李向前
(河南省第二公路工程有限公司,河南 鄭州 450000)
作為公路建設中最基礎的環節,路基建設的施工質量直接決定公路的安全性能。雖然填石路堤施工技術在我國公路建設中的應用越來越廣泛,然而我國還沒有專門針對山區公路工程施工的施工參數和檢驗標準,技術和指標體系還不夠成熟。我國的填石路堤施工技術仍然處于發展中階段,目前存在很大的發展空間。
在我國當前的公路工程施工建設中,填石路堤被主要應用于地勢險峻、溝壑縱橫的山區公路建設。路基填石料以巖石為主,按照碎石填料的強度同時結合它的風化程度,可以將石料的巖度分為四大類別,即軟質巖類、次堅硬類、堅硬類以及極軟類的石料。針對大粒徑的路基而言,又有不同的分類方式,可以分為堅硬的、次堅硬的和軟質巖的大粒徑碎石路基。地形的復雜性要求用于填材的石料的抗壓強度(飽水試件的抗壓強度)不小于15MPa,風化程度應符合規定,最大粒徑不宜大于層厚的2/3。在高速公路及一級公路填石路堤路床頂面以下50cm 范圍內,填料粒徑不得大于10cm,其他等級公路填石路堤路床頂面以下30cm 范圍內,填料粒徑不得大于15cm。
根據填石料的密度不同,路基質量有所不同,密度決定路基質量的好壞。在填石路堤的施工建設過程中,由室內所確定的數據只能作為一種參考值而存在,尤其是針對干密度而言,因為干密度的準確數據還需要根據施工現場環境的因素進行或大或小的修正和改良。
填石路堤的密實與否,也受到石料的品種和結構類型的影響。如果是質地較軟的巖石,則易于破碎,故而造成粒徑較小的石料增多,這種情況下極易影響骨架結構的密實性,從而影響整個工程。若是質地堅硬的巖石,會減小其破碎率,粒徑相對較大,不容易形成密實的骨架結構。同時,質地堅硬的巖石也可以作為骨架起到支撐整個結構的作用,但是由于它的間隙當中缺乏足夠的細料進行相應的支撐和緩沖,就會造成結構出現大的空隙,導致顆粒之間的相互作用力下降,失去平穩度。在壓縮變形方面,若是將填石料與普通的土質相互對比,則可以發現填石料的壓縮模量較普通土的壓縮模量更大;填石料的這種壓縮模量大的性質就決定了填石路堤具有變形小的特點,容易在很短的時間內發生變形,一般在施工期就能完成。
較大粒徑的填料由于均勻性差,很容易發生離析,故而在路基上,會因密實度不同產生相應的效果差別,有時差別相差較大。同時在壓實的過程也會不斷改變石料的形狀、外形、粒徑,尤其是粒徑由大到小的改變,會顯著影響到密度、強度及穩定性等。假使填料的粒徑是相同的,但當填料具有不同的巖性、不同的強度、不同的抗風化程度以及不同的吸水性時,過程中也會產生較大的差異。填石料是不穩定的,隨著時間推移,大的粒徑會風化成小粒徑的石料,直接導致結構發生改變。在結構緩慢演化的同時,性能也隨之改變。
在公路工程施工過程中,要保證公路的基底處于均勻狀態,如果基底是由巖石和細粒土混合,則需要對細粒土進行重點處理,可通過換填細粒土的方式,起到降低公路與基地承載力的差距。同時在基底上鋪設填石路,設置兩層或三層,過渡層的材料厚度必須在35~55cm間。
首先要清理表層浮土和淤泥,并把排水設施的建設工作做好,盡量結合周圍的正常排水設施,其目的是要保證地表的水源不流入公路周圍的農田、耕地。針對有農田地段的施工而言,需要沿著道路的兩側挖排水溝,使得陰雨天氣產生的積水可以盡快排出,避免積水引發的事故和質量問題。
當前粒料攤鋪可分為漸進式攤鋪、后退時攤鋪和混合攤鋪。高速公路、一級公路以及其他等級公路的填石路堤均應分層填筑,分層壓實。二級及二級以下路面的公路在陡峻山坡段施工時有較大困難,可以采取傾填方式代替爆破挖填的方式。所謂傾填,就是將石料填到路堤的下部,但傾填路堤在路床底面下不小于1.0m范圍內仍應分層填筑壓實。石料攤鋪采用漸進式攤鋪法進行施工,運料需要沿著指定的預定路線進行,必須按照先低后高、先兩邊后中央的卸料順序逐一向前卸料。在鋪出一個直徑約40m的圓面后,需要用大功率的機器將其推平,進行平整化處理,移動距離不得少于3m。以后陸續運至的原料將會平涂在已經事先推平的工作面上,再使用大功率推土機向前攤鋪,隨時整平,堆料和攤鋪交替進行,同時開工。攤鋪時只需要人工進行找平即可、在局部處稍作細料的補充和完善工作,大面向下擺平放穩,再用小石塊找平,石屑塞縫。再用壓力水將砂沖入下部,反復數次,使孔隙填滿以確保路基的穩固性。
填石路堤在壓實之前,需要將其進行攤鋪平整處理。填石路堤均應該壓實,在壓實過程中最好選用重量12t以上的重型振動壓路機,或者是重量2.5t以上的夯錘,以及重量在25t 以上的輪胎壓路機進行壓實工作。如果沒有上述壓實工具,還可以采用重型靜載光輪壓路機壓實,但是采用這種方法的時候,必須減少每層填筑厚度和減小石料粒徑,不得大于50cm。填石路堤壓實的標準很嚴格。如果使用重錘進行夯實,則可以根據重錘的下落次數獲得相應的參數,不過此種情況對于下落有著嚴格的要求,必須是在不發生彈跳的前提下。填石路堤的頂面到路床頂面下有約30~50cm(高速公路及一級公路為50cm,其他公路30cm)范圍內,需要填充相應的符合此種情況下所需要的土質,同時壓實過程中應當參考有關規定。
公路工程施工具有較高的復雜性,根據道路等級不同,相對應的路面結構也會出現較大的差異,這就對施工工藝提出了不同的要求。填石路堤作為一種公路工程施工手段,具有很大的優越性,在公路工程施工中使用非常廣泛,但是目前仍然沒有一個健全的施工標準和監測監控手段。在進行填石路堤施工時,要根據填料的特性,設計出合理的施工方法,針對不同地形環境選取符合實際的施工方案與技術,有利于提高道路施工質量,確保道路的結構層以及面層具有較好的穩定性和堅固度。
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