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        公路工程路面墊層施工技術(shù)研究

        2021-12-07 05:57:24翟咸杰山東省濱州公路工程有限公司
        門窗 2021年8期
        關(guān)鍵詞:格柵土工墊層

        翟咸杰 山東省濱州公路工程有限公司

        1 前言

        公路結(jié)構(gòu)一般可以分為基層、墊層和面層三部分,其中,墊層是鋪設(shè)在路面基層和面層之間的一層特殊結(jié)構(gòu),具有蓄水、排水、隔熱和防凍等功能,可以保證路面整體的強(qiáng)度和水穩(wěn)定性。

        墊層一般設(shè)置在地下水位較高路段或常年處于寒冷地區(qū)的路段,既可以起到隔離地下水的作用,同時(shí)還可以防止路基產(chǎn)生凍脹裂縫。此外,墊層還可以接收基層傳遞的荷載作用,并通過墊層將這種應(yīng)力擴(kuò)散,有效防止土基產(chǎn)生應(yīng)力變形,進(jìn)一步穩(wěn)固基層和地基的穩(wěn)定性。

        2 公路路面施工中存在病害的原因

        2.1 坑槽問題

        路面施工中常見的問題具體表現(xiàn)在路面的坑槽,除去重型的車輛連續(xù)作用形成的坑槽,多數(shù)是由于瀝青路面在溫差和水的作用下,瀝青加速老化而形成的。尤其是部分地區(qū)降水較為豐富,在路面溫度應(yīng)力和雨水沖刷作用下,路面老化問題加快,使得路面的粘結(jié)力驟降。雨水的沖刷極易破壞路面,使得路面上的混合料松散,造成坑槽現(xiàn)象的出現(xiàn)。

        2.2 裂縫問題

        裂縫是路面常出現(xiàn)的一種病害,橫向的裂縫一般貫穿于路面的寬度方向,縱向的裂縫一般出現(xiàn)在行車車輛輪機(jī)帶位置。通常情況下部分公路由于養(yǎng)護(hù)不到位,往往會出現(xiàn)縱向和橫向的裂縫同時(shí)存在,并伴有少量的支縫,其主要原因在于橋梁結(jié)構(gòu)的承載力不足,而從裂縫這一病害形式來看,主要是因?yàn)榈缆房v斷面起伏頻繁,溫差較大,車輛超載會使得路面發(fā)生裂縫問題。引起裂縫的內(nèi)因還在于施工動態(tài)控制沒有做好,如混合料給配不到位、瀝青含量較低或是在實(shí)際施工環(huán)節(jié)壓實(shí)度不夠。

        2.3 松散問題

        結(jié)合相關(guān)調(diào)研來看,當(dāng)前部分地區(qū)的瀝青路面常出現(xiàn)松散病害的原因,不僅與重載車輛和超載車輛較多有關(guān),還和地區(qū)的溫度差有關(guān)。南方部分地區(qū)由于地形地貌復(fù)雜,溫差較大,尤其是雨季較多,極易導(dǎo)致公路路面存在松散問題。

        材料上的原因主要在混合料方面,如果混合料的配置不當(dāng)、溫度較高,就會導(dǎo)致松散的出現(xiàn)。因此,在實(shí)際施工過程中,需要借助相應(yīng)的技術(shù)解決生產(chǎn)問題,并及時(shí)在施工環(huán)節(jié),分析容易引起施工動態(tài)控制不當(dāng)和質(zhì)量控制不當(dāng)?shù)囊蛩?,解決路面施工環(huán)節(jié)中的松散問題。

        2.4 沉陷問題

        結(jié)合相關(guān)調(diào)研來看,當(dāng)前公路路面典型的病害之一就是沉陷,其主要原因是當(dāng)?shù)氐慕煌ê突A(chǔ)強(qiáng)度不夠。其內(nèi)因主要是施工過程中未采用施工動態(tài)控制方式,對施工中出現(xiàn)的偏差和變化未能及時(shí)控制,表現(xiàn)在施工階段的質(zhì)量控制不嚴(yán)、壓實(shí)度不達(dá)標(biāo)、原材料質(zhì)量選擇不合格。需要結(jié)合路面破損情況進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)研,并解決相應(yīng)的問題。

        3 土工格柵加筋碎石墊層軟基加固機(jī)理

        土工格柵加筋碎石墊層之所以具有很好的軟土地基加固效果,主要是發(fā)揮了“土工合成材料-土”之間的協(xié)同作用,由土工材料和土形成的復(fù)合結(jié)構(gòu)共同承擔(dān)各方面荷載。具體如下。

        (1)土工合成材料和土、墊層之間的共同作用。土工合成材料由兩部分組成,上部分為土,下部分為墊層,其通過加強(qiáng)截面摩擦力實(shí)現(xiàn)作用,上部荷載傳遞到土工合成材料后,土工合成材料將其均勻傳遞到下部,讓下部結(jié)構(gòu)一起承擔(dān)荷載,進(jìn)而提高地基整體承載能力。因?yàn)橥凉ず铣刹牧峡梢詳U(kuò)散應(yīng)力,所以其應(yīng)用可以有效避免路基不均勻沉降問題的發(fā)生,還可以緩解和約束路基側(cè)向變形,進(jìn)而達(dá)到維護(hù)路基穩(wěn)定性的目的。

        (2)墊層與樁的共同作用。樁插入墊層,引發(fā)墊層變形,促使樁和墊層共同承擔(dān)荷載,在這個(gè)過程中,墊層與土工合成材料之間結(jié)合形成復(fù)合墊層,該復(fù)合墊層具有加快排水、加快地基固結(jié)速度的作用。

        (3)樁與樁間土、土工合成材料之間的共同作用。在特定樁長范圍內(nèi),樁側(cè)土?xí)a(chǎn)生正、負(fù)摩阻力,共同承擔(dān)路基上部荷載。將土工格柵包裹在碎石樁外面,碎石在土工格柵的張拉作用下就會緊緊形成一個(gè)整體,約束樁體,避免其發(fā)生側(cè)向變形的同時(shí)防止碎石樁鼓脹破壞,達(dá)到提高碎石樁承載能力的目的。在運(yùn)用碎石樁加固地基時(shí),從某種角度來說對樁間土起始靜水壓力的產(chǎn)生形成了一定的抑制作用,有助于提高路基整體穩(wěn)定性。

        另外,施工實(shí)踐證明,公路軟基工程施工中,應(yīng)用土工格柵加筋碎石墊層具有以下規(guī)律。

        (1)控制素墊層厚度處于合理范圍對于減小基礎(chǔ)沉降具有一定的優(yōu)勢。

        (2)墊層加筋不僅可以提高墊層整體剛度,而且能避免墊層發(fā)生壓縮變形。

        (3)土工格柵加筋碎石墊層的穩(wěn)定效果隨著土工格柵層數(shù)的增加而增加。

        (4)松散狀態(tài)的碎石墊層在土工格柵的作用下會形成一個(gè)整體,其具有較強(qiáng)的抗彎能力,同時(shí)土工格柵兩側(cè)具有較大的剪應(yīng)力和摩擦力,可以對土體側(cè)向變形進(jìn)行約束,進(jìn)一步提高地基承載能力,防止地基沉降問題。

        4 公路工程路面墊層施工技術(shù)分析

        4.1 施工技術(shù)原則

        將按一定級配拌和好的碎石采用攤鋪機(jī)一前一后進(jìn)行攤鋪,攤鋪機(jī)械可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況選擇碾壓裝配機(jī)械,同時(shí)搭配振動壓路機(jī)和膠輪壓路機(jī)等,并按照初壓、復(fù)壓和終壓的順序,由靜壓到動壓再到靜壓,需要注意在靜壓后噴灑水,保證墊層含水率符合要求。碾壓順序?yàn)橄嚷芳鐑蓚?cè)再到路基中間部分,以保證路基形成一定路拱橫坡度,有利于排出路表面積水。

        在振動碾壓階段,按照先低頻后高頻的順序,避免重復(fù)碾壓造成路面破壞。最后階段,采用膠輪壓路機(jī)進(jìn)行碾壓,以保證級配碎石墊層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。整個(gè)攤鋪過程中及時(shí)檢查壓實(shí)系數(shù)和輪跡重疊寬度,其中壓實(shí)系數(shù)應(yīng)控制在1.25~1.35之間,輪跡重疊度在1/3~1/2之間。

        4.2 施工準(zhǔn)備

        施工開始前,應(yīng)先認(rèn)真做好以下各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。

        (1)路面施工開始前,先檢查基層狀況,經(jīng)檢查確認(rèn)基層質(zhì)量滿足要求后,即可開始瀝青路面面層的施工。

        (2)施工開始前對所有進(jìn)場材料進(jìn)行抽樣檢測,以此確定材料質(zhì)量能否達(dá)到施工要求。

        (3)施工開始前檢查并調(diào)試各類施工機(jī)具設(shè)備,使其始終處在良好工作狀態(tài),尤其是混合料的拌和樓、攤鋪機(jī)與壓路機(jī)等重要機(jī)具設(shè)備。

        (4)不同礦料應(yīng)分類堆放,不同類型的集料需要放置在各自場地范圍內(nèi),避免被其他材料污染。

        4.3 點(diǎn)位選取

        想要有效提升攤鋪精度,施工人員需根據(jù)工程特點(diǎn),結(jié)合現(xiàn)場施工實(shí)際情況合理設(shè)置控制點(diǎn)。選取點(diǎn)位時(shí),以線路邊緣為準(zhǔn),將控制點(diǎn)設(shè)置在1m~30m內(nèi),確保地勢平坦開闊,避免對攤鋪精度造成影響。通??刂泣c(diǎn)間距在160m~200m,可根據(jù)工程規(guī)模適當(dāng)調(diào)整,為后續(xù)工程順利開展奠定基礎(chǔ)。隨著攤鋪工作的進(jìn)行,需對攤鋪精度等測試和維護(hù)。

        以觀測墩作為水準(zhǔn)基點(diǎn)建立標(biāo)準(zhǔn),嚴(yán)格控制觀測墩深度、打樁深度等,盡量減少控制網(wǎng)點(diǎn)建設(shè)費(fèi)用,為建設(shè)單位節(jié)省成本。在瀝青路面施工過程中,可設(shè)置臨時(shí)點(diǎn),利用打鋼釘?shù)姆绞綄ζ涔潭?,避免施工人員對臨時(shí)點(diǎn)造成破壞。在復(fù)檢時(shí),要確保工程質(zhì)量滿足要求,可根據(jù)瀝青路面的鋪設(shè)合理調(diào)整臨時(shí)點(diǎn)具體位置,確保后續(xù)工作順利進(jìn)行。

        4.4 瀝青混合料攤鋪技術(shù)

        做好混合料的配比和研究工作后,選出適合的材料就可以進(jìn)行實(shí)際的施工作業(yè)了。瀝青混合料攤鋪是第一步也是關(guān)鍵性的環(huán)節(jié),實(shí)際操作過程中要關(guān)注周邊天氣變化情況,防止雨水天氣對材料進(jìn)行破壞。還要提前預(yù)設(shè)攤鋪機(jī)的鋪設(shè)速度,攤鋪速度對于不同的瀝青材料的要求不同,普通瀝青材料一般控制在每分鐘2m~6m,改性瀝青的攤鋪速度要求控制在每分鐘1m~3m。

        攤鋪機(jī)在整個(gè)的施工作業(yè)工程中,需要一直保持均勻的速度前進(jìn),這樣才能夠保證瀝青混合料被均勻的以同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)鋪撒在路面上,能夠確保路面的平整和完整。攤鋪技術(shù)一定要確保一次完成,盡量不要返工第二次,因?yàn)榧?xì)微的偏差就可能會導(dǎo)致路面出現(xiàn)問題。

        攤鋪技術(shù)是一個(gè)完整的技術(shù),一旦開始就要一氣呵成,因此,若攤鋪技術(shù)實(shí)施過程中出現(xiàn)了意外情況,就要根據(jù)情況的嚴(yán)重程度選擇重新攤鋪或立即停止攤鋪?zhàn)鳂I(yè)。路面施工需要的是穩(wěn)定性和平整性,這兩個(gè)特性完成的關(guān)鍵就在于攤鋪技術(shù)的實(shí)際操作。

        4.5 接縫處理

        攤鋪過程中不設(shè)置橫向接縫,防止墊層碎石被隨意擾動。每天結(jié)束時(shí),需要設(shè)置橫向接縫,兩臺攤鋪機(jī)所鋪設(shè)的縫隙需要保持一致,直至施工結(jié)束,采用搭接的方式,將橫向接縫保存到后期作業(yè)部分。

        一般施工條件下不設(shè)縱縫,凡有特殊原因需規(guī)劃縱縫、豎向縱縫的,禁止斜向切斷。攤鋪、碾壓結(jié)束后,對接縫進(jìn)行平整度、壓實(shí)度檢測,確保接縫的平整度、壓實(shí)度滿足規(guī)范要求。

        5 結(jié)束語

        公路施工中,應(yīng)用土工格柵加筋碎石墊層結(jié)構(gòu)可以很好地處理軟土路基,避免路基出現(xiàn)嚴(yán)重的沉降問題,進(jìn)一步提高整個(gè)公路工程的施工質(zhì)量。從流程上看,土工格柵加筋碎石墊層結(jié)構(gòu)的應(yīng)用并不復(fù)雜,但是要求施工人員必須具有足夠規(guī)范的施工意識,根據(jù)公路項(xiàng)目的實(shí)際情況選擇最為合理的施工材料,并且在任何一個(gè)施工環(huán)節(jié)中注意控制好規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),只有這樣,才能保證軟土路基的施工質(zhì)量,提升特殊區(qū)域的公路施工項(xiàng)目的施工水平。

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