铺路面结构
新老路面高差
Δh <20cm
时,铣刨加铺素混凝土或者水泥稳定碎石
当
SSI
为中及以上时
充分利用
视路面损坏和铣刨状况确定是否处治
基层结构性损坏:铣刨修复
横纵向裂缝:视严重程度和是否贯通,加铺聚脂玻纤布或开槽处治
老路评价与利用
.
老路处治方法
旧料再生利用
攻克了沥青混合旧料再生的技术难题
实现了铣刨旧料的
100
%利用
保障了生态环境的建设和资源的充分利用
实际工程特点
再生的
技术要求
旧料的特点
设计和
试验方法
现场
施工控制
旧料再生利用
再生的技术要求
再生层将主要用于扩建车道路面结构,主要承担重车交通,应具有足够的强度、刚度
适合上海地区潮湿多雨、软土分布广泛等情况,应具有较好的适应变形、抗裂以及良好的抗水损害等能力
确定水泥稳定沥青三渣混合旧料抗压强度要求不小于
1.5MPa
旧料再生利用
旧料特点
沥青旧料:运营期间多次养护维修,材料变异性大
基层旧料:“大三渣”,集料粒径非常大,而且级配比较单一、细料粉料多
混合旧料性质复杂
沥青铣刨旧料斗
三渣铣刨旧料斗
三渣基层骨料
旧料再生利用
设计和试验方法
借鉴二灰碎石的设计方法,对水泥稳定沥青三渣混合旧料进行配合比设计
3
种配合比方案
三种水泥掺量(
3
、
4
、
5
%)
无侧向抗压强度试验、劈裂强度、回弹模量测试
水泥剂量宜控制在
3
%~
4
%即可;
掺加适量的沥青铣刨旧料,有利于混合旧料后期强度的提高。
旧料再生利用
现场施工控制
40
%沥青旧料+
30
%三渣旧料+
30
%石屑+
3
%水泥
考虑过碾会导致强度降低,压实度控制标准确定为
97%
桩网复合地基
桩网复合地基
土拱效应
桩土作用
格栅拉膜效应
工作系统复杂
经验设计为主
长期性能的预估
造价和效果的综合优化
桩网复合地基
创建了路基拓宽工程中桩网地基的三维有限元计算模型
实现了地基处理由经验设计向定量设计的转变
A11
地基处理方案优化后减小桩长
22
%,增大桩间距
4
%左右
跟踪观测表明处理效果良好
桩网复合地基
总体模型
桩土接触细化模型
桩和格栅实体模型
建立了三维有限元计算模型
构建了定量设计的分析平台
桩土变形图
格栅变形图
桩网复合地基
进行了大量的参数敏感性分析,确定了设计参数的取值范围
路基高度
桩长
桩间距
依据分析结果对
A11
地基处理初步设计方案进行了优化
进一步根据
先导段的现场跟踪观测
结果进行了验证
桩网复合地基
沉降性状
施工期间
拓宽路基沉降2
-6cm
老路肩沉降
11.4mm
,中央分隔带沉降
4.9mm
工后沉降至今
2mm
左右
说明充分发挥了桩网复合地基
工后沉降小的优点
减小对老路的影响
路基路面拼接
揭示了拓宽工程损坏模式
制定了适用上海地区的变形控制标准
建立了基于变形协调的路基拼接方法
创造性地提出了路面协同设计新方法
路基路面拼接
损坏机理和模式
路基顶面变形由“盆形曲线”变化为“反坡曲线”
老路基层
顶面受拉开裂
老路路基顶面变形
老路基层顶面应力
路基路面拼接
变形控制标准
老路基层顶面弯拉应力取决于不均匀沉降的大小
按照横坡增大值
<0.5%
控制
弯拉应力与沉降绝对值大小无关
在深厚软土地区,老路固结沉降可能尚未稳定
未对老路中心沉降值进行规定
路基路面拼接
路基拼接方法
老路边坡含水量偏大-开挖台阶、石灰土处治
路基路面拼接
30cm
老路边坡的清坡处理
开挖台阶,台阶宽度不小于
1m
拓宽路基基底进行处理
铺设
40cm
碎石垫层
加铺两层
钢
塑格栅
路基路面拼接
路面协同设计
面层设计厚度
4
+
8
+
8cm
新老路面拼接台阶开挖结构协同应力分析
不同荷载位置下拼接结构的受力
基层设置拼接台阶,可减小面层底面的剪应力
30
%左右
基层设置
20×20cm
拼接台阶
报告完毕,
敬请指正!