公路工程路基路面压实施工技术
2022-07-17胡锋
胡锋
摘要:随着社会经济的飞速发展,汽车数量越来越多,对公路工程建设质量的要求越来越高。目前,公路工程的常见病害主要为路基沉降,路面坑洞、裂缝蜂窝麻面、车辙等,不仅影响了人们的正常通行和行驶舒适性,也给我国公路工程造成了较大的交通压力。公路工程常见的病害大多和公路工程的路基路面压实技术和压实质量相关,因此,在公路工程建设中一定要重视路基路面压实施工技术,保障公路工程的质量。论文阐述了公路工程路基路面压实施工技术的重要作用,分析了路基路面压实施工的影响因素,总结了路基路面压实施工技术的要点。
关键词:公路;路基路面;压实施工;技术要点
公路是我国交通运输系统的重要组成部分,城市建设和社会经济的发展都离不开公路运输。公路工程的常见病害主要为路基沉降,路面坑洞、裂缝蜂窝麻面车辙等",公路工程常见病害的发生大多和公路的路基路面压实技术和效果相关,路基路面压实施工技术在公路工程施工中发挥着重要作用。在公路工程施工过程中应运用科学的施工技术,尤其重视路基路面压实施工技术,提高公路工程的整体质量,从而保证公路工程的耐久性和行驶的舒适性。
1路基路面压实施工的重要性
1.1保证路面平整
路面平整度是影响行车舒适度的核心因素,保证路面平整是压实施工环节的重要作用之一。决定路面平整度的因素主要有两个,一是施工原材料的质量,二是碾压施工的成效。在原材料合格的情况下,如果未能严格按要求进行碾压施工,很容易导致路基填土各处高低不一[1]。对此,施工人员须牢记路面压实施工技术要点。为加强对路面平整度的控制,必须依照行业标准设计工程质量检测方案,平整度检测通常会用到3m直尺。对检测不达标的部位,要立即修复,避免影响工程质量。
1.2提升路面强度
路基路面强度是现代路桥工程质量评价的重要标准。随着机动车数量的增加,道路所承受的强度冲击不断提升,这对路面强度提出了更高要求。采取有效措施保证压实施工环节质量有助于提升路基路面强度、延长公路使用寿命。如果压实施工不能达到规范要求,公路承载力很容易受到负面影响。承载力不足,公路即便完工投人使用,也难以应对车辆反复通行带来的运行负载,极易发生沉陷、裂缝等问题。一旦路基路面结构遭到破坏,公路使用的安全性和舒适度便会大幅下降。可见严格把控路基路面压实质量对提升路面强度、保证工程质量意义重大。
1.3确保路面结构稳定
高质量的压实施工有利于确保公路路面结构的稳定性,而稳定的路面结构则有利于公路承受更多的行车荷载。在.结构不稳定的情况下,路面结构很容易因为雨水、地下水的渗透而遭到破坏,给车辆通行带来不便。压实施工质量越好,意味着填筑材料的密实度越好,材料颗粒间的空隙越小,路面结构的稳定性也就越突出。
2公路工程路基路面压实施工质量的影响因素
在公路工程建设中,路基路面压实施工是非常重要的工作内容.它会受到多种因素的影响。公路工程施I单位要从压实质量控制标准入手,采取有效措施提高公路工程路基路面压实施工的质量。
2.1路基填料的含水量
填料的含水量较低时.由于填料颗粒间的引力作用,使土层保持着比较疏松的状态或凝聚结构。填料中孔隙相互连通,水少气多压实机械碾压时.虽然颗粒孔隙中的气体易被排出.填料的密实度可以增大.但由于缺少水膜的润滑作用,外部碾压作用不足以克服填料间的引力和摩阻力,颗粒间相对移动不显著.因此,压实效果较差。
填料含水量逐步增大时.水膜变厚,土块变软颗粒间的引力和摩阻力也相应减小,在压实机械的碾压作用下.土粒逐步挤密.压实效果渐佳。填料在最佳含水量时,虽然颗粒孔隙少连通或不连通,孔隙中的水和气处于封闭状态而不能排出,碾压时填料内产生的孔隙水压力和气压力虽然也减弱了碾压作用,但试验结果表明,填料中所含的水有利于颗粒在受碾压产生的外部压力时发生相对移动,使填料能够达到最佳干容重而变得更密实.即最佳含水最时填料的密度达到了该压实功能下的极限值[2]。
当含水量继续增加时,孔隙中會出现自由水,压实设备碾压时不能使填料中的气体排出,孔隙中的气和水压力抵消了压实设备产生的外部压力.密实度会降低。因此,在路基施工过程中要严格控制填料的含水量,使其接近最佳含水量。
2.2路基路面的铺筑厚度
路基路面填料的铺筑厚度对压实效果也有明显的影响。实测路基路面压实度检测结果表明,填料密实度由上而下呈递减趋势.表层5cm填料的压实度最高"。通过大量的路基路面施工实践证明,路基路面铺筑应有适当的厚度填筑层过厚,下半层的压实度达不到规范和设计要求上半层的压实度也会受到较大的负面影响。当然,路基路面铺筑的厚度根据压实机械类型的变化而变化,具体参数选择根据失验室试验或现场试验段确定。
2.3压实设备和碾压遍数
压实设备对含水率--定的路基路面填料压实质量有较大的影响。同样的碾压条件下,重型压实设备比轻型压实设备能得到更大的压实度。但是.不是设备质量越大碾压效果就越好,而是需要根据压实设备的性能.铺筑厚度和路基路面试验段确定相关参数,避免过度浪费人力、物力并且过度碾压还会对路基路面有害。选择碾压设备时,应注意碾压时的单位压力不能超过铺筑材料的强度极限[3]。路基路面施工碾压遍数是影响路基路面压实效果的重要因素之一。压实机械碾压遍数,压实效果曲线显示:同一种填料的最佳含水率随路基路面铺筑层碾压遍数的增多而减少.最大千容重则随碾压遍数的多而提高;相同含水率条件下,路基路面铺筑层碾压遍数越多.填料压实后的密实度越高。工程施工过程中.可以通过增加碾压遍数提高路基路面压实度或降低最佳含水率标准,但通过增加碾压遍数提高路基路面压实度有一定的限度,在施工过程中需要通过试验段确定圈。
2.4压实方式
压实施工一般遵循先轻后重先慢后快先静后振、先边缘后中间的碾压原则,既有利于提高路基路面压实度.又有利于提高平整度。当然,铺筑的填料不同.碾压方式也要相应调整.如碾压碎石稳定土时,由于填料中含有一定量的碎石采用高频低幅、紧跟慢压的方式碾压效果更好;沥青路面宜采用先静压、再振动、后柔压的碾压组合方式;在有超高的路段,碾压顺序宜为先低后高接缝处应先进行横向碾压,再进行纵向碾压等。
在路基路面压实施工过程中.不管使用哪种压路机进行碾压,碾压速度对路基路面铺筑材料所能达到的压实度有明显的影响。碾压速度较小时,单位铺筑面积填料的碾压时间比碾压速度大时要多,压实设备作用在路基路面铺筑层上的能量也大。也就是说.压实设备传递到路基路面铺筑层填料内的能量与碾压速度成反比。如果碾压路基路面铺筑层达到设计要求的压实度所需的压实能量不变.压实设备碾压速度加倍.设备碾压的次数也加倍,而碾压速度过快也会造成路基路面不平整。因此.路基路面施L前,应先施工试验段,通过实验段选择合适的碾压速度。路基路面压实质量的影响因素来自很多方面,有自然因素,也有设备、管理因素和人为因素,需精心组织,科学施工。
3路基路面压实施工要点及控制措施
3.1含水量的控制
路基路面的压实施工需要密切注意施工区域内土壤的含水量,土壤含水量过高将会对路基路面的压实效果和公路结构的稳定性产生直接影响。对路面进行填充和压实时要检查路基土壤的含水量,只有在含水量符合标准值的情况下,才能保证路面的压实质量,从而使得路基路面的压实度和平整度满足公路压实施工的要求。检测含水量和控制含水量时要注意不同的土质条件,一般软土路基的含水量会超过土壤含水量的标准值,如果软土路基含水量过高则要对其进行换填或灌浆处理,以保证路基的稳定性要求。
对土壤含水量进行控制的过程中要注意当地的气候条件,避免在低温多雨的环境下进行压实施工。低于5C的温度会使土壤变硬,温度过低的土壤不利于压实施工;多雨的环境会增加土壤中的含水量,使土壤含水量处于极不稳定的状态,同样不利于路基路面的压实施工。另外,压实施工效果还会受到材料含水量的影响,压实施工需对材料性能进行严格控制,含水量较高的材料会影响路基路面的压实效果,只有让材料的含水量符合标准,才能保证路基路面的压实质量。所以在正式进行压实施工之前需要对土壤和材料的含水量进行检测、分析和控制[4]。
3.2时间和温度的控制
压实时间和压实温度的控制是保证压实施工质量的关键条件,为了提高公路的平整性和密实度,需要严格控制材料的温度,尤其要重视混合料中骨料的初压温度。公路路面表层的初压温度是非常关键的,要保证压实温度不超过相关规定的最高温度,同时也不能低于最低值,应根据相关标准规定的压实温度要求和速度要求进行压实施工。压实时间以及温度之间的关系,要根据温度条件的不同情况合理安排压实时间,夏季高温环境下的最佳压实时间是36min,秋季低温环境下的最佳压实时间是22min。在一天当中的不同时间点按照不同的压实时长进行压实施工同样会产生不同的压实效果,这是因为一天之内的不同时间点具有一定的温度差异,而温度上的差异会影响压实的效果,所以要根据具体的温度来确定压实的时间,图2表示了不同时间点的最佳压实时间,可以看到早晚温度较低的情况下压实时间较短,白天温度较高时的压实时间较长,这与上文不同季节和温度条件下最佳压实时间的结论能够相互印证。对于压实时间和初压温度的关系来说,图3显示了不同初压温度条件下的最佳压实温度,从图中可以总结出两者的变化规律,初压温度每降低5C,最佳压实时间就会降低3min,这个结论同样说明了初压温度和压实时间之间正相關的变化关系。
3.3厚度和宽度的控制
路基路面的厚度和宽度是压实施工需要控制的重点内容。如果公路的厚度和宽度不够合理,将会影响路基路面的压实度和强度,大型车辆和重载车辆在公路上行驶时很容易使公路遭到破坏。只有路基路面的厚度和宽度符合要求,才能确保公路工程压实施工的质量,使公路的承载力满足公路日常使用的需要,保证公路的强度和稳定性实质上就是保证车辆行驶的安全和平稳,所以压实施工人员要严格控制压实过程中路基路面的厚度和宽度,及时进行测量和调整。使用分层压实的方法进行压实施工时要控制好每层的厚度,尽量将每层的厚度控制在25em以下。施工人员进行压实施工时还要让压实的实际宽度超过公路两边的设计宽度,在压实施工完成后再将两边多余的材料切除,避免实际压实宽度低于设计宽度。
3.4次数和速度的控制
对公路进行压实施工时,要合理安排压实的次数和压路机的压实速度,通常初压按照1.5~2km/h的速度进行压实。复压速度提高到3.5~4.5km/h。终压速度要控制在2.5~3.5km/h。
3.5压实顺序
压实施工应遵循从低到高的压实顺序,为了满足排水的要求將公路设计成中间高两边低,所以压实施工要从两边向中间进行压实凹。
3.6压实施工后的检测
压实施工结束后还有一项重要工作,就是对压实后的路基路面进行检测,检测的内容包括公路的压实度、厚度、平整度等,公路的压实度是公路压实施工后和公路投人使用前必须要检测的内容。公路压实度的检测方法众多,如灌砂法以及分布检验法等检测方法。
公路工程施工的路基路面压实施工质量十分重要,施工单位需要制定科学的路基路面压实施工方案,选择合适的压实施工技术与设备并对压实施工中各方面的施工情况进行控制,严格按照公路工程压实施工的标准和要求进行压实施工,及时发现压实施工的问题并进行调整,对压实施工工序和压实施工技术进行优化,保证路基路面的各项性能达到设计要求。
参考文献
[1]刘继力.公路路基路面的压实施工研究[C].《建筑科技与管理》组委会.2019年7月建筑科技与管理学术交流会论文集.《建筑科技与管理》组委会:北京恒盛博雅国际文化交流中心,2019:179-180.
[2]杨亚锋.公路路基路面施工技术中常见问题及应对措施[C].《建筑科技与管理》组委会.2017年3月建筑科技与管理学术交流会论文集.《建筑科技与管理》组委会:北京恒盛博雅国际文化交流中心,2017:618+617.
[3]黄娜.公路工程桥涵过渡路段路基路面施工控制路径研究[C].《建筑科技与管理》组委会.2017年3月建筑科技与管理学术交流会论文集.《建筑科技与管理》组委会:北京恒盛博雅国际文化交流中心,2017:727-728.
[4]祁春平.浅析公路工程施工中路基路面压实技术的应用[C].《智能城市》杂志社、美中期刊学术交流协会.2016智能城市与信息化建设国际学术交流研讨会论文集I.《智能城市》杂志社、美中期刊学术交流协会:旭日华夏(北京)国际科学技术研究院,2016:136.