楊 勇

論二次路面設(shè)計(jì)施工方法與經(jīng)濟(jì)分析

楊 勇

(安徽省高速公路控股有限公司,安徽合肥 230051)

介紹復(fù)雜地基、軟基路段二次路面設(shè)計(jì)、施工方法的基本思想,分析二次路面設(shè)計(jì)、施工方案的技術(shù)可行性,并對(duì)其經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了分析和對(duì)比。

公路工程軟基和復(fù)雜地基;設(shè)計(jì)與施工;經(jīng)濟(jì)對(duì)比

在軟基和復(fù)雜地基路段施工,其工程質(zhì)量要求與其他路段的地基、路基處理質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求一樣,這就需要對(duì)軟基和復(fù)雜地基路段做更多的處理工作[1]。在很多情況下,這并不是簡(jiǎn)單的工作量增加,而是由于這種施工質(zhì)量指標(biāo)的量變引起了施工技術(shù)、施工處理工作質(zhì)的變化。

本文提出軟基與復(fù)雜地基路段采用貧素混凝土或碾壓混凝土作為臨時(shí)性路面的二次路面設(shè)計(jì)、施工方法[2]。

1 二次路面設(shè)計(jì)、施工方法的基本思想

采用貧素砼或碾壓混凝土作為軟基或復(fù)雜地基路段的臨時(shí)性質(zhì)的路面,利用土石方工程機(jī)械化施工方法,完成相應(yīng)的工程項(xiàng)目的路基工程施工,并以瀝青混凝土路面作為該路段的永久性路面。

采用二次路面設(shè)計(jì)、施工方法時(shí),地基工程、路基工程和路面工程都屬于顆粒狀材料工程,都可以采用土石方工程機(jī)械化施工方案進(jìn)行大規(guī)模施工。在整個(gè)施工過(guò)程中,該路段的軟基或復(fù)雜地基將會(huì)經(jīng)過(guò)地基工程施工的第1遍碾壓,路基工程施工的第2遍碾壓,臨時(shí)性路面(如碾壓混凝土路面)施工的第3遍碾壓,臨時(shí)性路面完工后通車(chē)真實(shí)荷載作用的第4遍碾壓和永久性路面(瀝青混凝土路面)施工的第五遍碾壓。在這個(gè)分階段逐步碾壓過(guò)程中,可以看到這些特點(diǎn):①碾壓施工分5個(gè)階段進(jìn)行,碾壓施工工序分時(shí)段、分開(kāi)進(jìn)行;②各個(gè)碾壓環(huán)節(jié)的碾壓作用是在逐步變化的,而且與地基、路基、路面的實(shí)際工作荷載性質(zhì)逐漸靠近,更切合各部位土層的實(shí)際工作條件;③由于剛性臨時(shí)路面在一定荷載作用時(shí)易破碎成塊、且塊徑大小與其地基、路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性大小成反比變化,所以第4、第5步碾壓施工能克服復(fù)雜地基中較硬土埂對(duì)碾壓密實(shí)作用的屏蔽,體現(xiàn)整個(gè)地基和路基土層密實(shí)度大致相同的效果,從而避免因地基或路基的不均勻沉降而導(dǎo)致路面開(kāi)裂、路面平整度破壞等質(zhì)量、安全事故。

在二次路面設(shè)計(jì)、施工方法中,第1階段地基工程、第2階段路基工程、第3階段臨時(shí)性路面的碾壓施工同一般常用的路基路面施工方法沒(méi)有太大的不同,但第4階段臨時(shí)性道路的臨時(shí)通車(chē)運(yùn)輸,這種交通方式在這里充當(dāng)真實(shí)荷載進(jìn)行地基、路基、臨時(shí)性路面的碾壓密實(shí)作業(yè)。這個(gè)時(shí)段相對(duì)來(lái)說(shuō)經(jīng)歷的時(shí)間較長(zhǎng),它是在地基工程、路基工程、臨時(shí)路面工程等顆粒狀材料工程采用土石方工程機(jī)械化施工,快速完成施工任務(wù)以后緊接著進(jìn)行。剛性臨時(shí)路面在真實(shí)荷載作用下,由于地基、路基等部位密實(shí)度不一致等原因,將會(huì)產(chǎn)生裂縫、龜裂、破碎。這是一個(gè)有針對(duì)性的密實(shí)地基、路基土層的過(guò)程,表現(xiàn)在路面路況的不斷變化過(guò)程中,車(chē)輛駕駛員開(kāi)始時(shí)的沿行車(chē)道行駛操作,隨后又因避開(kāi)沉陷部位的偶爾隨機(jī)操作,以點(diǎn)帶面地完成了該路段的碾壓密實(shí)作用。真實(shí)的交通荷載和車(chē)輛運(yùn)行特征能凸現(xiàn)出道路地基、路基、臨時(shí)性路面的性能和施工質(zhì)量,使第4階段碾壓密實(shí)作業(yè)效果更易實(shí)現(xiàn)。這是一個(gè)動(dòng)載作用過(guò)程,它比靜態(tài)碾壓密實(shí)作用效果要好、速度要快[3]。

2 二次路面設(shè)計(jì)、施工方案的技術(shù)可行性

2.1 碾壓密實(shí)度實(shí)現(xiàn)的技術(shù)可行性[4]

地基、路基土層的碾壓密實(shí)程度不僅受土壤的含水量、壓實(shí)功、碾壓遍數(shù)的影響,而且還因碾壓時(shí)間的長(zhǎng)短、碾壓的時(shí)機(jī)不同而不同。

通常,地基、路基土壤碾壓時(shí)要求其含水量為最佳含水量,對(duì)于新挖運(yùn)來(lái)的土壤要求以最快的速度進(jìn)行鋪筑碾壓,以保證土壤的天然含水量不受影響。但對(duì)軟基或復(fù)雜地基部位,當(dāng)?shù)鼗翆硬蛔鐾谝茡Q填作業(yè),其含水量變化較大,且與最佳含水量的差別也較大。這種情形下,地基土層的碾壓密實(shí)程度不僅受土壤顆粒粒徑大小、壓實(shí)功、碾壓遍數(shù)影響,而且還受土壤中孔隙水作用的影響?，F(xiàn)有的試驗(yàn)、實(shí)踐表明,孔隙水作用的影響程度與施工施壓時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)、與施壓時(shí)機(jī)械有關(guān)。分時(shí)段間歇性的碾壓密實(shí)施工,在壓實(shí)功、每一次碾壓階段的碾壓遍數(shù)一定時(shí),比一次性的地基或路基土層碾壓密實(shí)施工更易于土壤中孔隙水的排出及地基土層的密實(shí)。

2.2 施工工期實(shí)現(xiàn)的可行性

施工工期一方面受施工工序流程、工程量和工作量的限制,另一方面受施工資源、水文氣象等氣候條件限制。在二次路面設(shè)計(jì)施工方法中,地基、路基工程的施工工序同常用的一次性路面工程的施工方法一樣,不同的是間歇性、分時(shí)施工對(duì)施工質(zhì)量的實(shí)現(xiàn)其難易程度發(fā)生了很大變化。在土壤密實(shí)度指標(biāo)要求相同時(shí),采用一次性路面設(shè)計(jì)施工方法施工所需要的時(shí)間比采用二次路面設(shè)計(jì)施工方法要長(zhǎng)得多,它是采用二次路面設(shè)計(jì)施工方法所用時(shí)間的2～3倍(以土壤密實(shí)度為95%為例)。在現(xiàn)有設(shè)計(jì)的計(jì)劃工期指標(biāo)不變時(shí),通過(guò)適當(dāng)?shù)某绦蛟O(shè)計(jì),可以實(shí)現(xiàn)二次路面設(shè)計(jì)施工方法的間歇性、分時(shí)碾壓施工,確保質(zhì)量按時(shí)完成作業(yè)任務(wù)。

3 二次路面設(shè)計(jì)、施工方法的經(jīng)濟(jì)性

現(xiàn)有的路面設(shè)計(jì)施工方法在給定的計(jì)劃工期內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)的顆粒狀材料的密實(shí)度,與二次路面設(shè)計(jì)施工方法在給定的計(jì)劃工期不變的條件中能夠?qū)崿F(xiàn)的顆粒狀材料的密實(shí)度不同;不同的密實(shí)度對(duì)承載能力、穩(wěn)定性、耐久性的影響不同。不同的承載能力、不同的穩(wěn)定性、不同的耐久性的道路工程其價(jià)值不同。表1給出了相應(yīng)施工質(zhì)量(以密實(shí)度為參數(shù))所對(duì)應(yīng)的道路工程價(jià)值(以工程造價(jià)指標(biāo)為參照對(duì)象)。

表1 不同施工質(zhì)量的道路工程的價(jià)值表(雙向四車(chē)道高速公路)

現(xiàn)有的路面設(shè)計(jì)施工方法在給定的計(jì)劃工期內(nèi)完成設(shè)計(jì)工程量的投資額不同于二次路面設(shè)計(jì)施工方法所需要的投資額。計(jì)算表明,二次路面設(shè)計(jì)施工方法所需要的投資額比常用路面設(shè)計(jì)施工方法的需求要少。表2給出了同一等級(jí)、相同規(guī)模的道路工程在兩種方法中的投資額。

表2 雙向四車(chē)道高速公路在兩種路面設(shè)計(jì)施工方法中的單位工程造價(jià)表

表1、表2所述各項(xiàng)造價(jià)指標(biāo)都是從靜態(tài)的角度所得,實(shí)際上當(dāng)考慮道路工程在其使用年限內(nèi)的經(jīng)營(yíng)狀態(tài)時(shí),可以進(jìn)一步看出,采用二次路面設(shè)計(jì)施工方法更容易體現(xiàn)道路工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性。

4 結(jié)語(yǔ)

二次路面設(shè)計(jì)、施工方法的最大特征是地基、路基、路面所用材料都是顆粒狀材料,沒(méi)有像常用的水泥混凝土路面那樣配置鋼筋,節(jié)省了材料。就土地的再生、再利用來(lái)說(shuō),沒(méi)有配置鋼筋、采用顆粒狀材料的二次路面設(shè)計(jì)施工方法,更易完成建筑材料的分解操作,實(shí)現(xiàn)自然資源的可持續(xù)發(fā)展。

[1] J TJ012—941公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2] 何挺繼,胡永彪.水泥混凝土路面與施工技術(shù)[M].北京:人民交通出版社,1999.

[3] GBJ92—96.瀝青路面施工及驗(yàn)收規(guī)范[S].

[4] J TJ032—94.公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].

責(zé)任編輯:文 月

U416126

A

167128275(2010)0520115202

2010203216

楊勇(19802),男,安徽六安人,安徽省高速公路控股有限公司,工程師。研究方向:路橋工程技術(shù)。