低填淺挖路基施工技術(shù)在公路施工中的應用研究

宋發(fā)煥

（上饒市玉山公路事業(yè)發(fā)展中心，江西 上饒334700）

0 引言

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，對公路運輸?shù)男枨蟛粩嗌仙覈墓方ㄔO規(guī)模不斷擴大。同時，科技的進步對公路施工質(zhì)量提出全新的要求，為公路建設指明新的方向。為此，應以提升公路施工質(zhì)量為宗旨，對路基施工方法進行優(yōu)化，而低填淺挖路基施工技術(shù)作為新興技術(shù)，在提升公路路基穩(wěn)定性與承載力、提高施工質(zhì)量與效率方面有巨大優(yōu)勢，成為公路施工中應用最廣泛的技術(shù)之一。

1 工程概況

該公路全長23km，路基寬度22m，位于郊區(qū)，途徑區(qū)域存在多種地形結(jié)構(gòu)，經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該公路經(jīng)過區(qū)域的巖土結(jié)構(gòu)相對松散，不能滿足公路施工的要求。為了保證施工質(zhì)量與效率，施工單位對該公路的施工環(huán)境進行了全面的分析，最終確定采用低填淺挖路基施工技術(shù)，不僅可以保證路基的強度與穩(wěn)定性，還能提升整體施工質(zhì)量。以下就該公路施工應用低填淺挖路基施工技術(shù)進行分析。

2 公路施工中存在的問題

2.1 路基施工質(zhì)量較差

在公路施工過程中，部分施工單位忽視對路基巖土情況的分析，受巖土結(jié)構(gòu)的影響，路基的強度與穩(wěn)定性達不到理想要求，嚴重影響公路施工的質(zhì)量，出現(xiàn)不同程度的裂縫、基礎(chǔ)坍塌等問題，很難保證通行安全。此外，受路基穩(wěn)定性與強度的影響，公路的承載能力達不到設計要求，一旦在后續(xù)施工中忽視承載能力的提升與路基結(jié)構(gòu)的強化，很容易出現(xiàn)路面斷裂、塌陷等道路安全問題。

2.2 瀝青鋪設存在問題

對于公路路面施工而言，瀝青鋪設是最重要的環(huán)節(jié)，但在這個過程中很容易出現(xiàn)以下問題：

在公路工程中，受傳統(tǒng)瀝青混合材料的配比以及其他輔助材料施加方法的影響，由于缺乏科學性與合理性，會產(chǎn)生不同程度的裂縫、下沉、翻漿等問題，嚴重影響路面性能。同時，在進行瀝青鋪設的過程中，忽視規(guī)范的施工工藝導致平整度不佳、路面性能不達標等問題，影響公路施工的整體質(zhì)量。

2.3 路面碾壓存在問題

路面碾壓過程會存在一定的干擾，主要體現(xiàn)在路面不同區(qū)域的壓實度存在差異、路面的平整度達不到設計要求，導致路面的整體性能的下降，嚴重影響路面施工質(zhì)量。

由上述可知，當前公路施工中存在一系列問題，如果不能有效地處理，會嚴重影響公路建設項目的發(fā)展。因此，施工單位應提高重視程度，積極引進先進的施工技術(shù)，嚴格落實各項施工要點，助力我國公路工程的發(fā)展。

3 低填淺挖路基施工技術(shù)要點

3.1 公路路基淺挖施工

低填淺挖路基施工技術(shù)的首要環(huán)節(jié)是路基淺挖，具體內(nèi)容如下：

3.1.1 淺挖深度的計算

依據(jù)工程實際需求確定使用低填淺挖路基施工技術(shù)，其最終目的是保證路面的承載力，由于開挖深度較淺，因此施工之前需要科學檢測車輪施加的載荷力、巖石重度參數(shù)，在此基礎(chǔ)上利用標準公式（1）計算出淺挖深度。

式（1）中：Z 為最終的淺挖深度（m）；K 為車輪的載荷力（kN）；n 為設備的載荷系數(shù)，通常取值0.5；P 為巖石重度參數(shù)；β 為巖石重度系數(shù)，通常取值0.2。

3.1.2 淺挖方法

通常情況下，路基淺挖施工采用人工方式即可完成，而該工程具有一定的復雜性，需要采用人工與設備相結(jié)合的施工方法。在應用設備的過程中，需要考慮到路基的承載能力，為了保證設備正常有序地運行，應對施工區(qū)域的巖土進行處理，要求一次性挖出所有的原生巖土，之后選擇性能較好的材料進行換填。同時，公路路基的橫斷面路基坡腳線之間的距離應大于1.5m。完成上述操作后，需要對施工區(qū)域的承載力進行檢測，符合40MPa 的標準時便可施工。

在具體的路基淺挖過程中，為保證施工質(zhì)量，應采取分層開挖的方法，并且一旦開挖深度到達路基頂面標準高度，需要對淺挖區(qū)域的巖土材料進行質(zhì)量檢測，若在檢測過程中發(fā)現(xiàn)巖土材料不滿足承載力要求，需要通過換填或加固的方式最大限度地保證路基質(zhì)量。在此基礎(chǔ)上，進一步檢測路基的實際承載能力，達到設計要求則可以進行掛線工作。通過人工的方式淺挖至路基表面，保持10m 的掛線間距，并且開挖過程應時刻平整路基表面，滿足平整度要求。

在整個淺挖過程中，工作人員應按照設計圖紙的規(guī)定，采取自上而下的開挖順序，避免出現(xiàn)超挖、亂挖的情況。同時，路基淺挖過程需要秉持安全性原則，避免出現(xiàn)爆破開挖、掏洞開挖的情況。若在開挖過程中一旦發(fā)現(xiàn)實際情況與設計圖紙內(nèi)容不符，需要及時上報相關(guān)部門并停止施工，直至設計圖紙與實際情況一致后，再進行施工。若開挖過程遇到水管、電纜、古墓等，也需要及時上報相關(guān)部門并停止施工，等待具體的施工指示。

當設備開挖深度達到距離設計標高30cm 左右的位置時，應該換人工開挖的方式繼續(xù)施工，要求將挖掘出的土方堆放至距離路基2m 以外的地方，若巖土材料的質(zhì)量符合承載力要求可繼續(xù)使用。淺挖施工結(jié)束后，需要通過專用設備對路基進行壓實處理，滿足路基壓實度≥95%的標準要求，并且需要對壓實后的路基進行驗收，在滿足設計要求后，安排后續(xù)施工。

3.2 公路路基低填施工

在路基淺挖施工結(jié)束后，需要進行路基低填施工，具體施工工藝如下：

3.2.1 填料的選擇

對于路基低填施工，填料的選擇是基礎(chǔ)也是重點。考慮到低填施工的填筑高度較低，強度性能可能有所下降，因此，必須選擇硬度高、強度大的填料，常以灰土料為主。灰土料由高質(zhì)量土質(zhì)填料與熟石灰粉混合而成，要求熟石灰粉的等級為Ⅲ級，摻加量占總體的3%，土質(zhì)填料為淺挖環(huán)節(jié)的合格巖土，以此可有效提升填料性能。在完成選材后，需要通過試驗的方式進一步明確填料的性能參數(shù)，以此為填筑厚度、各材料的使用量、路基壓實度等提供指導。

3.2.2 低填攤鋪

在完成上述工作的基礎(chǔ)上，需要進行低填施工。要求先填筑涂料再填筑熟石灰粉進行攪拌。通過上述試驗可知，路基低填攤鋪系數(shù)為1.2，厚度18cm，每平方米攤鋪量0.18m，借助運輸車將土料運輸至施工區(qū)域9m×12m 的方格內(nèi)，由專業(yè)人員指揮卸料并添加熟石灰粉。熟石灰粉的摻加量為3%，含水量為2%，因此可計算出每平方米的用量為307kg，之后將定量的熟石灰粉運輸至施工區(qū)域，根據(jù)土料位置選擇熟石灰粉的位置，并進行標記，施工時根據(jù)實際情況選擇合適的時機攪拌。

3.2.3 填料攪拌

待土料與熟石灰粉填筑到施工區(qū)域后，需要通過路拌法進行拌和處理：先將土料與熟石灰粉充分混合，之后借助路拌設備進行攪拌并重復攪拌兩次。在攪拌過程中，應根據(jù)設計要求添加適量的水，可有效提升填料的性能。攪拌完成后需要檢測填料的含水量，通常采用燃燒法進行測定，若含水量小于2%，則應加水并繼續(xù)攪拌，若含水量高于2%應對填料進行脫水處理。

3.2.4 整平壓實

在填料攪拌完成后需要進行整平壓實，整個過程中應封閉處理，除施工人員和設備外，其他人員與車輛禁止通行。不同路段應采取不同的整平方式，通常直線段是由兩側(cè)向中間整平，曲線段由內(nèi)向外整平，地勢起伏處先人工整平再機械整平。

完成整平后需要進一步壓實，常選用振動壓路機進行壓實。在壓實之前首先進行一次靜壓，這個過程壓路機要保持勻速前進，然后進行兩次振動壓實，要求速度先慢后快，再利用重振壓力機進行兩次先慢后快的壓實，最后進行一次靜壓。整個碾壓過程的最大速度不超過4km/h，且疊輪寬度占輪寬的1/3，接縫碾壓的搭接長度為40cm±10cm。

3.3 公路路面瀝青鋪設與碾壓施工

在公路路基施工完成后，需要進行路面的施工。路面作為公路工程的表面，其施工質(zhì)量對通行穩(wěn)定性與安全性有直接影響。施工材料多為瀝青混合材料，具有制取簡單、成本相對低廉的優(yōu)勢，同時，能夠有效提升路面的強度與性能。在實際的施工過程中，需要注意以下幾個方面的施工要點：

第一，完成碾壓施工后，公路路面的平整度基本符合規(guī)定要求，因此，后續(xù)施工只需考慮其他方面內(nèi)容，其中最主要的就是瀝青混合材料中各種原材料的配比參數(shù)。在瀝青配制前，應秉持提升路面穩(wěn)定性的原則，根據(jù)設計要求合理確定各材料的用量，通常會將瀝青原料與碎石按照3∶1 的比例進行配置，為了進一步保證公路施工質(zhì)量，可加入樹脂膠提升瀝青混合材料的抗?jié)B性與穩(wěn)定性，最終將瀝青、碎石、樹脂膠按照3∶1∶1 的比例進行混合。完成后需要進行合理攪拌，這個過程要嚴格控制攪拌時間與攪拌溫度，最大限度地保證瀝青混合材料的性能。

第二，在完成上述步驟之后，需要將瀝青混合材料攤鋪在公路路面，并進行碾壓工作。攤鋪時，應使用緩慢、勻速、連續(xù)的方式進行分層攤鋪，在這個過程中應嚴格控制攤鋪溫度，避免出現(xiàn)施工質(zhì)量問題。攤鋪完成后需要進行瀝青的壓實，通常采用壓路機進行勻速、緩慢的壓實作業(yè)，并且要進行反復碾壓直至公路路面滿足平整度要求為止。在碾壓結(jié)束后，需要落實瀝青路面的保養(yǎng)工作，通過覆蓋保溫薄膜、定期灑水等措施保證瀝青路面的性能，同時禁止在一周之內(nèi)踩踏、碾壓瀝青路面，直至瀝青路面完全凝固后，再開放通行。

3.4 施工質(zhì)量檢測

為了驗證低填淺挖路基施工的質(zhì)量，在相同區(qū)段內(nèi)選擇兩段1000m 長的試驗路段，分別采取以往的路基施工技術(shù)與低填淺挖施工技術(shù)。要求兩種技術(shù)在施工設備、施工材料上保持一致，并采用不同的施工手段。待施工完畢后給路面施加同樣的載荷，借助水平儀檢測路面下沉的情況，由此得出二者之間的區(qū)別如表1 所示。

表1 低填淺挖路基施工與傳統(tǒng)路基施工的路面下沉結(jié)果

通過表1 可以明顯看出，應用低填淺挖路基施工的路面平均下沉量數(shù)值遠低于傳統(tǒng)路基施工技術(shù)，這主要得益于低填淺挖路基施工技術(shù)采用逐層施工的方式，有效提升了公路的強度與穩(wěn)定性，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合瀝青的性能，顯著提高了公路的性能，由此證明了低填淺挖路基施工技術(shù)在公路工程中的優(yōu)越性。

4 低填淺挖路基施工技術(shù)的注意事項

4.1 路面承載力

在公路工程中，常在自然路基的基礎(chǔ)上進行施工，由于天然路基的巖土結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、性能較差，因此并不能很好地保證公路路面的承載能力，這為設備的入場埋下安全隱患，也不利于施工進度的正常進行。因此，在進行公路施工時，要注意承載力這一因素，針對自然路基存在的性能與穩(wěn)定性較差的問題，可通過巖土換填的方式改變施工區(qū)域的巖土結(jié)構(gòu)，同時，針對承載力較弱的位置，可采取碾壓的方式提升其性能標準，滿足40MPa 的承載力要求，為后續(xù)施工提供保證。

4.2 地下水位

雖然低填淺挖的挖掘深度較淺，但仍需要注意地下水位問題，一旦施工區(qū)域的地下水位過高，很容易導致下層路基被水侵蝕的情況，進一步影響路基的整體強度，嚴重的會導致路面沉降，引發(fā)一系列安全問題。因此，在應用低填淺挖路基施工技術(shù)之前，需要根據(jù)當?shù)氐乃那闆r、氣候條件等科學設置排水系統(tǒng)，使地下水通過盲溝排出，降低對路基的腐蝕。同時，還需要在路基下層設置隔離層與排水層，當?shù)叵滤簧仙龝r，可及時排到其他區(qū)域，同時阻斷地下水與路基下層的接觸，提升路基的安全性與使用性。

4.3 凍深影響

由于低填淺挖路基施工技術(shù)的挖掘深度較淺，因此，在寒冷地區(qū)更容易遭受凍土的影響。一旦路基位于凍土層范圍內(nèi)，其內(nèi)部的水分就會凝結(jié)成冰，導致路基整體的體積擴大。當來年溫度升高時，路基內(nèi)的冰會開始融化，在熱脹冷縮的影響下很容易使路基發(fā)生破裂，嚴重影響路基的性能。因此，在施工時需要將路基設置成不同的板塊，并在不同板塊的連接處選擇合適的密封材料進行封堵，以此可降低熱脹冷縮對路基性能的影響，保證公路施工的質(zhì)量。

5 結(jié)語

綜上所述，低填淺挖路基施工技術(shù)的應用有效提升了公路路面的承載能力與綜合性能，對提高公路施工質(zhì)量具有重要意義。在具體的施工過程中，要嚴格落實路基淺挖施工、路基低填施工、瀝青鋪設與碾壓施工、施工質(zhì)量檢測各項要點，同時還應注意路面承載力、地下水位、凍深影響等問題，以此能夠避免路面塌陷問題，有效提升路基施工的質(zhì)量，在可行性與實用性方面更具價值。