公路工程路基填筑压实施工技术

张春生

(九江市公路发展中心共青城分中心,江西 九江 332020)

0 引 言

江西省委第十三届七次全会提出了要加速昌九一体化,把“南昌做大,昌九一体,龙头崛起”的重要部署。昌九高速公路是连接昌九之间唯一的高速通道,已无法满足昌九一体化发展战略和昌九沿线经济社会发展的要求。因而,建设昌九发展大道,是实现昌九一体化的迫切需要。在公路建设中,路基铺筑压实,是公路工程施工中的基础性工作,它的施工质量将直接关系到公路工程的质量和使用寿命。

1 工程概况

昌九发展大道(九江境内永修至关帝庙段)一级公路新建工程起于南昌与永修县交界处(傅家垄K6+145),路线经永修县城以东、恒丰集团场部以西、共青城以东,结合博阳河整治进行堤路结合、沿德安县城东,于关帝庙与国道G105相接(K51+438),全长45.293 km,采用设计、施工的四车道路基(宽24.5 m)增宽至双向六车道路基(宽32 m),其中:两边各增加1.5 m主车道路基,达到双向六车道路基主行车道宽度,基本满足改双向六车道路基要求,保证填土质量;其余道路两边各2.25 m路基按绿化填土要求填筑。

2 路面路基压实施工对公路工程的影响及技术要点

2.1 路面路基压实施工对公路工程的影响

(1)为提升路基强度,项目工程要重视碾压施工质量。当前在公路项目施工过程中,施工单位为控制工程成本存在路面施工中偷工减料的现象,使得公路路基路面质量难以达到使用标准。因此,为保证施工质量、延长公路使用寿命,工程管理部门要加强监管力度,保障路面路基压实效果,以此提升路面路基压实度与强度。(2)路基压实施工能够提升公路稳定性。公路工程施工过程中,若压实施工质量不佳,则会使路基路面的填筑材料之间存在大量空隙,不仅影响了路面路基的压实度,也会导致雨水大量渗入路基中,导致公路路面路基出现裂缝或坍塌问题,影响了公路结构的稳定性。因此,地基的碾压施工是保证路面稳定的一个关键因素。(3)路面路基压实施工能够延长公路使用寿命。在工程实际投入使用后,由于行车量较大,路面路基受到长时间的荷载作用往往会出现路面裂缝等问题。因此,通过加强路面路基压实施工质量,提升路面路基耐压能力,进而延长公路的使用寿命。

分析昌九发展大道的工程建设要求与设计标准,昌九发展大道路基压实标准如表1所示,严格执行公路工程项目的压实标准,提升公路工程项目的建设质量。

表1 昌九发展大道路基压实度标准

2.2 路基路面压实施工技术的技术要点

路基压实法施工工艺与公路工程质量息息相关,其施工质量受多种因素的影响,要想达到更好的压实效果,需要掌握以下几个技术关键点:(1)路基压实前,应确保沥青混合料处于冷却状态,且保持路基施工现场清洁,确保路基压实施工现场无施工机械设备、施工杂物等杂物。(2)在不能使用压路机进行道路路基压实的情况下,可以通过振动夯击来实现。(3)碾压段的长度要根据混合料的特性、沥青的出料温度、风速、温度以及供料能力等因素来确定。(4)在碾压前,需对基坑土壤进行清理,在填充灰土、碎石等材料后,再进行碾压。在填土时,应注意调整土壤软弱层,确保达到填方要求。(5)挖土换土只适用于软土不到2 m的情况,其中优质土壤需要填满挖掉的土壤,土壤持力层无需更换。

3 影响路面路基压实施工质量的因素

3.1 路基土壤含水量

路基土壤含水量高低直接影响着路基的压实度,在含水量合理的情况下,能确保压实取得最大干密度[1]。路基土壤最佳含水量可通过气候条件调整,也可采用复杂的计算方法,例如数学模型,模拟分析等,在最大范围内搜索土壤最佳含水量。通常来说,实测含水量可略微高于土壤最佳含水量,但上、下幅度应小于1%。如部分路基土壤含水量较低,则可采用洒水的手段提高土壤含水量[1]。

3.2 碾压施工的影响

碾压施工对路基的影响是由碾压的厚度、碾压的变量、碾压的速度等因素决定。不同的碾压方法会对路基路面的压实效果有一定的影响。在公路工程施工中对碾压施工做了明确规定:在进行碾压时,要先沿边后中间,先轻后重,先慢后快。只有如此,才能有效地确保压实机的施工质量。值得注意的是,同一种碾压方法并不适用于所有道路的压实作业。碾压设备参数,碾压重力等因素均会影响最终的实际碾压效果。比如,碾压速度过快,会导致地面凹凸不平。如果碾压的速度过慢,那么所承受的压力就会超过承受的极限,容易导致质量问题。

3.3 工程机械

在公路工程路基路面压实作业中,应选用各种不同类型的施工机械设备。设备的合理运用能实现施工效率最大化,也能对填充材料进行充分碾压,从而确保压实效果。施工单位管理人员应基于公路工程路基路面压实施工需求及材料硬度选择适宜的工程机械,确保施工方法的高效化与施工过程的低成本化。在保证施工质量的同时,提高施工效率。在不同的施工环节,由于施工需求不同,所以对机械设备的功率和运作模式也有不同要求。在公路工程路基路面的不同压实路段,由于土壤物理性质以及微生物含量不同,因此容易导致设备压力被分散,从而出现路面凹凸不平等问题。因此现场操作人员及管理人员应根据对路况的判断调整设备工作模式与工作参数。

3.4 现场操作及控制

在现场操作时应定期检查碾压效果,以确保路基的压实质量符合规定要求。在完成压实施工后,也应及时清理施工设备与施工现场,并做好数据记录和整理。

4 公路工程路基路面压实施工技术采取的措施

路基的强度与稳定主要由填筑材料的特性和压实度决定,根据目前的情况,改善填筑要求和压实度是最经济、最有效的途径。

4.1 试验段施工

推土机、平地机是填筑工作中不可缺少的机械,尤其是平地机,对填筑的厚度和平整度有明显的控制作用。特别是在大型的交通工具(比如大型服务区、收费亭等),平地机的作用就更明显了,在平坦的土地上,在一定的压力下,通过同样的压力,可以极大的改善路基的质量[2]。

4.2 路基填方作业

无论高速公路或普通道路,地基都是非常重要的,如果基础的强度不够,那么就会导致道路出现崩塌等问题。所以,在选择铺装材料的时候一定要检查材料的强度。如果在铺筑的时候,或者在铺好了地基之后,发现强度测试不合格,那么就必须重新填筑。当然,也可以选用更好的稳定材料和原来的地基材料混合,以满足强度需求。

换土是一种比较常见的地基处理方式,在进行地基处理的时候,需要将地基下面的泥土全部挖出来,然后用砂砾和石灰来代替,因为这种材料的硬度比较高,所以在更换的时候,必须要保证材料的稳定性,不容易被破坏。这种方法通常适合于软土厚度小于2 m的基础,但在具体实施时应注意,更换土壤的对象并不是所有的土壤,而一些土壤则无需更换,比如持力层。在填土时,不仅要注意填土部位的填筑,还要注意软弱层的调整,要从技术上加强对软土层的控制,从而达到填土法的要求[3]。

4.3 压实作业

在施工中应及时了解天气情况,全面掌握碾压段的长度和摊铺速度,以全面推进施工。此外,在压实时,必须对有关人员进行技术交底,以便在工程施工时,确保压实技术的到位。

(1)路基压实操作。

土方路堤在碾压之前,采用平地机进行平整,使填充物的含水率大于最优含水率(视天气状况而定),共包括两种碾压施工方法:静碾、动碾。在进行道路施工的压实过程中,必须保证铺筑的速度与压路机的碾压长度相匹配,并保证其稳定。在选择高温天气进行施工时,必须选择风小的天气,碾压路段要较长;反之,在气温较低、风力较大的情况下进行,而碾压路段的时间相对较短[4]。石方与土石混填路堤的压实。在夯实路基之前,使用推土机和翻斗机,将路基压实,形成较为致密的平坦工作面。填石的孔洞应用小石块和碎石人工填充,填充物不可分离。在压路机的碾压中,不断地用碎石或碎石填充缝隙,直到重轮下的石头没有松动,且表面光滑,通常只需要一次碾压。在道路路基压实施工中,在碾压过程中,如果出现了沥青混合料的变化,可以及时对碾压轮进行喷洒。在沥青混合料层没有冷却之前,道路上不能有任何机器和重物,并且要防止任何东西从地面上掉下来。在道路上也有压路机不能压实的区域,此时要充分使用振动夯。压路机碾压的路段长度要视路面的温度和混合物料的特性而定,同时还要注意施工当日的气温、风速、风力等因素。综上所述,按技术规程,路基基面以下80～150 cm处的路基,其压实度应大于95%;路基地基的压实度不得低于93%。

(2)潮湿路基的压实。

在施工条件苛刻,无法使用大型机械进入的情况下,可以使用更轻型的压实机械代替。根据相关的路面设计规范,可以降低相应的标准,适应不同的道路建设条件。如果由于材质或施工环境的限制导致产品性能不达标,可以添加稳定剂来提升材料的强度。

(3)黄土路基的填方和压实。

由于传统的黄土渗透率低、块体不易施工,给填筑和压实工作造成困难,因此在现行的路基填方工程中很难采用该方法,为了克服这个问题,引入了新黄土。在铺设新黄土时,必须对施工工艺进行优化,填筑尽可能分为不同的层次进行,坚持铺一层压一层,压实度满足要求后,然后再铺设下一层。在铺筑时,要先将土块进行加工,大的土块先打碎再用;在黄土比较干的情况下,在进行压实作业时,要加入适量的水分[5]。

4.4 压实质量的检测工作

(1)核子密度仪法。

该方法主要用于路基工程中的沥青混合料,其厚度为20 cm,而采用散射法可检测土基层压实后的质量。核子密度计的工作程序如下。

确定要进行压实和设备加热的区域。检测的地点可以按照随机抽样的方式来决定,设备加热后将设备放置在想要测试的地点,确保随时可以进行检测。采用仪器对采集到的数据进行测量。测试设备开启后,按照客户要求进行测试,测试完成后,测试结果会自动关闭。在完成测试后,将其置于指定的安全容器内,这不仅可以有效地预防放射性物质,而且也可以保证员工的人身安全[6]。

(2)灌砂法。

灌砂法通常应用于填土路堤压实度检测,如果是填石路堤,则不宜使用灌砂法测压实度。灌砂法采用的沙子都是均匀的,在测量的时候,要由一定的高度自由下降到指定的孔洞中,然后根据重量不变的原则和水分含量来进行检测。

5 结 语

在路基施工中,压实度是评价公路工程质量的一个重要指标。压实度满足要求,不仅能确保公路路基的施工质量,还能延长公路的使用寿命。因此,路基施工中不仅要重视压实度的要求,还要考虑各种影响路基施工质量的因素,掌握施工技术要点,提高公路路基工程施工质量。