基于回弹模量法的农村公路工程中路基沉降施工质量控制技术应用

王腾仪

（招远市地方公路建设养护中心,山东 招远 265400）

0 引言

在经济高速发展环境下，我国农村公路工程数量也越来越多。研究表明，大部分农村公路工程建设沿线的地质强度较低，极容易出现施工沉降问题[1-3]，除此之外，农村公路工程的运输量较大，对路基的承载力要求也较高，部分工程在未达到使用年限时塌陷，导致了严重的运输安全问题，给交通运输安全带来严重隐患。为了提高农村公路工程的运输稳定性[4]，满足农村公路工程的路基使用要求，需要设计一种全新的路基沉降施工质量控制技术。

在路基沉降施工质量控制的过程中，需要预先进行理想沉降预测[5]，计算相关的施工参数，再根据时间发展关系确定未来的施工沉降量[6]，调整部分沉降施工步骤。引起农村公路工程路基沉降的原因较多，首先，路基路面结构不符合施工要求，很多公路工程未根据路面的整体承受状态及承载耐压力进行分析，导致设计的路基路面参数不合理[7]，从而造成路基路面沉降严重；另外，压实数据不合理，路基路面压实的复杂度较高，需要使用专业化施工设备完成施工处理，一旦设置的压实数据不合理可能会导致路面承受力不足，造成严重的沉降安全隐患[8]；最后，路基路面接头填缝异常，很多农村公路工程在搭接完毕后未进行填缝处理，导致路面平稳度严重下降，造成施工质量不佳。

为了解决上述的路基沉降问题，该文结合路基沉降施工要点设计了一种基于回弹模量法的农村公路工程中路基沉降施工质量控制技术。

1 农村公路工程中路基沉降施工质量控制技术

1.1 基于回弹模量法监测农村公路工程中路基沉降

基于回弹模量法是一种常用的方法，其与路基变形存在一定的相关性，可通过监测回弹模量的变化，间接评估路基沉降情况。通过定期进行回弹模量测试，可以及时发现和解决路基沉降问题，确保道路的稳定性和安全性。因此，在农村公路工程中，可将其用于监测路基沉降，以帮助工程师和监测人员实时了解路基质量和变形情况。回弹模量（Rebound Modulus，也可称为反弹模量）是指材料在受到外部荷载作用后恢复原状的能力。该方法通过测量材料的回弹性质，推断出路基的变形情况，通常使用回弹锤和回弹仪进行测试。在测试过程中，回弹锤以标准落锤高度自由落下并击打测定区域的路基表面。当回弹锤反弹后，回弹仪会测量回弹高度，并根据回弹高度与落锤高度的比值，计算出回弹指数或回弹模量。其数学表达式可以表示为：

式中，Er——回弹模量；α——系数；Fmax——最大荷载；δ——回弹深度。

在农村公路工程中，通过在路基不同位置进行回弹模量测试，可以获取到路基不同点的回弹模量值，并计算出其相对应的沉降情况。通过对比不同时间点的测试结果，可以监测到路基沉降变化情况，进而评估路基的稳定性和安全性。回弹模量法是一种非破坏性测试方法，不需要对路基进行开挖或破坏性采样，从而避免了对道路交通的干扰和损害。且该方法操作简便，测试结果能够快速获得，不需要复杂的实验条件或大量的测试设备，适用于对路基沉降进行实时监测和评估。然而，需要注意的是，为了确保数据的准确性和可靠性，该方法需要根据实际情况合理选择监测点位，在选择监测点位时应考虑多种因素。首先，要根据实际情况选择具有代表性的点位，覆盖整个路基区域，以获取更全面的沉降信息。其次，应考虑土壤类型的差异，因为不同土壤类型的回弹模量值可能存在较大差异。另外，荷载大小和路基设计参数也可能对测试结果产生影响，因此也应予以充分考虑。

1.2 设置公路路基沉降施工搭板

在使用过程中，公路路基面临巨大的车辆荷载，因此，一些脆弱区域经过反复车辆碾压后可能出现路面厚度和刚度的变化。为了降低施工难度并确保施工质量，需要采用有效的公路路基沉降施工搭板。首先，根据公路工程的施工特点和路基顶面高度挑选合适的公路路基施工搭板[9]，以提供足够的承载能力和稳定性，确保施工过程中路基不变形和不沉降，并需确保搭板的高度与路基顶面高度及路面底层高度相一致，以保证顺利施工；其次，搭板的标高也应与路面基础标高相同，以保证路面的行车流畅性和路基的协调性；然后，在路基沉降施工质量控制过程中，严格制定施工图纸是至关重要的。图纸应详细说明搭板的布置方式、尺寸规格和施工方法。提前预留施工空间和设备安装位置，确保最终施工结果与实际要求一致。且在施工过程中，施工人员应按照图纸和规范要求进行搭板的安装和固定，确保搭板与路基紧密贴合。最后，在施工前，需要进行道路沉降差值的测量，以了解当前路基的沉降情况。并根据实际施工状态，计算出允许的路基沉降量，以确定施工搭板的高度调整范围。这样可以确保施工过程中沉降控制的准确性和有效性，避免出现过大或过小的沉降，影响公路使用的舒适度和安全性。其中，允许的路基沉降量，可根据下式（2）进行计算：

式中，DA——预设路基路面厚度；DC——实际施工路基路面厚度。此时，基于上述标准设置的公路路基沉降施工搭板如图1 所示。

图1 公路路基沉降施工搭板

路基沉降施工搭板设置完毕后，需要将其与路基桥台连接，主要包括4 个连接步骤：

第一步，设置桥台搭板连接锚栓。将符合连接要求的锚栓设置于桥台上，以提高锚栓的固定可靠性，避免搭板出现纵向滑动。在施工过程中，可以使用钢筋辅助施工提高施工质量，有效确定连接范围[10]，因此，该文设计的沉降施工技术选取22 号钢筋作为辅助施工钢筋，并严格控制范围间距以确保连接的准确性。另外，为避免竖直锚栓对搭板造成损坏，该文设计的施工质量控制技术采用同步移动法限制了连接距离，并设置了水平连接拉杆。

第二步，设置连接支座。在搭板下层铺设高性能油毡垫层，然后根据道路桥梁的施工要求，选择板式橡胶支座并规划支座间距。这些支座能够有效地分散荷载，提供良好的缓冲和支撑作用，以确保搭板和路基桥台之间的连接稳定性。

第三步，调整搭板的倒角。为了避免搭板移动导致路面损坏，需要预先设置台端倒角边缘并调整牛腿边距，以满足后续的连接要求。这些调整能够改善连接的匹配度，保证连接的紧密性和稳定性，从而减小沉降施工对路面的不良影响。

第四步，选择填缝材料并进行填缝处置。根据填缝质量的要求，可以选用高性能纤维填缝材料填充连接缝隙，并使用相对较稀的沥青进行填缝处置。高性能的填缝材料能够有效地填补连接缝隙，提供良好的密封性和耐久性，防止水分和污染物进入连接处。

待上述连接步骤完毕后，施工人员可以根据施工标准选取高性能压路机进行施工。在施工过程中，需要凿除无用的碎石层，充分完成压实施工作业，以确保压实施工达到设计要求。通过压实施工的完成，搭板与路基桥台之间的连接将更加牢固可靠，提供良好的支撑和稳定性。

1.3 压实处理路基沉降施工地基

为了避免路基强度过低导致的跳车问题，在施工过程中需要根据施工基本概况对施工地基进行压实处理，以提升地基的承载力，降低地基沉降风险。该文设计的路基沉降施工质量控制技术处理了地基侧向伸缩缝，选取了有效的压实装置进行刚性压实处理，避免出现路基侧向位移问题。在农村公路工程中，一些路段可能存在沟壑等地形不平的情况，在这些路段，土壤的含水量与孔隙率较大。因此，为了改善这种情况，可以使用土壤换填法进行换填处理。包括根据预设的高度进行开挖，并选取高性能黏土进行回填，回填后满足要求可立即进行充分压实处理，以确保地基满足要求并达到最终的压实效果。由此，有效降低了地基产生沉降和变形的风险，并减少了发生跳车等道路安全问题的可能性。

待上述步骤完毕后，需要选取有效的沉降后台，以避免地基出现压缩变形问题，有效地降低道路工程路基路面的沉降量。该文设计的施工质量控制技术预先分析了影响路基沉降的因素，优化了沉降施工环节，严格地按照施工标准进行施工。施工需选取质量较高的夯实机与压实机，在与路基相距指定距离范围内反复进行压实处理，提高填筑的强度，避免压实路基变形。

面对某些雨雪天气，路基路面长时间被雨水浸泡很容易导致土壤结构损坏，降低填充物的稳定性，使路基路面的安全性及强度下降，因此，可以在路基路面施工的过程中根据地下水分布关系设置排水管道，避免出现积水补偿问题。除此之外，为了解决路基路面的荷载破坏问题，还需要定时对路基路面进行养护。

1.4 填筑路基沉降施工边坡防护

当农村公路工程路基路面的交通负荷较高时，路基路面很容易出现安全隐患，因此，需要使用有效的边坡填筑技术保证路基路面的可靠性，避免路基路面沉降。该文设计的施工质量控制技术将植物防护法与工程防护法结合，根据植物根系的固定关系及人工构造物进行充分防护。由于与边坡接近的区域难以利用机械装置进行整平处理，因此，该文设计的施工技术使用石料码砌法进行了边坡防护处理，但在施工过程中，需要对石料质量进行检验，保证填筑规范。在施工过程中，预先将超出路基宽度范围的填料进行压实处理，然后按照路面宽度进行逐层施工，有效解决填料粒径问题，最大程度上提高了路基沉降施工的可靠性。

2 实例分析

2.1 概况及准备

为了验证设计的农村公路工程中路基沉降施工质量控制技术的控制效果，该文选取X046 招辛快速路工程进行了实例分析。X046 招辛快速路起于招远市国大路，止于招远市招远辛庄滨海旅游度假区，长22.297 km。拟建项目是招远市现代综合交通运输网络“一环二游六联”中二游之一，作为连接滨海及内陆地市域南北向发展的重要依托，为带动招远市旅游经济的发展起着重要的作用。

该工程中一级公路21.307 km，二级公路0.990 km，沥青混凝土路面，路面宽24.0 m 不等。该路段改建于2010 年，随着交通量的逐年增加，该路面目前已经出现了不同程度的损害，整体使用寿命偏低。为了解决路面问题，维护道路服务水平，为地方经济旅游发展及群众出行提供便利服务，该次拟对招辛快速路进行大修。

该次大修范围为勾山水库至招远莱西界段，起点位于勾山水库，终点位于招远菜西界，路线长约11.008 km，二级公路，沥青混凝土路面，路面宽11 m。该路段改建于1996 年，于2007 年进行过大中修。X044 黄水线招远市现代综合交通运输网络“九横十纵”中六纵，是连接滨海旅游度假区、远城区、南部城区的重要通道。根据招远市城市总体规划，招远市未来将形成“一主一副，一轴两片多节点”的市域城镇空间布局结构，县道黄水线位于S213 黄水线的西侧，且为平行通道，同为连接滨海与内陆的市城I 北向发展轴线，是南部高效农业片区的主要联系通道。因此，对其进行修整，可促进农业发展，实现乡村振兴，带动区域进步。

2.2 应用效果与讨论

结合上述的概况及准备，可以进行农村公路工程路基沉降施工质量控制实例分析，即选取若干个沉降监测点，设置中心监测基点，对各个点位进行编号，使用MK326T 数字型双轴倾角传感器对其进行沉降监测，将监测结果与施工允许沉降标准对比，应用效果如表1所示。

表1 应用效果

由表1 可知，该文设计的农村公路工程中路基沉降施工质量控制技术的控制效果较好，通过MK326T 数字型双轴倾角传感器监测得到的沉降数值符合施工允许沉降标准，由此说明所提技术可有效实现对路基沉降施工质量的控制，具有可靠性，有一定的应用价值。

3 结束语

综上所述，在经济发展背景下，我国的交通运输越来越完善，建设的规模越来越大，各种各样的农村公路工程应运而生。农村公路工程的施工环境复杂，路面设计难度较高，且在施工过程中容易存在严重的安全隐患问题，造成路基沉降等风险，无法满足农村公里工程的运输承载要求。因此，为了提高农村公路工程的施工质量，需要设计一种有效的农村公路工程路基沉降施工质量控制技术。通过实例分析，结果表明，设计的路基沉降施工控制技术的控制效果较好，具有一定的应用价值，可为提高农村公路工程施工安全性作出一定的贡献。