南京梅山冶金发展有限公司矿业分公司 江苏南京 210041
一、道路概况
矿区道路最早修建时，车辆数量少，载重吨位低，对道路承载能力要求低（相对于当下情况而言）。大多荷载在二三十吨左右，且同时上路的数量和频率都很低，道路负荷低，所以对路基处理、垫层、基层以及路面的要求，都是根据当时的实际情况来进行的设计和施工。
而如今，运输车辆空车频次大约15分钟一辆，满载大约30分钟一辆，高峰时段会有五六辆满载的运输车成队行驶。根据过磅处统计显示重型卡车满载后总重大约在80吨~110吨之间，导致矿区道路多处大面积损坏。
二、地质情况分析
矿业公司位于南京南部，新秦淮河沿岸，属丘陵平原地貌单元和山丘地带。根据多年来所做的岩土工程勘察报告显示，首先山丘地带各地层依次情况如下：
1、填土层，厚度在1~6米之，韧性高、干强度高，但是松散、厚度不均匀。
2、残积粘土层：厚度在1~4米，，含有全风化凝灰岩，不均匀，韧性高、干强度高，高压缩性。
3、全风化、强风化凝灰岩：厚度在3~7米，呈散体状、碎裂状构造。随深度的增加由全风化变为强风化。岩石坚硬程度为较软，完整程度为破碎。
4、中风化石英安山岩：铁镐不易挖进，碎块用手折不断。岩石坚硬程度为较硬岩，岩体较为完整。
从该报告中对地基岩土物理力学性质指标的统计分析得出，各层土的主要物理力学性质指标变异较大，主要是因为埋深等因素造成。地基土分层符合规范要求。标准贯入试验变异性很大，主要是因为风化程度不一，以及全体风化、强风化中留有未完全风化的碎块及角砾等。
其次，丘陵平原地貌单元各地层依次情况如下：
1、人工填土层：厚度在3.5~4.9米，以块石为主，夹有粉质粘土和砂粒等，碎石主要成分为石英安山岩和磁铁矿。粉质粘土含少量高岭土和铁锰质结核，韧性高、干强度高。
2、粘土：厚度在0.6~4.9米，很湿，可塑，含少量铁锰质结核和少量的带状氧化铁，土质均匀，韧性高、干强度中等，高压缩性，分布均匀。
3、粉质粘土：厚度在5.7~12.3米，很湿，软塑，局部可塑，含少量铁锰质结核和少量的有机质，土质均匀，韧性中等、干强度中等，高压缩性，分布不均匀。
4、粉质粘土：厚度0.5~7.0米，湿，硬塑，局部可塑，少量铁锰质结核和少量的带状氧化铁，土质均匀，韧性高、干强度中等，高压缩性，分布均匀。
5、闪长玢岩：矿物成分斑晶主要为斜长石，次为石英、角闪石；基质大多由次生矿物组成，次生矿物主要为高岭土及粘土矿物组成，次为氧化铁，少量碳酸盐、黑云母。呈圆砾状、砂状，镐可挖进，手可捏碎。岩石坚硬度为较硬岩，岩体完整度为极破碎。
从该报告中对地基岩土物理力学性质指标的统计分析得出，各层土的主要物理力学性质指标变异较低，地基土分层符合规范要求。但地基岩土第一层人工填土为非均质、松散、低强度，不宜作为持力层。
第三，矿业公司地处南京南部，横跨新秦淮河两岸，实测稳定水位为3.2米，地下水位埋深标高为11.5米。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆年变化幅度为0.5~1.5米，丰水期水位可达0.1米，历史上最高水位和近20年来最高水位是0.1米
综上分析，大部分地段的岩层承载力都很高，但是上部几层土的主要物理力学性质指标整体上不理想，尤其是第一层人工填土为非均质、松散、低强度，且地层厚度较大，虽然已经过三十多年的碾压和沉降，却仍然有部分区域无法承受现在车辆产生的荷载。
三、破坏原因分析
1、原来的道路结构：20cm厚的混凝土路面，20cm厚的碎石垫层，经过碾压的路基。
2、部分路段因长期受到水的浸泡，基础和路基发生不均匀沉降，由于唧泥产生板底脱空和错台等病害，导致路面板在重型荷载挤压下发生曲翘变形。
3、路基整体性差，抗滑移能力弱。路面下直接是碎石垫层，而非现代规范要求的标准路基做法。
4、虽然经过维修，但反射裂缝的影响未能彻底消除。
5、车辆载重过大，基本在八十到一百吨。车胎在重载之下被压扁得非常明显。满载的车辆经过时，站在路边能感受到地面在剧烈颤抖。
6、破损严重的是混凝土路面，该路面属于刚性路面，在行车荷载作用下产生板体作用，抗弯拉强度大，弯沉变形很小，呈现出较大的刚性，他的破坏取决于极限弯拉强度。而旧混凝土板路面未设置钢筋，抗弯和抗拉性能差，路基的弹性变形大。这些综合因素使道路破坏严重。
7、转弯处、红绿灯处、陡坡的坡脚和坡顶处、在直行路段的厂区车辆出口等位置的前方一定距离处。车辆在这些路段行驶过程中都是急停急走，或是加速爬坡，或是越过坡顶后荷载对路面的作用方向突然变为后向外的挤压。
每当有满载车辆从身边驶过时，都能感受到地面在重压下发出的颤抖，其急停急走、加速以及荷载对路面的作用方向突然改变产生的巨大冲击力可想而知。联想到“山东济南黄河泺口浮桥遭货车压断”，报道称2015年8月1日，济南泺口浮桥南头，一辆拉铁矿渣的大货车由北向南过桥，在上岸时把浮桥一节舟桥压塌落在水里，造成浮桥无法通行……前边两辆车顺利过了桥，但是最后一辆车在爬坡上岸的时候由于车身太重，连续三次没能冲上坡，结果在往回溜的过程中，车箱中的货物后移压坏了最后一排的轮胎，造成了车头和车箱连接处断裂，浮桥的这一节桥身也被压塌，翻落到水里。其实，通过简单的力学分析不难判断，由于在开始上坡前的一定距离内浮桥刚性太小致使变形太大，造成瞬间坡度过陡、圆弧半径偏小，从而在汽车加力爬坡和往回溜的过程中对桥面形成正面的撞击力。所以浮桥因不是被压断，而是车箱中的货物在往回溜的过程中后移形成集中冲击力，撞断的，如下图所示.
四、大修方案的确定
1、板块更换
◆路基处理：拆除碎裂的砼，检查原有道路路基，出现病害的路基用片石道渣回填压实。并采用打Φ108×5钢管桩进行挤密；配合注浆的方法处理，形成一道不透水层。
◆拉力杆设置：纵缝方向与原有道路交界处设置拉力杆。
◆钢筋：间距200mm，Φ12双层双向。
◆混凝土配比：P.O42.5普通硅酸盐水泥，20~40mm级配，中粗砂，板厚22cm。
◆板缝处理：沥青橡胶材料，填封密实。
2、裂缝孔洞修补
将孔洞清洗干净后，裂缝小于15mm的直接用灌浆料灌注密实，超过15mm的缝隙添加20mm以上的碎石做为骨料。封闭养护8小时后开放交通。
论文作者:陈通
论文发表刊物:《基层建设》2016年9月下27期
论文发表时间:2016/12/9
标签：路基论文; 路面论文; 浮桥论文; 粘土论文; 厚度论文; 荷载论文; 道路论文; 《基层建设》2016年9月下27期论文;