高速公路路基施工及其工程质量管理探讨

2013-04-17王伟

交通运输研究 2013年2期

王伟

（新疆交通建设管理局项目执行二处，新疆乌鲁木齐 830013）

1 高速公路路基施工的重要性

高速公路路基施工具有复杂性和唯一性，复杂性主要是指在路基施工中挖土、运料、填料、压实等工序相对复杂，唯一性是指高速公路路基施工不具备反复施工的条件，竣工完成后不可对其进行改变，只有翻修或新建时可进行。同时，高速公路路基施工容易受自然条件和地质条件的影响，特别在地理位置比较恶劣的环境下，路基施工的地点较为分散，并且施工作业面积较为狭窄，施工过程容易出现质量问题，所以必须强化施工技术和施工质量的管理措施，把高速公路路基施工作为重点施工对象进行有效的控制和监督。

2 路基工程的质量要求

2.1 承载能力

车辆荷载由路面传递给路基，并在路基、路面的结构内部产生应力、应变及位移。如果路基结构的强度或变形能力不足以抵抗这些应力、应变及位移，路基结构就会沉陷，致使道路表面出现断裂、波浪或车辙，导致路况恶化、道路的服务水平下降。因此，路基结构必须具备与行车荷载相适应的承载能力。

2.2 整体稳定性

在地表开挖或填筑路基时，必然会影响地面原有的地层结构，改变其受力状态。在未达到新的平衡状态之前，路基结构暂时处于一种不稳定的状态。因此，在路基施工中必须采取适当的措施，确保路基结构具有足够的整体稳定性。

2.3 水温稳定性

路基结构受大气温度、湿度与降水的影响，这些因素的变化使得结构物的物理力学性质也随之发生变化，处于一种不稳定状态。在地面水和地下水的作用下，路基强度会显著降低。由于水温状况的变化，路基会发生周期性冻融，形成冻胀和翻浆，使路基强度急剧下降。因此，即使在最不利的水温状况下，也要求路基必须具有足够的水温稳定性。

2.4 排水系统畅通

在路基施工中，自始至终要确保排水通畅。路基施工前，应设置完善的临时排水系统。永久性的排水设施在确保排水通畅的前提下，力求内在质量与外观质量优良。

3 路基施工前的质量控制措施

3.1 确定土质最大干密度

压实度是路基工程的最重要质量指标之一，因为只有保证路基具有足够的稳定性和耐久性，它才能承受行车的反复荷载作用和抵御各种自然因素的影响。而土质最大干密度直接影响压实度大小，对同一土质来说它的数值大小直接影响工程质量的高低，但由于公路工程沿线各类土质分布情况较为复杂，在作业范围内各类土质分层状况及厚度也不完全一致，各类土质的最大干密度差别也较大，再加上施工作业的千变万化，使土质变得混杂，最大干密度的确定难度较大，这就需要不仅根据土质分布路段及土质类别进行确定，更需要根据每一回填层的具体情况进行确定，当然土质变化不大、最大干密度变化就小，对工程质量影响就小，最大干密度就容易确定。

3.2 加强对路基冻胀翻浆的保护

冻胀翻浆是在冬季寒冷地区公路所特有的路基通病。路基附近存在的表面积水及地下水是形成翻浆的主要原因。因此，要把改善路基的排水条件放在首要的位置，最有效的措施是使路基满足最小填土高度，以减少地面积水及地下水毛细上升作用的影响，使路基土的含水量降低。另外，采用粗粒土填筑路基，可以减轻或防止冻胀翻浆的发生。

3.3 做好施工组织设计，加强现场管理

要做好施工组织设计，合理安排施工段的先后顺序，明确构造物和路基的衔接关系。根据施工现场的实际需要，调配人员与设备，保证路基施工的顺利完成。

3.4 加强地基压实处理

清除地表不良土质，加强地基压实处理。地表植被、树根、垃圾、不良土质（盐渍土、膨胀土等）必须予以清除，同时应加大地表的压实程度，采用大吨位振动压路机处置。

4 路基施工中的质量保证措施

4.1 高速公路路基碾压的质量控制

高速公路施工中土体的碾压工作是路基施工的关键环节，在实际操作中应先取较为合适的压路机，其吨位、型号、压实次数都要有完备的计录，且路基土体情况要与压路机的型号相匹配，压实方法与均匀性要规范。高速公路路基应采用重型标准和要求较高的压实度，这就要求大吨位的压路机与之相配套。不同种类的压路机对不同土质的压实有不同效果。同一种型号的压路机对不同土质的压实效果也不一样。这就决定对不同土质，同一压路机碾压采用不同的压实遍数。压实方法对压实效果也有影响，压实均匀性要求控制被碾压路段的压实度一致，防止出现一部分超密，而另一部分欠密的不均匀现象。

4.2 高速公路路基施工排水与含水量的控制

道路施工的进度很大程度上决定于天气情况，特别是在土路基施工过程中碰到雨天，为使雨后能尽快恢复施工，一定要做好排水工作，挖好排水沟，路堤填筑要留好路拱以保证中间高、两边低，使雨后路面无积水。要保证路基填土密实，一定要严格控制土料含水量在最优范围内，一般最佳含水量为±4%。岩土中含水量小，颗粒间的水膜有较大粘滞阻力，空气在土的孔隙中不能完全排除，不易压实。若含水量偏大，初步夯实便使土接近饱和，再夯只能使土变形，土不密实会变成橡皮土。控制的办法是现场取土料作含水量试验，或者现场凭经验判断，即将土料捏成团，落地可散，这种状况的含水量基本上在最优范围之内，否则就应进行处理。含水量偏小的应洒水，增加含水量；偏大的可采取翻晒、晾干，或者掺生石灰、水泥等进行处理。

4.3 路基碾压的质量保证措施

碾压时应根据土的种类，选用适当的压实机械，按“先轻后重、先慢后快、先边后中”的作业原则进行碾压。施工中对土的含水率必须严格控制，及时测定、及时调整，碾压含水率过高的路段时，必须经翻晒后再碾压。如果土的含水率过低，可用洒水车洒水后再碾压。为了控制好路基分层施工，必须按路面平行线分层控制填土高程。控制路基压实度，必须按试验路段路基填土厚度的90%控制施工时的填土厚度。碾压时，相邻两次的轮迹应重叠轮宽的1/3，保证压实均匀，不漏压，对于压不到的边角，应辅以人力或小型机具夯实。

5 路基路面排水

水是影响路基强度和稳定性的另一重要因素，许多路基病害是由水的侵蚀造成的。另外，从保护环境、不损害当地农田水利设施考虑，也必须做好路基排水，形成排水系统，并与地区排水规划相协调。在路基施工中，应重视施工排水，防止因各种原因造成的水患，以免给路基、路面施工造成不必要的损失。

5.1 地面排水

最通常采用的地面排水设施是边沟、截水沟、跌水、急流槽以及地表的排水管。对于铁路排水沟渠，一般都要求铺砌防护。普遍采用浆砌片石加固，现在水泥混凝土预制板块也开始广泛应用。对路线两侧避免灌溉沟渠可重新进行系统布置，尽量避免穿越路线的排灌涵洞，从而提高路基的工程质量。

5.2 路面排水

路面排水的任务是迅速排除路面范围内的降水，减少水从路面渗入，避免冲刷路基边坡。路拱横坡应大于等于4%。路面排水分为二个步骤：第一步为分散排水，由路拱将雨水沿线路中线排至两侧路肩排水沟；第二步是由路肩两侧排水沟直接将水排出路基。

5.3 地下排水

路基地下排水仍多用暗沟、盲沟、渗沟、渗井等手段，其特点是渗透力式排水。当水流量较大，多采用带渗水管的渗沟。具有反滤功能的土工织物取代了传统的砂砾料反滤层。

6 路基防护

路基的修筑改变了地层的天然平衡状念，加上路基暴露在空间，不断受各种错综复杂的自然因素侵蚀，因此需要进行各种类型的防护。

6.1 坡面防护

坡面防护的目的是防止地表水流的冲刷、坡面岩土的风化剥落以及与环境的协调。近年来，对环境保护的重视程度越来越高，因此如果条件允许，应多采用种草防护。对于破裂的或易于风化破碎的岩石路堑边坡，采用锚杆挂铁丝网、高强塑料网格喷浆、喷射混凝土以及喷射纤维混凝防护也有较好的效果。但由于石砌圬工及混凝土防护造价高、易破损等诸多问题，从保护环境的角度出发，建议大力推广既能改善生态环境、美化景观又一劳永逸的种草防护，但是在新疆这种干旱地区很难实现。