公路路基路面压实 施工技术研究
2022-12-31霍丽娜
霍丽娜
为了提升我国公路路基路面的稳定性,延长其使用寿命,施工方必须主动引入先进技术与高性能设备,组织开展覆盖面积较广的路基土壤环境检测活动,做好路基底层土层的填土置换工作,为不同阶段的施工活动提供有力支持,优化路面压实施工流程与基本工艺,最大限度延长路基与路面工程的使用寿命。本文主要分析了现代化公路工程中路基路面压实施工的重要性,并指出了路基路面压实施工的基本实施方式与影响施工质量的外部因素。
现代公路工程的规模不断增加,路基土体的含水率、填筑厚度、土体力学性能,均会影响公路路基路面的压实效果,为保证公路项目的整体施工质量达到相应标准,让工程材料在一定时间段内发挥应有的性能,必须结合施工工艺与工程材料物理性质,组织开展切实有效的施工活动管控,在提升路基结构强度的同时,为路面路基结构提供适当的保障。通过合理运用路基路面压实技术,能够有效避免路基路面因受力不均、结构强度下降、材料脱落而受到严重破坏,从而确保新建公路路段在长时段内安全运行,提升行人的出行安全性,使得路面能够在长时间使用中保持平整、稳定。
一、公路工程中路基路面压实施工的重要性与基本特点分析
通过组织高水平的路基路面压实施工活动,可尽可能地将路面材料的压实度调节到理想水平,提升填料层、集料层材料的密度,改变不同层次材料之间的结合状态。一旦公路内部材料压实度与密度不足,无法达到施工质量标准,则会导致路基顶部沥青层部分材料凸起,地基下方填土层发生下陷,使得公路路面因受力不均匀、应力分散而出现裂缝或孔洞,威胁路人行车安全。公路使用性能优异与否,由路面的平整度、结构稳定性与强度、路基承载能力等多种因素决定,通过做好压实施工工作,可全面提升路基路面的牢固性,使之在长期承受巨大压力的状况下保持稳定不动,进而提升土壤的强度与填料层材料结合的紧密度,避免公路路面因外部荷载过大超过其承载限度而发生破裂问题。一旦公路路基路面的压实度不足,会导致施工材料之间的距离过大,内部空隙因结构应力增加而不断扩大,使得公路行车安全性不断下降。因此,必须调整施工方式,在确保公路质量达标的同时,使用高质量的建筑材料与大功率压实设备,如液压振捣机、柴油动力压路机等设备,消除材料之间存在的缝隙与孔洞,提升工程材料用量,使得公路路面厚度达到设计指标,在延长公路使用寿命的同时,使其内部抗震材料能够快速将压力传导到地基内部的土层中,避免沥青材料因受力过大而发生表层颗粒与附着物脱落问题。
二、影响路基路面压实施工质量的潜在因素分析
1.碾压施工工艺
碾压施工活动所采用的建造工艺、碾压方式、设备运行速度均可在一定程度上决定施工质量,首先碾压厚度即可决定压实质量与内部材料层的稳定性,碾压厚度应当保持在2m~3m 之间,厚度过大会导致不同填土层的密度不均匀,厚度过小会使得压实度受到影响,路基内部结构发生破裂或下陷。不同类型机械设备的碾压力度、厚度、作用力传导方向差异较大,工程管理人员必须根据施工质量需求,确定实际压实厚度,使得位于不同深度材料受到均匀的作用力。施工方可选择使用具备一定科学性的碾压方式,把握核心施工原则,让碾压设备从道路边缘沿着带有一定倾斜度的路线向道路中央部分转进,起始碾压速度应当设置在每小时2 公里左右,后续阶段碾压速度应当保持在5公里每小时,在起始环节让碾压设备以较小功率运作,在最后的碾压环节将设备调整到最大功率运作,对设备运作方式与碾压施工模式进行灵活调整,以此保证整体压实质量。设备的压实速度必须保持在适中水平,以此避免路基路面材料因受到过大压力、土层受力不均匀而发生横断面分裂等问题,施工人员必须结合土壤性质与土层稳定性等因素,选择均匀压实速度与低功耗设备运作方式。
2.土壤水分含量与密度、黏性
公路工程施工地点土壤下方土层的厚度、土壤颗粒密度与直径大小、黏性等因素均可决定压实施工的实际效果,因此,必须借助专业化科技设备对路基底部、周边的土层进行检测,评估土层中土壤颗粒的直径与表面积、土层受压情况、应力传导机制等相关条件,保证压实施工能够使得土壤颗粒之间的距离有所减少,强化路面周边土壤环境的稳定性,让路基强度达到设计要求。一旦路基下方土层的厚度较小,则会因压实机械反复施加作用力而发生结构塌陷,使得地基沉降,因此,必须组织现场勘测活动,使用激光雷达与超声波探测设备搜集土壤信息,建立压实施工数字模型,评估施工现场不同深度土层的具体状况,采用填土措施,在孔洞较大、厚度不足的土层中添加具备较强承载力的软性材料,如石灰土、酥性土等,为后续压实施工提供便利性。土壤的水分含量与黏性能够决定压实施工的效果,一旦水分含量超过一定限度,则土壤颗粒之间的黏性与摩擦力会不断上升,压实施工中设备向土层施加的压力会被表层土壤所吸收,导致深层土壤的密度与间隙并未发生较大变化,使得压实施工无法取得理想效果,在组织施工之前,技术人员可对深层土壤进行取样处理,找出含水量较高、黏性过大的土层,并采取措施对其进行吸水处理。
3.机械设备性能与重量
施工人员批量使用的大型压实设备功率较大,能够在短时间内完成主要的施工任务,设备的实际质量、体积、表面积等因素均会影响压实施工的实际效果。例如,部分中型机械设备与地面的接触面积较小,压强较大,路基路面材料必须承受更大的单位面积应力,因此,压实效果较佳,而与地面接触面积较小、作用力分散的机械设备难以取得理想中的压实效果。为保证压实施工的有效性,施工方应当适当地调整机械设备体积与质量,使用面积较小的滚轮设备与夯土锤,考虑到工程材料本身的物理特性,避免因向路面施加过大压力导致材料性能受到负面影响,在保证路面结构稳定性的前提下,使用有着较大质量与较小接触面积的机械设备。
三、公路路基路面压实施工技术的应用路径研究
1.组织严整有序的压实施工活动
施工人员在组织压实活动之前,必须把握压路机整体质量与体积、空气气温、湿度、工程材料密度等各方面因素,评估此类因素对压实施工造成的影响,适当地根据外部环境变化趋势调整施工范围与碾压长度,派遣专业技术人员负责使用各类工具清理粘附在滚轮上的沥青材料与填料,并主动在压实机械的滚轮下方洒水。在沥青混合料尚未完全成型时,应当避免将吨位较大的机械设备开入有着较多未冷却沥青的区域,保证路面的整洁与卫生。施工方可基于外部环境温度与湿度,采用合理措施调整碾压范围,计算待碾压路段的长度,灵活调整碾压设备的运行速度,如果外部环境温度较高、风速较慢,则可适当延长碾压长度,把握施工细节与外部影响因素。在组织开展路面碾压工作之前,必须首先处理好路基强度不足问题,通过填土、换土、注浆等常用修复方式,有效提升碾压厚度与底部土层的密度,使得地基承载力达到技术标准。路基路面碾压厚度必须控制在30cm 左右,使用较为合理的中型压实标准,在改善填料物理性质、使之发挥作用的同时,在集料层加入适量的生石灰,调整路面材料的含水量,避免因材料摩擦力过大而导致压实施工失效。
在进行针对填料层的压实施工时,必须采取有效措施,对填石进行整平处理,调整材料的松铺厚度,保证碾压设备的轨迹有超过40cm 的重合部分,并控制碾压的深度与内部压实度,改变填石之间的间距与其整体密度。在使用大型机械设备进行整平后,必须以人工方式进行整平,以此保证施工质量达到标准,并主动使用卷尺、激光测距仪测量填石层的厚度,并在后续阶段使用大型振动式压路机进行碾压处理,此类机械应当在填石层反复碾压三到四次,秉承从外到内、从轻到重的原则,进行反复碾压,使得石块保持稳定状态,制造出一个平整度较高、较为光滑的表面,避免遗留分布范围较广的车轮印记。在压实沥青路面时,必须使用设备调整沥青材料的温度与密度、黏性,控制其接受初压时的温度,保证路面压实能够达到理想效果。一旦沥青混合料的温度过高,则材料的密度会有所下降,沥青混合料会在较晚时间内凝固,容易在碾压过程中出现混合料位移并粘附在滚轮表面的问题,严重影响路面沥青层的均匀度,导致路面施工效果下降。因此必须调整沥青材料在碾压施工中的温度,使之保持在120 摄氏度左右,在这一温度上的沥青材料能够因受力而转变为共振状态,受到压实机械所发出的作用力的影响,可保证振动碾压施工的实际效果。施工人员可操控碾压设备以每小时4 千米的速度与40cm左右的重叠面积,开展反复两次的碾压。
2.压实度检测与评估
为保证压实施工的质量达到施工计划指标,必须组织开展测试活动,重点检测压实密度与路面材料的强度,在压实密度大于相应技术指标时,则可认为压实度过高或土壤环境有了较大变化,在压实密度较小时,可判断土层中含有较大的孔洞与缝隙,导致压实效果不达标,施工人员可马上组织二次压实施工,在填补土层缝隙后,使得路面材料达到相应的密度。针对不同深度的土层,使用多种类型的检测方法,评估路基路面的压实度与稳固性。例如,针对厚度较小、处于地表的土层,施工人员可采用全新的环刀法检测压实度,这一方法具备较高的破坏性,容易影响路基路面表层的平整度,可用于密度较低、分布范围狭窄的松土层中。工作人员可使用专业化的环刀,将其打入土层深处,让环刀向土层下方施加一定的应力,使得土层发生一定程度的松动,如果土层中的土壤在环刀发出作用力后不松动,则可判定压实度达到了技术标准。这一检测方法具备成本低廉、应用范围广阔等特殊优势。施工方还可使用技术水平较高的核子密度检测法,针对有着一定深度与厚度的土层,采用此类不具备较强破坏性的检测技巧,在短时间内测定出土层的含水量、干湿度、密度。
3.调节材料配比方式
施工方必须基于工程质量要求与路面硬度要求,施工之前均匀配比原材料,突出配比方案的科学化与合理化,对工程材料的体积、阶段用量、水溶性等各方面性能进行分析研究,通过做好材料性能研究,预测不同施工方案能够达到的理性施工效果,进而逐步调整材料的混合配比比率,合理运用石灰石、沥青、化学添加剂等材料,对各类材料的基本使用方式做出差异化处理,避免出现潜在的质量亏损问题,争取达到理想中的道路平整度。通过调节工程材料使用方式与基本性质,控制公路工程路基路面材料中的含水量与颗粒密度,可保证公路土质的干密度和压实度,帮助浅层路面与底部填料承受较大压力,有效分散上层负担。
四、结语
压实施工技术的实际应用效果能够决定公路工程的整体质量水平,为保证公路工程施工质量达到相应标准,施工方必须采用科学、合理的施工方法,选择性地使用土料与化工材料,调整沥青材料的碾压次数与配比方案,精确化控制整体施工质量,做好路基填石层与路面沥青层的多道压实处理工作,保证路基路面材料的压实度、密度、结构强度达到施工计划中的核心要求,间接促进我国公路建设事业的演化与发展。