公路工程路基填筑壓實施工技術

張春生

(九江市公路發展中心共青城分中心,江西 九江 332020)

0 引 言

江西省委第十三屆七次全會提出了要加速昌九一體化,把“南昌做大,昌九一體,龍頭崛起”的重要部署。昌九高速公路是連接昌九之間唯一的高速通道,已無法滿足昌九一體化發展戰略和昌九沿線經濟社會發展的要求。因而,建設昌九發展大道,是實現昌九一體化的迫切需要。在公路建設中,路基鋪筑壓實,是公路工程施工中的基礎性工作,它的施工質量將直接關系到公路工程的質量和使用壽命。

1 工程概況

昌九發展大道(九江境內永修至關帝廟段)一級公路新建工程起于南昌與永修縣交界處(傅家壟K6+145),路線經永修縣城以東、恒豐集團場部以西、共青城以東,結合博陽河整治進行堤路結合、沿德安縣城東,于關帝廟與國道G105相接(K51+438),全長45.293 km,采用設計、施工的四車道路基(寬24.5 m)增寬至雙向六車道路基(寬32 m),其中:兩邊各增加1.5 m主車道路基,達到雙向六車道路基主行車道寬度,基本滿足改雙向六車道路基要求,保證填土質量;其余道路兩邊各2.25 m路基按綠化填土要求填筑。

2 路面路基壓實施工對公路工程的影響及技術要點

2.1 路面路基壓實施工對公路工程的影響

(1)為提升路基強度,項目工程要重視碾壓施工質量。當前在公路項目施工過程中,施工單位為控制工程成本存在路面施工中偷工減料的現象,使得公路路基路面質量難以達到使用標準。因此,為保證施工質量、延長公路使用壽命,工程管理部門要加強監管力度,保障路面路基壓實效果,以此提升路面路基壓實度與強度。(2)路基壓實施工能夠提升公路穩定性。公路工程施工過程中,若壓實施工質量不佳,則會使路基路面的填筑材料之間存在大量空隙,不僅影響了路面路基的壓實度,也會導致雨水大量滲入路基中,導致公路路面路基出現裂縫或坍塌問題,影響了公路結構的穩定性。因此,地基的碾壓施工是保證路面穩定的一個關鍵因素。(3)路面路基壓實施工能夠延長公路使用壽命。在工程實際投入使用后,由于行車量較大,路面路基受到長時間的荷載作用往往會出現路面裂縫等問題。因此,通過加強路面路基壓實施工質量,提升路面路基耐壓能力,進而延長公路的使用壽命。

分析昌九發展大道的工程建設要求與設計標準,昌九發展大道路基壓實標準如表1所示,嚴格執行公路工程項目的壓實標準,提升公路工程項目的建設質量。

表1 昌九發展大道路基壓實度標準

2.2 路基路面壓實施工技術的技術要點

路基壓實法施工工藝與公路工程質量息息相關,其施工質量受多種因素的影響,要想達到更好的壓實效果,需要掌握以下幾個技術關鍵點:(1)路基壓實前,應確保瀝青混合料處于冷卻狀態,且保持路基施工現場清潔,確保路基壓實施工現場無施工機械設備、施工雜物等雜物。(2)在不能使用壓路機進行道路路基壓實的情況下,可以通過振動夯擊來實現。(3)碾壓段的長度要根據混合料的特性、瀝青的出料溫度、風速、溫度以及供料能力等因素來確定。(4)在碾壓前,需對基坑土壤進行清理,在填充灰土、碎石等材料后,再進行碾壓。在填土時,應注意調整土壤軟弱層,確保達到填方要求。(5)挖土換土只適用于軟土不到2 m的情況,其中優質土壤需要填滿挖掉的土壤,土壤持力層無需更換。

3 影響路面路基壓實施工質量的因素

3.1 路基土壤含水量

路基土壤含水量高低直接影響著路基的壓實度,在含水量合理的情況下,能確保壓實取得最大干密度[1]。路基土壤最佳含水量可通過氣候條件調整,也可采用復雜的計算方法,例如數學模型,模擬分析等,在最大范圍內搜索土壤最佳含水量。通常來說,實測含水量可略微高于土壤最佳含水量,但上、下幅度應小于1%。如部分路基土壤含水量較低,則可采用灑水的手段提高土壤含水量[1]。

3.2 碾壓施工的影響

碾壓施工對路基的影響是由碾壓的厚度、碾壓的變量、碾壓的速度等因素決定。不同的碾壓方法會對路基路面的壓實效果有一定的影響。在公路工程施工中對碾壓施工做了明確規定:在進行碾壓時,要先沿邊后中間,先輕后重,先慢后快。只有如此,才能有效地確保壓實機的施工質量。值得注意的是,同一種碾壓方法并不適用于所有道路的壓實作業。碾壓設備參數,碾壓重力等因素均會影響最終的實際碾壓效果。比如,碾壓速度過快,會導致地面凹凸不平。如果碾壓的速度過慢,那么所承受的壓力就會超過承受的極限,容易導致質量問題。

3.3 工程機械

在公路工程路基路面壓實作業中,應選用各種不同類型的施工機械設備。設備的合理運用能實現施工效率最大化,也能對填充材料進行充分碾壓,從而確保壓實效果。施工單位管理人員應基于公路工程路基路面壓實施工需求及材料硬度選擇適宜的工程機械,確保施工方法的高效化與施工過程的低成本化。在保證施工質量的同時,提高施工效率。在不同的施工環節,由于施工需求不同,所以對機械設備的功率和運作模式也有不同要求。在公路工程路基路面的不同壓實路段,由于土壤物理性質以及微生物含量不同,因此容易導致設備壓力被分散,從而出現路面凹凸不平等問題。因此現場操作人員及管理人員應根據對路況的判斷調整設備工作模式與工作參數。

3.4 現場操作及控制

在現場操作時應定期檢查碾壓效果,以確保路基的壓實質量符合規定要求。在完成壓實施工后,也應及時清理施工設備與施工現場,并做好數據記錄和整理。

4 公路工程路基路面壓實施工技術采取的措施

路基的強度與穩定主要由填筑材料的特性和壓實度決定,根據目前的情況,改善填筑要求和壓實度是最經濟、最有效的途徑。

4.1 試驗段施工

推土機、平地機是填筑工作中不可缺少的機械,尤其是平地機,對填筑的厚度和平整度有明顯的控制作用。特別是在大型的交通工具(比如大型服務區、收費亭等),平地機的作用就更明顯了,在平坦的土地上,在一定的壓力下,通過同樣的壓力,可以極大的改善路基的質量[2]。

4.2 路基填方作業

無論高速公路或普通道路,地基都是非常重要的,如果基礎的強度不夠,那么就會導致道路出現崩塌等問題。所以,在選擇鋪裝材料的時候一定要檢查材料的強度。如果在鋪筑的時候,或者在鋪好了地基之后,發現強度測試不合格,那么就必須重新填筑。當然,也可以選用更好的穩定材料和原來的地基材料混合,以滿足強度需求。

換土是一種比較常見的地基處理方式,在進行地基處理的時候,需要將地基下面的泥土全部挖出來,然后用砂礫和石灰來代替,因為這種材料的硬度比較高,所以在更換的時候,必須要保證材料的穩定性,不容易被破壞。這種方法通常適合于軟土厚度小于2 m的基礎,但在具體實施時應注意,更換土壤的對象并不是所有的土壤,而一些土壤則無需更換,比如持力層。在填土時,不僅要注意填土部位的填筑,還要注意軟弱層的調整,要從技術上加強對軟土層的控制,從而達到填土法的要求[3]。

4.3 壓實作業

在施工中應及時了解天氣情況,全面掌握碾壓段的長度和攤鋪速度,以全面推進施工。此外,在壓實時,必須對有關人員進行技術交底,以便在工程施工時,確保壓實技術的到位。

(1)路基壓實操作。

土方路堤在碾壓之前,采用平地機進行平整,使填充物的含水率大于最優含水率(視天氣狀況而定),共包括兩種碾壓施工方法:靜碾、動碾。在進行道路施工的壓實過程中,必須保證鋪筑的速度與壓路機的碾壓長度相匹配,并保證其穩定。在選擇高溫天氣進行施工時,必須選擇風小的天氣,碾壓路段要較長;反之,在氣溫較低、風力較大的情況下進行,而碾壓路段的時間相對較短[4]。石方與土石混填路堤的壓實。在夯實路基之前,使用推土機和翻斗機,將路基壓實,形成較為致密的平坦工作面。填石的孔洞應用小石塊和碎石人工填充,填充物不可分離。在壓路機的碾壓中,不斷地用碎石或碎石填充縫隙,直到重輪下的石頭沒有松動,且表面光滑,通常只需要一次碾壓。在道路路基壓實施工中,在碾壓過程中,如果出現了瀝青混合料的變化,可以及時對碾壓輪進行噴灑。在瀝青混合料層沒有冷卻之前,道路上不能有任何機器和重物,并且要防止任何東西從地面上掉下來。在道路上也有壓路機不能壓實的區域,此時要充分使用振動夯。壓路機碾壓的路段長度要視路面的溫度和混合物料的特性而定,同時還要注意施工當日的氣溫、風速、風力等因素。綜上所述,按技術規程,路基基面以下80～150 cm處的路基,其壓實度應大于95%;路基地基的壓實度不得低于93%。

(2)潮濕路基的壓實。

在施工條件苛刻,無法使用大型機械進入的情況下,可以使用更輕型的壓實機械代替。根據相關的路面設計規范,可以降低相應的標準,適應不同的道路建設條件。如果由于材質或施工環境的限制導致產品性能不達標,可以添加穩定劑來提升材料的強度。

(3)黃土路基的填方和壓實。

由于傳統的黃土滲透率低、塊體不易施工,給填筑和壓實工作造成困難,因此在現行的路基填方工程中很難采用該方法,為了克服這個問題,引入了新黃土。在鋪設新黃土時,必須對施工工藝進行優化,填筑盡可能分為不同的層次進行,堅持鋪一層壓一層,壓實度滿足要求后,然后再鋪設下一層。在鋪筑時,要先將土塊進行加工,大的土塊先打碎再用;在黃土比較干的情況下,在進行壓實作業時,要加入適量的水分[5]。

4.4 壓實質量的檢測工作

(1)核子密度儀法。

該方法主要用于路基工程中的瀝青混合料,其厚度為20 cm,而采用散射法可檢測土基層壓實后的質量。核子密度計的工作程序如下。

確定要進行壓實和設備加熱的區域。檢測的地點可以按照隨機抽樣的方式來決定,設備加熱后將設備放置在想要測試的地點,確保隨時可以進行檢測。采用儀器對采集到的數據進行測量。測試設備開啟后,按照客戶要求進行測試,測試完成后,測試結果會自動關閉。在完成測試后,將其置于指定的安全容器內,這不僅可以有效地預防放射性物質,而且也可以保證員工的人身安全[6]。

(2)灌砂法。

灌砂法通常應用于填土路堤壓實度檢測,如果是填石路堤,則不宜使用灌砂法測壓實度。灌砂法采用的沙子都是均勻的,在測量的時候,要由一定的高度自由下降到指定的孔洞中,然后根據重量不變的原則和水分含量來進行檢測。

5 結 語

在路基施工中,壓實度是評價公路工程質量的一個重要指標。壓實度滿足要求,不僅能確保公路路基的施工質量,還能延長公路的使用壽命。因此,路基施工中不僅要重視壓實度的要求,還要考慮各種影響路基施工質量的因素,掌握施工技術要點,提高公路路基工程施工質量。