公路工程路基质量及施工安全控制研究

闫晓山

（河北通宇建筑工程有限公司，河北 张家口 075000）

0 引言

随着我国高速公路建设的快速发展，高速公路在填筑材料、施工技术等方面都发生了很大变化。为了更好地控制公路工程路基质量及施工安全，特别是施工管理水平，本文以河北邢台高速公路路基工程质量控制为背景，研究施工过程中压实质量及施工质量控制方法，并对施工质量进行监督，以期为相关工程提供一定的参考。

1 工程概况

河北邢台高速公路是河北省内重要的通道，也是河北省“三纵十一横十一环”高速路网的重要组成部分。该高速设计时速为80km/h，线路总体地势为西高东低，土层以长石砂岩、页岩、细砂及泥灰岩为主，年平均气温10℃，年平均降雨量540mm。

2 公路工程路基质量及施工安全控制研究

2.1 施工方法控制

根据工程地质勘查报告及设计文件制定合理的施工方案、施工计划及施工人员，并清点现场的施工设备及施工材料；施工现场的气候是影响后期施工的重要因素，根据施工气候条件，合理的调整施工方案，以保证施工开始后尽可能减少工期浪费[1]。

施工前准备工作完成后，应从以下几个方面对施工质量进行控制：

2.1.1 填筑层厚度：总的原则为路基填料的最大粒径不能超过25cm，且填筑层的厚度一般不超过50cm，具体的填筑层厚度，可以根据压实机械及碾压参数等确定。在进行公路路基填筑时，应遵循分层摊铺，层层压实的原则，且每级分层填料碾压完成后，需要安排施工技术人员对施工质量进行记录及评定，严格控制每层实际填料的摊铺厚度不大于试验段厚度。可通过立标杆的方法对每层填料的松铺厚度进行控制及记录[2]。

2.1.2 填料质量控制：在进行填料选择时应保证路基填料的强度满足施工规范，如填石路基的填料强度应不小于15MPa，且填料最大粒径除了小于25cm外，还需要不大于填筑层厚度的2/3。路基填料质量控制还应注意：

（1）填料从采石场装运前安排专人验收，并将明显的大块石在现场破碎，拒收不合格的填料。

（2）在进行填料摊铺过程中，注意块石摊铺顺序，遵循先铺大块石，后用小石块找平，石屑塞填，当大块石的颗粒级配较差时，可先用石渣、粗砂等对大块石的空隙进行填塞，然后用压力水将石渣、粗砂冲入填料下部，反复进行，直至空隙填满。

（3）施工期间应严格做好施工记录，对施工过程中的施工里程、填料松铺厚度、碾压遍数及施工机械的型号等进行记录，以保证路基施工的质量依据[3]。

2.1.3 路基稳定性控制：当施工路段为边坡路基时，需注意路基高度对路基边坡稳定性的影响，特别是当路基填料的性质特殊时，路基的沉降需要特别注意。比如，当填石路基采用倾倒填筑时，需要在路基坡脚处进行坡脚码砌，当路基高度小于6m时，坡脚码砌的厚度需大于1m；当基高度小于6m时，坡脚码砌的厚度需大于2m[4]。

2.2 压实质量控制

路基的压实质量是路基施工质量控制中的重中之重，不同路基填料的压实质量控制方法不尽相同，如填石路基的压实质量控制方法较填土路基更为严格，主要是因为不同路基填料的颗粒级配均匀性不同，导致填料的物理力学特性也不相同，相同外力作用下，表现出来的变形情况也不尽相同，因此结合实际工程，从定性和定量两个方面对路基填料压实质量控制进行研究。常见高速公路路基压实质量控制指标有两大类：一类为力学指标，如CBR值、静态回弹模量及动态回弹模量等；另一类为物理指标，如压实度、沉降差等[5]。

2.2.1 压实度

高速公路路基的强度及稳定性等力学特性是影响高速公路行车安全的重要因素，而路基的强度及稳定性与路基压实过程中的密实度密切相关，路基密实度越高，则公路路基的强度越大，稳定性越好。因此，在高速公路路基施工过程中，合理的控制高速公路路基的压实质量为重中之重，也是对路面平整度、刚度及高速公路使用寿命的重要保证。

考虑到施工过程中的方便性，常用压实度及沉降差作为高速公路路基压实质量的控制指标，其中压实度是指现场碾压完成后路基填料的干密度和原状土在室内进行试验得到的最大干密度之间的比值，如公式（1）所示。

式（1）中：K为路基填料压实度；ρd为现场填料干密度；ρmax为室内路基填料最大干密度[6]。

现场路基填料干密度通过现场灌砂法或灌水法确定，即将标准砂填入典型路基试验段开挖的一定体积试坑中，测量试坑的体积，并结合室内试验确定现场填料的压实度，以此对路基的压实质量进行控制。为减少对压实后路基的破坏，并提高检测效率，当路基填料的粒径较小时（最大粒径在15mm以下），应选择小型灌砂筒（内径100mm），当路基填料的粒径较大时，选择大型灌砂筒（内径150mm）。具体步骤如下：

（1）根据路基填料的粒径大小，确定试坑大小，并对试样进行称量、测定含水率；

（2）然后将标准砂灌满容砂瓶，测定好容砂瓶内标准砂的体积和质量后，将标准砂倒入开挖好的试坑内，直至灌满试坑；

（3）计算标准砂的剩余质量，并通过公式（2）得到现场路基填料的干密度。

式（2）中：ρd为路基填料干密度；m为路基填料质量；m0为标准砂质量；ρ0为标准砂密度；ω为路基填料的含水量[7]。

灌砂法作为最常见的压实度检测方法，在实际操作过程中，由于取土量较大且称量过程多，容易出现一定误差，因此为了尽可能保证检测结果的准确性，现场检测人员在进行检查时应注意：

（1）标准砂的密度直接影响路基填料干密度的大小，因此每次使用标准砂都要对其密度进行测量，并且保证标准砂的干燥性，防止水分影响标准砂密度。另外，若在使用过程中标准砂数量不够，应停止试验；

（2）试坑体积是影响路基填料干密度的大小的另一重要因素，应选择路基表面平整的地方为试坑位置或对试坑位置进行人工整平。试坑的坑壁应尽量保证垂直，试坑整体为近似圆柱形，且试坑深度不能大于下一层碾压层；

（3）进行室内击实试验时，应保证击实材料和原状土相同。

2.2.2 表面标高沉降控制法

选定一定数量的石头标高作为碾压前水平测量的基准标高，然后用25～50t钢轮振动压路机对路基进行碾压，当达到施工规范要求中的碾压遍数后，对碾压前石头的标高再次进行测量，比较碾压前后的高程差，当高程值差值小于误差允许范围，则该层的压实质量符合要求，否则继续碾压，直至满足规范要求[8]。

河北邢台高速公路设计两次碾压沉降差小于2mm，对松铺厚度50cm路基的碾压遍数和碾压沉降进行研究，如图1所示。

图1 碾压遍数和碾压沉降关系曲线

由图1可知，随着碾压遍数的增加，路基的沉降值减少，这是因为随着碾压遍数的增加，路基填料越来越密实，抵抗变形的能力也越来越强，所以沉降量逐渐减小，当最后两遍碾压沉降值小于2mm时，即认为碾压达到规范要求，根据图1，碾压6遍即可达到要求[9]。

2.3 公路施工安全控制

在公路施工过程中，现场管理人员是控制施工安全的主要因素，而工程监理及工程质量监督是实现施工安全的两个重要渠道。在全国高速路网取得可喜可贺成绩的同时，在工程监理及工程质量监督两个方面仍有很多不尽如人意的地方。通过对工程监理及工程质量监督间的联系及现状进行分析探索一些解决办法，以期进一步完善我国公路工程质量监理和监督工作职能。

2.3.1 加强和完善公路工程监理工作

我国监理业从20世纪90年代起步，发展至今取得了许多良好的成绩，得到了社会的认可，但在激烈的市场竞争情况下，仍存在一系列的问题：其一，现代企业制度仍需进一步完善；其二，由于业主、法律法规等方面因素的限制，造成监理单位的业务范围较小；面对监理单位目前的问题，应该建立现代监理企业制度、向多元化经营策略、规模化经营、国际化经营的方向发展，研究和参与“代建制”工程及项目管理[10]。

2.3.2 加强和完善公路工程质量监督工作

和业主单位及施工单位的监督相比，工程质量监督工作是行政执法和监督执法的结合，其监督工作具有强制、权威性等特点。工程质量监督工作还应从以下方面进行改善：其一，提高工程质量监督人员的素质及专业技术，是改善工程质量监督工作的前提和保证；其二，对工程质量监督的保证体系进一步改进，做好事前监督工作；其三，对实体工程的监督工作要进一步强化，并采用先进的检测方法及设备，加强对试验检测的管理，以更好的提高质量监督工作。

公路工程由于其特殊性，在施工过程中涉及许多方面的因素及人员，施工的质量是对公路运营期间的道路稳定及人员安全的重要保证，对社会及环境效益影响很大。因此，在公路施工过程中需要各方工作人员有较高的质量意识，质量监督人员须认真负责，将公路工程建设这一民心工程建设成为广大人民群众的放心工程。

3 结论

公路路基工程因其特殊的社会、投资及环境效益，使得其施工期间的质量及安全控制成为重中之重，但以往的研究中多只是对公路施工技术或者质量监督的一个方面进行研究，因此，本文从公路施工质量及安全控制中的质量监督两个方面进行研究。得到以下结论：

其一，在对公路路基质量控制方面，结合实际工程及具体的路基填筑材料，从定性和定量两个角度对公路路基的压实机具、碾压遍数进行了合理地分析，以期达到更好控制公路路基的填筑质量。

其二，分析了目前我国公路工程监理和工程质量监督工作存在的问题和面临的挑战，结合工程实际，提出了实际可行的方法，以期完善我国公路工程监理和工程质量监督工作。