公路工程中路基路面的壓實(shí)施工技術(shù)探析

黃宗安 （安徽省路港工程有限責(zé)任公司，安徽 合肥 230022）

0 前言

現(xiàn)代公路建設(shè)的快速發(fā)展讓機(jī)械化施工成為了關(guān)鍵的技術(shù)保障，一般的道路結(jié)構(gòu)也可以被劃分為路面和路基兩個(gè)部分，滿足車輛正常行駛的需求。大量的工程實(shí)踐證明，只有對(duì)路基進(jìn)行充分壓實(shí)后才能保障路基土的整體強(qiáng)度，減少在行車過(guò)程中可能出現(xiàn)的形變或早期損壞，提升路面的使用性能和使用壽命。進(jìn)行施工技術(shù)研究的意義也在于判定路面的密實(shí)程度。

1 影響路基路面壓實(shí)的主要因素

1.1 施工過(guò)程與路基條件

施工過(guò)程產(chǎn)生的影響主要取決于碾壓施工實(shí)施部分的作用，包括碾壓厚度、碾壓頻率、碾壓速度等參數(shù)的差異都會(huì)導(dǎo)致其影響的差異。例如在路基路面的碾壓施工時(shí)厚度較大，就會(huì)導(dǎo)致工程地基底層夯實(shí)度的問(wèn)題，從而影響路面的整體施工質(zhì)量。另外在碾壓施工的過(guò)程當(dāng)中，施工方式的差異性也會(huì)直接關(guān)聯(lián)到施工的成效。我們?cè)诰唧w的工程實(shí)踐工作中需要嚴(yán)格對(duì)施工工況要求與設(shè)備使用等方面進(jìn)行規(guī)劃，從而合理地分析施工速度，調(diào)整周期，確保工程碾壓的施工質(zhì)量。

不同的路基條件對(duì)于壓實(shí)施工產(chǎn)生的影響程度也不盡相同。以軟土地基來(lái)說(shuō)，應(yīng)該做好加固處理，重點(diǎn)提升其路面承載強(qiáng)度，且需要以含水量檢測(cè)的結(jié)果來(lái)進(jìn)行評(píng)估。一旦含水量過(guò)高，不僅要對(duì)地基展開(kāi)水分控制，將其含水量控制在合格狀態(tài)，同時(shí)也應(yīng)該基于路面壓實(shí)的要求展開(kāi)控制[1]。

1.2 施工設(shè)備的選用

機(jī)械設(shè)備的選用一般以大型機(jī)械設(shè)備為主，壓實(shí)機(jī)械包括各類振動(dòng)壓路機(jī)，國(guó)內(nèi)一般多采用單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)，通過(guò)振動(dòng)輪對(duì)地面產(chǎn)生連續(xù)的振動(dòng)沖擊來(lái)對(duì)土壤產(chǎn)生壓應(yīng)力與剪切應(yīng)力，在工作中的激振力大小與振動(dòng)頻率的平方成正比，且作為主要的壓實(shí)設(shè)備，其本身的技術(shù)參數(shù)，例如振幅和頻率也是影響路面壓實(shí)的關(guān)鍵因素之一。

1.3 壓實(shí)材料

我國(guó)路基路面的類型較多，影響壓實(shí)度的因素可以從兩個(gè)方面進(jìn)行分析，一方面是前文提到過(guò)的土壤含水量，另一方面則是路基土的類型。土類型的不同與土級(jí)配差異都是主要因素。對(duì)于填筑路堤而言，砂礫土為最佳材料，可以作為路面良好基礎(chǔ)的保障。相對(duì)而言最難于壓實(shí)的土質(zhì)類型為黏土，其液限較大，含水量大，尤其是在潮濕狀態(tài)下該類型的土質(zhì)穩(wěn)定性較差，出現(xiàn)剪切的頻率較高。

另外良好級(jí)配的材料可以讓壓實(shí)過(guò)程獲得更佳的密實(shí)度，并且判斷材料的級(jí)配是否良好，會(huì)按照顆粒尺寸進(jìn)行篩選分類，繪制相應(yīng)的曲線特征。總體而言，在施工環(huán)節(jié)中需要按照具體的鋪筑材料與機(jī)械設(shè)備的使用，配合試驗(yàn)段的施工來(lái)確定最科學(xué)合理的技術(shù)方案，避免使用不合理的材料或質(zhì)量較低的劣質(zhì)材料而導(dǎo)致各類問(wèn)題。

2 路基路面壓實(shí)施工技術(shù)工藝研究

從前文的內(nèi)容中可以看到影響路基壓實(shí)施工的因素較多，在具體的工程項(xiàng)目當(dāng)中，圖紙類型與施工工藝之間同樣存在著諸多聯(lián)系。本次研究對(duì)部分施工工地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研后，結(jié)合現(xiàn)有工程資料的分析，將壓實(shí)的主要參數(shù)進(jìn)行了控制，并總結(jié)黃土路基、風(fēng)積沙路基與填石路基三種類型的路面壓實(shí)技術(shù)工藝方案。

2.1 黃土路基

黃土路基中的原材料以0.01～0.1mm的顆粒為主，其中粉粒含量甚至超過(guò)了50%。此時(shí)粗粉粒含量又大于細(xì)粉粒含量，其主要特性包括漲縮性、裂隙性等，尤其是遇到水后體積膨脹，反復(fù)如此必然形成裂縫而影響到公路的使用壽命。為了更好地了解黃土路基路面施工過(guò)程中的工藝，本研究也針對(duì)某正在建設(shè)的高速公路進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)施工調(diào)研。從具體結(jié)果來(lái)看，施工過(guò)程中的黃土路基松鋪厚度控制在25cm左右，而土場(chǎng)黃土的含水量經(jīng)過(guò)試驗(yàn)后低于試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果，說(shuō)明應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)水來(lái)控制土壤的含水量保持在最佳含水量范圍的±2%。路堤壓實(shí)選擇單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)，首先將碾壓速度控制在2～3km/h后，振動(dòng)壓實(shí)3遍以上，最后關(guān)振動(dòng)再壓實(shí)1～2遍，在提升表面密實(shí)度的同時(shí)，滿足施工過(guò)程中的技術(shù)要求[2]。

從施工工藝選擇來(lái)看，黃土在現(xiàn)場(chǎng)就應(yīng)該進(jìn)行平整，控制松鋪厚度。且壓實(shí)過(guò)程中對(duì)于含水量非常敏感，施工環(huán)節(jié)中也需要重點(diǎn)關(guān)注含水量的變化，必要時(shí)可以直接在碾壓開(kāi)始前就進(jìn)行確定。本文中出現(xiàn)的情況為含水量過(guò)低，當(dāng)含水量過(guò)高時(shí)可考慮加入部分石灰或翻松后碾壓來(lái)降低含水量。另外老黃土不能作為填筑路床的主要材料，應(yīng)選擇新黃土保障質(zhì)量與材料的透水性能。

2.2 風(fēng)積沙路基

風(fēng)積沙路基的結(jié)構(gòu)較為松散，但水穩(wěn)定性較好，呈現(xiàn)出微堿性的特征，考慮到其本身并不存在嚴(yán)重的腐蝕性，其特殊的物理性質(zhì)也讓它的壓縮變形程度較小，壓縮量和荷載之間呈現(xiàn)出比例關(guān)系。對(duì)其壓實(shí)技術(shù)工藝的分析需要結(jié)合其即時(shí)特性與振動(dòng)壓實(shí)特性來(lái)進(jìn)行研究。從路基材料的壓實(shí)特性來(lái)看，它的壓實(shí)與粉土、粘土之間的差異性非常大，并且具有兩個(gè)峰值。當(dāng)含水量無(wú)限趨近于0時(shí)，干密度較大，隨著含水量增加后其干密度會(huì)逐漸降低，然后再一次上升，直至到達(dá)最佳含水量時(shí)的最大干密度，最后隨著含水量的增加而減少，如下圖所示[3]。

風(fēng)積沙路基壓實(shí)曲線變化

所以，不難看出最大干密度的峰值出現(xiàn)在含水量接近0與最佳含水量?jī)蓚€(gè)部分，說(shuō)明風(fēng)積沙在這兩個(gè)含水量范圍內(nèi)能夠保持良好的性能，并可以通過(guò)這一條件信息計(jì)算出該材料的最佳振動(dòng)頻率。對(duì)此我們也選擇了某地區(qū)的風(fēng)積沙公路進(jìn)行了調(diào)研，考慮到這些地區(qū)的水資源有限，我們選擇濕壓法展開(kāi)施工時(shí)會(huì)先利用灑水車澆水，等待一段時(shí)間讓水和風(fēng)積沙融合，并使用推土機(jī)和振動(dòng)壓路機(jī)分別碾壓，最終讓其質(zhì)量性能滿足施工要求。

從該路面類型的施工工藝來(lái)看，在碾壓過(guò)程中首要工作在于控制好路基填料的攤鋪厚度，每層控制在30～40cm之間，以濕壓法為主，且需要將含水量比控制在最佳含水量的1%～2%以上。因?yàn)闈駢悍ū旧頃?huì)存在一定的施工水分蒸發(fā)情況，特別是溫度較高的時(shí)期，因此含水量稍高可以按要求補(bǔ)償這一部分的流失水分[4]。

2.3 填石路基

填石路基主要利用的是爆破開(kāi)采的石料或其它材料填筑的路基，該路基的填料粒徑較大，抗剪強(qiáng)度高，透水性能良好，在一般的路基結(jié)構(gòu)與施工工藝質(zhì)量要求上與常規(guī)填土路基有著本質(zhì)的區(qū)別。石料最大的優(yōu)勢(shì)也在于施工過(guò)程不受到含水量的嚴(yán)重影響，只需要在施工中控制好石料的粒徑與強(qiáng)度即可，一般控制在15MPa以上，粒徑控制在厚層2/3以下。在施工過(guò)程中主要采取的是分層填筑與壓實(shí)方案，且技術(shù)工藝的要點(diǎn)在于最大的石塊需要處于每層材料的地底部，較細(xì)的顆粒位于頂部，為壓路機(jī)等機(jī)械設(shè)備提供一個(gè)良好的作業(yè)空間。而其強(qiáng)度較大的特征也使得設(shè)備需保持較大的壓實(shí)功能才能將其控制在良好的穩(wěn)定狀態(tài)。

3 結(jié)語(yǔ)

路基作為路面結(jié)構(gòu)的起點(diǎn)，承載了行車的載荷，直接影響到路面的穩(wěn)定性與強(qiáng)度。所以在路基質(zhì)量控制方面的作用非常顯著。本文對(duì)現(xiàn)階段影響公路工程路基壓實(shí)度的因素進(jìn)行了分析，同時(shí)以此為基礎(chǔ)對(duì)不同類型路基路面進(jìn)行了壓實(shí)技術(shù)工藝的分析。結(jié)果表明，在未來(lái)的工作當(dāng)中需要綜合考慮路面強(qiáng)度、穩(wěn)定性、平整度與使用周期的要求，在材料、工藝、技術(shù)方面進(jìn)行嚴(yán)格控制，確保施工質(zhì)量。