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浅谈公路路基施工方法与质量控制

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摘 要:文章阐述了公路路基施工方法与质量控制。路基 作为公路工程的重要组成部分,它不仅是道路的主体,还是路面的基础,路面的使用效果主 要受到路基施工质量的影响,因而整个公路施工质量的关键就是确保路基的施工质量。

关键词:路基;施工方法;质量控制

填筑路基土石方工程量大、土质分布不均匀,路基工程相关的设施如路基路面排水、防护等 相互影响,与公路工程路面、隧道、桥涵等其他工程相互交错,故路基施工在技术操作、施工管理以及质量标准等方面具有特殊性,必须予以重视。

1 路基施工及技术要求

1.1 路基施工的质量要求

路基施工的质量应满足:①具有足够的强度;②具有足够的整体稳定性;③具有足够的水 温稳定性。因此必须对每一道关键环节和工序,进行严格的质量控制。

1.2 路基的施工步骤及方法

1.2.1 路基施工测量。用可靠的测量方法恢复路线,测量中线高程、横断面,定出路基填方边线。根据所恢复的路 中线和设计文件与施工工艺要求等,标出路基用地界限、边沟、涵洞位置等施工内容所需要 的施工范围,并在一定安全距离处设立施工控制,标注填土高度。控制边桩放样完毕后即进 行边坡放样,为了控制边坡坡度,根据施工进度情况,适时进行中线复测。

1.2.2 施工前清表与填筑前夯实。事先应拆除路基填挖范围内的地表障碍物,其中包括树木和丛林茎根的清除,原有房屋的拆 除,以及表层种植土等与设计文件或规程所规定的不适宜填筑路基杂物等的清除。按设计文 件要求对路堤上层进行填前夯实,并使压实度达到设计要求。

1.2.3铺筑试验路段确定路基压实的最佳方案

影响路基压实的主要因素有土的力学性质和压实功能、土的含水量、铺层厚度、土的级配以及底层的强度和压实度。路基碾压时,并不是这些因素独立起作用,而是这些因素共同起作用。因此进行路基施工时,应用不同的施工方案做试验路段,从中选出路基压实的最佳方案。

铺筑试验段需制订试验方案,其目的是在给定压路机的情况下,找出达到压实标准的最经济的铺层厚度和碾压次数。确切地说,就是寻求铺层厚度与碾压次数之比的极大值。试验路段位置应选择在地质条件、断面形式均具有代表性的地段,路段长度不宜小于100cm。具体实施可以按以下步骤进行。

(1)取代表性土样做重型击实试验,确定土的最佳含水量ω0和最大干密度ρdmax,并绘制干密度与含水量的关系曲线。

(2)根据土的干密度与含水量关系曲线控制土的含水量ω。

(3)确定铺层厚度和碾压遍数。

一般可根据压路机械的功能及土质情况确定铺层厚度,一般应按松铺厚度30cm进行试验,以确保压实层的匀质性。

在路基压实过程中,随着碾压遍数的增加,土体空隙率 V 逐渐减小,干密度γ逐渐增大,压实层的表面高程h 逐渐变小是一种客观的规律,对于每一种压路机而言,均存在碾压遍数N 和土体V、h、γ间的相关关系,而且当碾压遍数超过一定值 N' 后,上述关系均趋于稳定(图1-1)。这种规律表明,V、h、γ三种指标均可作为压实度检测的依据。

图1-1碾压遍数 N 、空隙率V、干密度γ与压实高程h 关系图

砂性土需碾压次数少,粘性土需碾压次数多。光轮压路机碾压次数较高,轮胎式压路机次之,振动式压路机和夯击机次数最少。

通过试验段的铺筑及有关数据的检测,写出试验报告,最后确定土的适宜铺筑厚度、所需压实遍数及填土的实际含水量,以利施工中掌握控制。

1.2.4 填筑路基。路基取土与填筑,应按规范要求有计划有步骤地进行,这即是文明施工的需要,也是合理利 用填土和选土的重要保证。路基用土根据不同的性质,不合格的土应予以废弃或适当处治利 用外,一般是不允许混填的。必须严格控制填筑土的含水量、平整度及摊铺厚度,并控制碾 压遍数和碾压范围,防止漏压,以便于正确检测土密实度。填筑中用推土机或铲车摊铺找平 ,再用压路机碾压,特别注意边角、桥台及台后等填筑要求高的,大型设备不能及的关键部 位,应用人工配合摊铺,采用小型机械碾压,决不能疏忽大意。

1.2.4 路堑开挖。路堑开挖应视开挖的深度及挖方的工程数量和工期的影响来确定采用的方法。

1.2.5 整修路基。填筑至设计标高后,进行平整和测量。先恢复中线再水平测量,整修路拱,采用光轮压路机 碾压一遍。为保证排水畅通,将边沟内的施工杂物等清除干净。

2 路基施工质量控制

2.1 准备阶段的质量控制

①做好施工前的准备工作,核实施工图设计文件,如发现设计文件中有错、漏、缺等情况 ,应及时上报业主及设计代表;②做好施工组织设计;③认真按设计文件要求的厚度清除 地表不良土质,加强地基压实处理;④为避免路基受水浸泡,应加强路基两侧纵横向排水 系统的设置;⑤要严格选取路基填料用土。

2.2 施工阶段质量控制

2.2.1 路基土的控制。路基填料一般是采用当地自然土,在填筑路基之前应对填料进行试验分析,测定其最佳含水 量及最大于容重,确定其物理力学性质,便于指导路基施工及对路基成品的检测。经大量的 试验结果分析:土质颗粒越细,其相应的回弹模量越低。在取土场选择时,应通过选择塑性 指标较小的且储量大的土来填筑路基。

2.2.2 压实度控制。①保证填筑土的最佳含水量。填筑土理论上讲在最佳含水量时进行压实才能达到最大密实 度。故施工过程应连续作业,减少暴晒、雨淋,保证填筑土的含水量不发生大的改变;②选用合理的压实机具。分层铺筑压实,土层填土厚度一般不超过30cm为宜;③路基工程强度控制。压实度是反映路基每一层的密实状态,弯沉值是反映路基上部的整 体强度,当两者都满足规范要求时,路基的稳定性和耐久性及整体强度才能符合要求;④路基填料必须分层填筑,分层碾压,碾压过程中注意洒水,控制好含水量,当压实度达 到规范要求后,才能进行后续的施工;⑤构造物的台背填筑为特殊压实区,施工要求高于其他段落路基填筑,压实度应大于95% ;⑥路基施工中,应保持路基能经常处于干燥、坚固和稳定状态,就要按照设计要求做好排 水工程以及施工场地附近的临时排水设施;⑦路基施工时或完工后,应及时进行路基防护工程的施工。各类路基防护与加固必须在稳 定的坡体或基础施工。

2.2.3碾压过程的压实施工

由于高等级公路路基压实度高于一般公路,所以对碾压过程的控制就更加严格。一般在碾压过程中采用先轻后重、先静后动、先外侧后中间的碾压方法。碾压速度控制在1.5~2.5km/h,碾压遍数控制在4~6遍。辽宁省滨海公路大连市长兴岛东店至地庵段公路新建工程第四合同段的碾压机械组合为:YZ14B振动压路机静压一遍,1档,1.5~1.7km/h。YZT16拖式羊角碾振压2遍,2档,2.0~2.5km/h,再用YZ14B振动压路机静压两遍。碾压完毕后经随机检查18个点,压实度最高为98.3%,最低为92.1%,平均压实度为94.2>90%,符合要求。

通过以上的分析,可以看出,为确保路基压实度达到要求,应从以下几个方面入手。

①根据本地气候特点选择合理的施工季节;

②因地制宜,在不增加工程投资的情况下采用级配好的填料;

③通过对选择的路基填料进行试验,选用最佳含水量;

④填料松铺厚度应严格控制;

⑤碾压机械、顺序及速度的选择应合理得当。

路基施工的压实度标准与施工方法,理论上认为很简单,但在生产实践中,由于施工环境、施工企业治理、技术与经济实力等因素的影响,往往造成局部地方路基压实度达不到规范规定的要求,运营过程中,在车辆荷载作用下,沥青混凝土路面出现早期病害比较普遍,因而缩短了公路的使用寿命,降低了公路服务水平,也给公路维护与治理在经济上带来很大压力。

2.2.4路基压实度的控制与检测

在路基施工中,土的最佳含水量和最大干密度是两个十分重要的指标。压实前应测定填土的含水量使之接近最佳含水量。土中含水量过大时,应作翻晒处理;当含水量较小时,应适当洒水补充水分,使含水量适宜。石灰稳定土和水泥稳定土等含有无机结合料的土,成型后本身反应还需要一定量的水,在碾压时更应严格控制含水量。

在压实过程中,为保证压实质量,施工现场自检人员应边施工边检查压实度以便及时调整。当压实干密度远远大于要求值时,表明压实度过度或土质发生了变化;当压实干密度小于要求值时,表明压实度不够。针对这些情况要找出原因并及时采取措施以达到要求的压实度。如改变碾压工艺、增加压实机械的重量或重新做标准击实试验等。每一压实层均应检验压实度,合格后方可填筑下一层。

压实度检验方法,通常采用环刀法,灌砂法和核子密度仪法等。

①环刀法,是一种破坏性的检测方法,适用于不含骨料的细粒土。优点是设备简单操作方便;缺点是受土质限制,当环刀打入土中时,产生的应力使土松动,壁厚时产生的应力较大,因此干密度有所降低。

②灌砂法,是一种破坏性检测方法,适用于各类土。优点是测定值精确;缺点是操作较复杂,须经常测定标准砂的密度和锥体重。

③核子密度仪法,是一种非破坏性测定方法。能快速测定湿密度和含水量,满足现场快速、无破损的要求,并具有操作方便,显示直观的优点,但应与灌砂法进行对比标定后方可使用。

对于取样深度要求,用环刀法检测时,环刀中部处于压实厚度的1/2深度;用灌砂法时,应取整个土层的厚度;用核子仪检验时应根据其类型,按说明书要求进行操作。

3 结束语

我们在公路路基施工中,应根据具体的路段做具体的施工组织设计,采取不同的施工方法及 质量控制措施确保公路路基的施工质量满足规范和设计要求。随着现代科学技术的迅猛发展,压实机械也将向着自动化、智能化、无人化机器人化方向发展,压实过程的计算机仿真和辅助工程系统,将是压实管理系统未来发展的另一个亮点。

[参考文献]

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[2] 李萍.浅谈公路路基施工技术要点[J].青海交通科技,2007,(5).

[3] 李伟男.浅谈公路路基施工方法质量控制,2011,(5).

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