路基路面压实在公路施工中的应用分析

2018-08-16刘长胜

山西建筑 2018年20期

刘长胜

(忻州市交通试验检测中心,山西忻州 034000)

0 引言

公路建设质量和通行能力直接影响到区域经济发展及区域间协调发展能力，作为交通运输的重要板块和节点，必须重视公路建设质量和后期通行能力，应认识到公路路面、路基压实施工质量对公路综合承载能力和使用耐久性的决定性影响。本文以省内公路建设为主要研究对象，就其中的路面、路基压实施工质量影响因素及应对措施进行综合分析，以最大程度提高公路路用能力和使用年限。

1 公路路基、路面压实施工过程中质量影响因素

1.1 含水率影响因素分析

大量工程实践表明，路基路面填筑材料质量直接影响到其压实质量和压实度指标，其中，路基路面填筑材料的含水量影响最为显著。其含水量直接影响到路基路面的最终压实度指标；在压实施工过程中，随着压实次数的增加，其密度与压实次数呈现明显的正相关关系，随着压实指标的上升，路面、路基填筑料骨料之间的内摩擦力及粘结力增加，若被压实路段填筑料天然含水率较低时，则填筑料之间的内摩擦力值随着碾压次数的累加，值不断上升，在压实指标达到一定值后，压实施工开始逐步失效，即压实次数不再影响填筑料之间的内摩擦力，但此状态下的压实干容重值较低；若路段含水率较高时，由于水分润滑作用，导致填筑材料之间的内摩擦力值降低，在相同外荷载作用下，压实干容重指标较大；若填筑料含水率超过一定界限，填筑料间的内摩擦力值继续提升，在水分因素的影响下，单位容重内的填筑料开始下降。综上，填筑料含水率对路面路基压实度的影响非常显著，在具体的压实施工过程中，必须结合施工路段的真实含水率指标，针对性建立压实方案，以保证压实质量达标。

1.2 碾压施工工况影响因素分析

除了填筑材料的含水率影响因素以外，路基路面碾压施工工况对压实质量及压实度指标的影响也非常明显，压实工况的组合及执行效率和程度直接影响到压实质量，从而影响路面后期综合承载能力和服役耐久性。以下就路基路面碾压施工工况影响情况进行分别阐述：

1)路基路面碾压方式。在具体施工碾压过程中，填筑材料夯实必须遵循规范给定的顺序原则，为了保证碾压均匀，规范给定了由边缘向中间推进的碾压顺序，且碾压速度应低于20 km/h，尤其是初压阶段，碾压速度应低于15 km/h，且初始碾压阶段，速度不宜增加过快，应以较小的速率匀速增长，以保证压实质量，若压实速度控制失衡，将导致局部填筑料在冲击荷载作用下，出现局部鼓包和隆起，影响填筑料颗粒之间的可靠咬合。此外，碾压次序也应严格按照规范顺序，由边缘向中间逐层碾压，且层间重合区域应不低于最小碾压面的1/3。若碾压顺序安排不当或碾压面重叠有效面积不足，将导致填筑料向路肩挤压，改变路基、路面分层断面形式，进而影响路基、路面传力及受力特性。

2)碾压层厚度。面层及基层碾压厚度控制必须根据最新的JTGF 40—2015公路沥青路面施工技术规范进行，确保单层碾压厚度适中，剔除由于碾压层厚度分配不均匀导致的碾压失效问题。若单次碾压厚度设计的过小，在碾压设备施工过程中，将出现“超碾压”问题，除了碾压对应层外，还将破坏下层已碾压层的形态；若碾压层设计厚度过大，在预定碾压设备功率条件下将导致碾压不足问题，下层位置无法夯实。

2 公路工程中路面路基碾压施工质量保证措施

2.1 落实好路面路基压实施工作业

在具体的路基路面压实施工过程中，为了保证压实质量和压实效果，必须控制好压实设备的行进速率，并做好各种压实设备的合理安排和配置，全面控制压实速率及压实有效长度之间的关系。在外部施工环境较好，天气温度适宜、微风或者无风状态下，可以适当延长碾压长度。反之，在外界温度较低，且风力较大的条件下，可以适当削减有效碾压长度。在具体的路基路面施工实践中，压实施工具体施工工况及设备组合必须紧密结合施工现场情况，由于沥青路面铺设及压实过程中需要使用到大量的沥青混合料，由于拌合沥青在碾压过程中温度还维持在一个较高范围内，在外荷载碾压施工过程中，很容易出现沥青“粘轮”问题，为了防止大量沥青混凝土被碾压设备裹挟，导致沥青混凝土路面表面破损、缺失，应在碾压过程中，不断向碾压位置洒水，使得沥青混合料快速降温。此外，在碾压后且尚未完全冷却的沥青混合料，由于其粘弹性灵敏度较高，禁止在沥青路面上堆砌大荷载重物，防止出现沥青路面的早期弯沉。对于局部大型设备无法操作的位置，为了保证压实程度，可以选用振动式夯锤进行辅助压实，保证整个沥青混凝土路面能够压实可靠。

2.2 完善公路工程路基路面压实施工质量检查制度

在具体的公路工程路基路面压实施工过程中，为了保证施工压实质量，除了做好压实施工外，还必须落实相应的检查制度，对公路工程路基、路面压实质量进行详细检查和把控，具体的常用压实质量检测方式有以下两种:

1)核子密度检测方法。核子密度检测方式主要应用在沥青混凝土路面或者改性沥青混凝土路面压实质量检测中，使用核子密度检测方式对沥青混凝土路面的层厚有较高要求，单层检测厚度不应超过200 mm。通常情况下，在使用核子密度法检测过程中，被检测对象的材料及分层不同对应的测量方式也不同，沥青混凝土路面采用散射法，路面基层及底基层则采用直接渗透法。具体运用情况如下：先对被检测位置进行前期定位，并预热设备，测试区域定位方法可以选用抽样定位方法，在设备预热阶段，必须将核子检测设备置于被测试区域上方，打开读取设备，正确读取对应点位的密度数据，为了保证读取值的准确性，可以在周边选取若干测试点，同时采集三个以上读取点，并求平均值。图1为核子密度检测基本原理。

2)灌砂法。通常情况而言，在常见的公路路基、路面压实度及相关指标检测过程中，最常用的方法是灌砂法；由于灌砂法在具体使用过程中，采用的设备简单，投资较小，且检测过程容易控制，在省内高速公路及其他高等级公路路基、路面压实施工中最为常见。但灌砂法在具体使用过程中有一定的局限性，例如，对于高填方填石路基及对应路面压实度检测中，就无法采用灌砂法，因此，在具体路基、路面压实度检测过程中，必须视具体情况确定对应的压实度检测方法。灌砂法检测的基本原理是，通过路基填筑材料及沥青路面混合料的颗粒直径范围，确定对应的标准砂，保证标准砂级配合理均匀，将标准砂灌入容器中，从某一设计标高位置自由落体后夯实至对应检测洞中，配合夯实下降值及集料含水率指标确定最终路基、路面压实性能。