路基施工技术对公路质量的影响分析

2022-11-24刘绪龙

科技创新与应用 2022年30期

刘帅，袁流，刘绪龙，滕威

（中国建筑土木建设有限公司，北京 100067）

随着我国高速公路高质量的发展，基础设施有了很大的提高，对道路施工质量提出了更高的要求。我国公路运输网络不断完善，在很大程度上满足了运输要求。中国地形复杂，公路技术作为中国道路运输系统的重要组成部分，必须进一步提高公路施工质量，为社会的发展提供必要条件，不仅要求高的施工技术，而且还需要有过硬的施工质量。这是一项全面的工作，需要许多方面共同努力。路基结构施工前，会有详细的施工图和施工计划，但实际上，施工过程往往受到实际情况的限制，这就要求施工人员改进施工工艺，克服施工难点，确保整个公路路基结构的质量和安全。

通过调查研究发现，造成路基工程施工质量低下的主要因素为自然因素和人为因素。路基结构施工的自然因素包括地质环境、自然气候变化和森林植被等。施工过程中的人为因素包括施工人员的主观意识和技术水平等，直接决定着工程质量。在进行技术设计前，土建工程师必须严格结合基础设施工程的实际特点，掌握公路沿线温湿度的变化规律，并采取适当措施控制施工温湿度，以确保稳定路基结构工程的强度，提高路基结构工程的承载力。

1 路基施工的质量要求

1.1 路基承载力

承载力是指路基承载荷载的能力。在荷载作用下，地基会发生变形。伴随着荷载的逐步增加，路基变形逐渐增大。决定路基稳定性和可靠性的主要因素是初始路基承载力。例如，复合地基和基础的加固必须根据实际需要进行。以保证地基承载力满足当前的需要，为基础设施的建设打下坚实的基础。

1.2 路基的孔隙率

土壤孔隙率是影响地基稳定性的最为关键的因素。如果地面和路面不符合规范要求，影响整个路面的稳定性。为减少岩芯接缝事故，必要时采取防排水措施，铺设砾石等透水材料。

1.3 路基平整度

路基如果发生沉降，道路会失去稳定性，且使用寿命急剧下降。因此，在处理路基边坡时，应根据实际情况因地制宜。当坡度小于1∶5时，可采用常规处理。在原有基础上开挖高约30 cm，过渡台阶宽度大于1 m，在内部进行弯曲和平整，保证台阶的强度满足工程要求。

2 影响公路路基施工质量的因素

在公路基础设施建设过程中，路基不均匀沉降、滑坡和纵横向裂缝等一系列常见问题影响了路基质量。如果这些问题处理不当，不仅会影响道路基础设施本身的质量，还会严重影响道路的使用，造成结构不均、承载力低，对交通造成不利影响，出现道路交通事故等严重后果。因此，要严格按照要求施工，减少道路通病发生的可能性，提高施工质量，制定合理的施工措施。

在公路建设过程中，裂缝、地面沉降和冻胀仍然是主要问题。垂直裂缝和水平裂缝是西北风沙区的主要外力。沙丘移动频繁，土石方在风积沙下流动，风蚀后出现裂缝。然而，裂缝的形成不仅是承载力的自然作用，也是人为作用的结果。低风区的裂缝是由不规范施工造成的。路基填筑是完成路基台阶的重要环节。然而，为了节省时间，一些施工队没有正常压实，导致不稳定和边缘下沉。

3 保证路基施工质量的流程

路基结构准备阶段包括路基结构土建工程总体部署、工程范围、水文地质、工程量调查、施工方案制定、施工方案组织、人员、机械及开工前材料准备等。无论该阶段准备是否充分，每一个关键因素都直接影响到路基结构。因此，施工人员必须认真对待以下几个方面内容。

3.1 详细调查，制定方案

在项目现场，应详细检查对公路沿线（含路基基层）和土源作业区的液界、塑性界、土塑性指数和含水量进行标准密度试验和土强度试验（CBR值），并制定施工方法。根据水文地质条件和以往施工经验进行分类整理，根据不同的土壤性质和含水量，制定有效的施工方法和方案进行分区清理，避免盲目施工和绕行，确保工程质量和进度。

3.2 建立健全质量保证体系

正常施工必须有良好的质量保证体系来保证。建立和完善质量体系不仅是公司切身利益的保障，也是公司向现代化企业迈进的重要保证。质量保证体系的建立应逐步落实到实际设计中，真正发挥其作用。通过建立各级责任制、专项负责制和奖罚制度，调动员工的干劲，实施员工的全面质量管理，确保工程质量。

3.3 施工测量

施工测量应在地下路基开工前进行，包括通道改造、中线改造、改造定额、交叉检查、补充测量和充水质量。施工测量的精度必须符合《公路测量规程》的要求。红外测距仪用于测量导线，使用前检查并校准设备。如果原始桁架点不能满足要求，则必须对其进行调整，以确保在整个道路施工过程中，公共桁架点之间的相互可见性。路基开工前应完全恢复中心线，并指示轨道的主控制桩。如果发现原设计测量不正确或需要局部换线，应断链并调整纵向。应在设计符号的相应部分注明断链位置和站号。基准的制作和添加。基准空间应符合标准要求。数据点应插入自由结构、高段、基本整体段、集中段和复杂地面段。基准点应符合标准要求。路基施工前，必须详细检查垂直和水平横截面图，如果出现问题，必须重新测试。如果设计单位未提供水平横截面图，则应进行额外测量。路基分界桩施工前，应根据相关规定，如设计图纸、施工工艺和恢复路径，在斜坡、边沟、租赁坑、栏杆和弃土等特定点钉桩。

4 公路路基施工的质量控制分析

4.1 对施工材料质量的要求

为保证路基质量，须确保路基施工所用材料的质量。只有合格的材料质量才能保证其稳定性和强度。原材料的选择和采购来源需要严格控制。路基的稳定性主要取决于填土层的作用。因此，填充体的质量非常重要，材料厚度可达35 mm。在施工过程中，对土壤质量也提出了一些要求。施工前，技术人员应检查和分析当地土壤质量，确定土壤水分的物理性质，制定相应的施工方案。土壤不仅影响工程，还影响路基材料的选择。如果土壤颗粒很小，可以用普通材料。颗粒越大，对填充材料的要求就越高。因为颗粒越小，弹性模量越高，填筑质量越好，路基弹性模量越高。因此，土壤的选择必须符合一定的原则和标准。

路基通常由天然土组成。在填充天然土壤之前，在确定其物理和机械性质、最佳含水量和干燥大部分的最大厚度之前，对其进行测试和分析，以确定填土厚量和整个路基结构。土壤颗粒的比例较高，相应的弹性模量较低，而毛体的弹性模量较高。土壤颗粒为固体，相应的弹性模量较低。这通常被称为沙子，是质量完备的道路材料。

在选址方面，选择塑性指数较低的土壤作为路基，如石灰稳定土路基；该方法适用于土壤质量较低或湿度较高的土壤。如果换土成本较高，且工期较短，则应使用石灰改良土壤，以满足路基要求。添加颗粒：高液体黏土或高地下水位区域，可与砾石、砾石和矿渣等颗粒混合。树木草皮、家庭可回收垃圾、五谷种子和腐殖性的土壤等材料不得用作填充材料。泥炭、淤泥、多年冻土、粗壮土壤、有机土壤和不溶性含量超过允许值的土壤不得直接填充，需要进行相关处理，满足设计要求才能够使用。

4.2 对路基排水施工技术的要求

道路在室外修建，也在室外使用。在施工过程中，不但会受到气温的影响，还会受到高温、低温和雨雪的影响。因此，有必要实施道路排水基础设施工程。如果路基长时间被雨水浸泡，不做处理，会产生路基周围水土大部分都流失的现象，破坏路基的稳定性，并可能造成坍塌。如果增加地下管道，地下管道将雨水排出，就会避免破坏路基。城市地下管线穿越路基，不能单独排水。所涉及的排水系统应与周围的地下排水系统相互结合，确保地基质量，大幅提升道路使用寿命。

基底表面的排水方法很多，如在横坡和斜坡上设计导槽，以改善边沟的排水性能；在道路中央分隔区修建细砾石沟、透水柔性管和横向排水管；加强排水孔设计，使地表水快速排出；应提供沥青接缝等排水系统，将地表水引至地面以外。如果路基建在农田，在施工前必须进行填筑和压实。当有机物质超量时，很难用压实的土壤代替。对于水田来说，地表通常有一层薄而疏松的土层。如果直接填土，不仅机械运动不稳定，操作困难，而且土压力不足。当路基厚度较大时，应先填筑0.5～1.0 m厚的第一层，然后通过工程机械，再按规定厚度铺设。这样可以完全压缩，无需任何其他处理。如果土层太薄，第一层不能太厚，否则无法压实。当水田水位过高时，排水沟不能提供足够的排水，无法保证机械排水。由于地下水渗入土壤，影响路基性能，从而影响路基的使用寿命。砂垫层应插入原土和路基之间，以便于排水。

4.3 对路基边坡施工技术的要求

并非所有建筑工地在建造路基时都是连续的。在山区，有斜坡、起伏和其他地形，边坡施工应综合考虑各种因素。由于公路建设会产生一定的坡度，边坡施工不仅要考虑边坡的高度，还要考虑地形环境。例如，如按照港口道路的施工标准进行施工，如果主要道路的填筑高度为5 m，则必须对路基进行填筑，使工程更加困难和复杂。例如，在非软土中，如果道路长度较长，可能会发生泄漏。因此，边坡设计应比沉降设计更复杂、更全面。应使用数据进行科学准确计算，以确保路面的安全性和稳定性。

填方路堤为路基边坡时，边坡高度不稳定，在荷载作用下发生滑移，施工前必须注意。试验结果表明，当边坡较小时，仅需在1∶10～1∶5之间移除树木和植被，以确保边坡的稳定性。但当边坡高度在1∶5～1∶2.5之间时，应分步破碎，总宽度不小于2.0 m，最小高度为1.0 m，最大坡度为4.6%。当底面大于1∶2.5时，应采取修墙、修脚等防护措施。

4.4 对路基压实施工技术的要求

路基压实技术与路面质量有着密切的关系，影响压实质量的因素很多。因此，为了提高压实工作的质量，必须具备科学先进压实技术。压实时，辗轧段的长度能够和摊铺的速度一致，两者必须保持稳定状态。在某些特殊情况下，如果温度低且风小压实长度不应太短，反过来，如果气温高且风力大，压实长度可以缩短。土壤湿度也影响路基压实。土壤湿度比越高，基质难以集料，这就对集料基质提出了更高的技术要求。施工期间，土壤含水量通常较高。解决这一问题的主要方法是用石灰时加入适量的水，并在自然干燥后将其推至正常水平。此外，由于施工是开放的，应特别注意风力和直射光。这两种情况下，土壤水分含量都会发生显著变化。施工人员将根据不同情况及分析的当地条件绘制路线图，并在协调不同数据的同时确保路基施工质量。

路基底层厚度不得超过30 cm，且必须分层压实。对于相同的土壤，轻压获得的干压密度，小于重压获得的干压密度，最佳水量大于重压获得的干压密度。在黄土路基的压实技术方面，应尽量使土壤水分不断扩散和固结，不断压缩土体，加固黄土地基，从而保证黄土地基的最佳压实效果。为保证最佳含水量，坝边压实应缓慢进行，防止施工机车从坝上坠落。弯曲时注意二次背压。

5 公路路基裂缝的防治

施工过程中，半刚性基层的含水量应为0.9倍，压实度应符合规范要求。碾压后应及时保持水分，防止基层干燥。压实后立即喷洒乳化沥青、油漆或黏合层，然后尽快涂抹沥青。配制沥青混合料时，必须控制加热时间和温度，防止沥青老化，并加强碾压，使沥青混合料达到一定密度，减少反射裂缝。为了减少半刚性基层收缩裂缝引起的反射裂缝或沥青路面裂缝，应采取有效措施减少半刚性基层的收缩裂缝。

在路基施工早期阶段，通过选择路面结构、技术或材料来防止裂缝的形成或处理现有的裂缝。这将减少或预防产生裂缝，或大大减少初始或不可避免的裂纹活动。沥青路面表面层摊铺前，检查底层施工质量，及时清除泥浆等杂物，对软弱层进行处理，确保底层稳定。如有必要，喷涂1层0.7～1.1 L/m的石头或沙子，以确保底层厚度。

当路基出现纵向裂缝甚至断层时，应注意现场调查，及时准确地测量路基沟槽、暗池、褪色层和脆性层。沟塘内的泥沙应彻底清除，选择有利于水稳定性的材料，回填应严格分层进行，提高包装层压板的均匀性。半填半挖公路，当土石方坡度大于1∶5时，采用旧路。土方开挖应分台阶进行，台阶宽度不小于1.0 m，并严格按规范要求压实。水稳定性差异较大的土石混合料应分层或分段填筑，不得在纵向单独填筑。如果有软弱层，则应采用较厚的路基预压，以防止不均匀沉降。

路基出现横向断裂，如果地表水不能得到有效控制，将大大加剧路面结构的破坏程度，影响结构的安全性和耐久性。严禁直接填筑液限大于50、塑性指数大于26的路基。不同类型的土壤应分层填筑，同一填筑层不得混合。路基以上填筑层施工时，交叉口及高速公路两端的填筑应按要求处理。严格控制路基各填筑层的平面高度，保证路基以上填筑层厚度大于或等于8 cm。路堤开挖或填筑后出现网状裂缝，使用合格的填料或通过添加石灰和水泥对其进行改性。为了更好地了解碾压过程中的土壤含水量，路基填筑时应采用塑性指数。如果路基湿度大，应选择土层，并采取更换或添加石灰粉等技术措施。