路基路面是公路工程的重要組成部分, 也是工程投入使用后最主要的受力結構,因此,當路基路面施工出現(xiàn)質量問題時,很可能導致公路嚴重受損,甚至有可能引發(fā)交通事故,故施工組織要重視路基路面的壓實施工質量。 對此,為了保證路基路面壓實施工質量,應充分了解壓實施工技術的使用情況,并采取對應的質量控制措施, 根據(jù)工程具體情況選擇合適的施工技術參數(shù), 在嚴格執(zhí)行質量控制措施的情況下完成路基路面施工。
平整度是衡量公路工程路基路面質量的關鍵指標。 平整度不良說明路基路面凹凸不平,在這種情況下,如果有高速行駛的車輛行至凹坑與凸起處,很可能導致車輛翻倒,或者引發(fā)跳車等現(xiàn)象,甚至有可能演化為嚴重的交通安全事故。 路基路面壓實施工技術是路基路面平整度的決定性因素, 在壓實效果良好的情況下,可以避免路基路面出現(xiàn)凹凸不平的問題,能提供良好的交通條件和安全保障。 如果壓實效果差,會導致路面凹凸不平,還會使得后期公路工程的維護需求增大,增加維護的工作量和成本,給管理部門造成較大的工作負擔。
使用壽命對于整個公路工程而言是一個非常重要的指標,路基路面也不例外。 從壓實施工技術角度來看,路基路面的使用壽命在很大程度上取決于施工技術水平,如果壓實效果比較差,路基路面上的不平整之處可能會在車輛沖撞下不斷擴張,在達到一定程度時,會使交通危險程度大大增加。 在嚴重的情況下,只能進行翻修處理。 相反,壓實效果良好,路基路面使用壽命可以達到預期, 不僅便于管理部門定期維護,還能保證使用期限,一定程度上可提高公路工程的經(jīng)濟效益。
壓實施工技術決定了路基路面的密實程度, 進一步影響了公路工程整體性能的穩(wěn)定性。 公路工程長期暴露在戶外環(huán)境中,經(jīng)常出現(xiàn)積水,加之其結構特點的影響,一旦降雨量增大,可能在表面蓄積雨水,使公路工程長時間浸泡在水中,如果壓實效果較差,路基路面密實度不足,雨水很可能滲入路基路面結構,進入下方公路工程結構中,導致下方結構的施工材料發(fā)生難以預知的變化, 這種變化有可能導致公路工程局部強度下降,再加上外力影響,很容易引發(fā)局部位移、傾斜等情況,影響行車安全[1]。
公路工程施工對路基路面強度有嚴格要求,若強度不足,會導致路基路面無法承受來自車輛自重、 行駛勢能等方面的作用,一段時間后很容易發(fā)生破壞,從而出現(xiàn)各種質量問題。
為了更好地壓實路基路面, 在壓實施工之前需要先做好相關的前期準備工作。 該項工作包含了現(xiàn)場清理、技術選型兩方面,具體內容如下。
3.1.1 現(xiàn)場清理
路基路面壓實施工對現(xiàn)場環(huán)境有一定要求, 通常情況下自然環(huán)境無法滿足這些要求, 這就需要在施工前做好現(xiàn)場清理工作,具體內容為:
1)進行全區(qū)域巡視,若發(fā)現(xiàn)區(qū)域范圍內存在雜物、障礙物等,必須清除;
2)要對現(xiàn)場地基進行勘察,確認其是否屬于濕土、軟土等不良地基,若存在不良土質,應先加固地基,例如,使用換填法將不良地基鏟除,再換填對應材料,保證地基符合施工要求;
3)確認施工區(qū)域內是否存在凹坑,如果存在,應按照現(xiàn)行規(guī)范及設計要求使用專門的填料填補,并且在填補后找平,保障地基表面平整;
4)做好施工范圍邊界防護,避免外部人員進入現(xiàn)場,防止其對壓實施工造成干擾;
5)要確認壓實設備的行進路線。
3.1.2 技術選型
壓實施工技術類型多種多樣, 但不同類型的技術在適用條件上存在差異,因此,要結合實際情況做出選擇。 以黃土為例,此類土體的強度很低,受力容易產(chǎn)生較大的沉陷,因此,常規(guī)的壓實技術不適用, 應先進行地基排水處理, 確保表面平整、光滑后,選擇符合標準要求的壓實設備進行二次碾壓。 第一次碾壓應嚴格按照行進路線展開, 掉頭時要注意不要引起皺褶;第二次碾壓時采用沖壓方法,次數(shù)一般不得少于30 次。另外,部分壓實施工技術對設備的要求與其他技術有區(qū)別,因此,在確認技術方案后應選擇合格的設備,以保障成果質量。
在正式壓實施工之前要進行攤鋪施工。 攤鋪施工雖然不屬于壓實施工范疇,但兩者關系緊密,攤鋪施工對于壓實施工的實施方式有直接影響,要保障壓實質量,應當先做好攤鋪施工。
目前, 路面多采用瀝青材料, 在技術手段上則有很多選擇,在這里以比較常見的雙層攤鋪技術為例進行分析。 雙層攤鋪技術就是在同一路線上進行兩次攤鋪, 這樣才能讓路基路面的各方面性能得到進一步提升。 雙層攤鋪技術的要點在于接縫處理,由于需要攤鋪兩層,攤鋪厚度較大,接縫位置也比較高,若不妥善處理接縫,會導致路基路面開裂等問題。 因此,在雙層攤鋪技術實施中應盡可能避免出現(xiàn)接縫。 但是如果必須設置接縫,要對上層熨平板伸縮邊進行調整,確保上、下攤鋪層瀝青結構之間有接茬,接茬寬度應保持在約10 cm。同時,實施過程中還要盡可能避免發(fā)生接縫厚度不一的情況, 以免導致施工難度大幅提高。 攤鋪工作應當盡可能一次成型,在施工過程中避免中斷,且在壓實之后必須進行約36 h 的養(yǎng)護,否則不允許通車。
攤鋪時, 要合理調整攤鋪車輛的行駛速度, 一般控制在2~5 m/min。 同時要對攤鋪厚度進行控制,避免厚度過大,不利于后續(xù)的壓實施工[2]。
攤鋪施工完成后,應立即開展壓實施工。 施工中,通??梢赃x擇雙輪振動壓路機作為施工設備(規(guī)格要符合事前準備提出的要求,如重量、壓實面寬度等),按照初壓、復壓、終壓3 個步驟實施:
1)初壓是壓實施工的第一個步,一般先進行振動碾壓,然后再全面碾壓,全面碾壓應當循環(huán)2~3 次。 初壓過程中,應當安排專人對壓實情況進行認真觀察, 如果發(fā)現(xiàn)路拱等部位的平整度不合格,要第一時間進行處理。
2)復壓主要在瀝青等攤鋪材料溫度達到指定標準時進行,在初壓施工結束后要馬上進行復壓。 復壓施工方式與初壓基本一致,需要注意的是,復壓的次數(shù)要大于初壓,一般為6 次。
3)終壓是壓實施工的最后環(huán)節(jié),一般采取靜壓的方式,次數(shù)多為3~5 次。 因為終壓是最終環(huán)節(jié),所以,需要專人對終壓施工進行認真監(jiān)測,若發(fā)現(xiàn)表面存在輪跡、缺陷,或者平整度不達標,應當及時處理。
3 個步驟的碾壓有時間要求,具體根據(jù)攤鋪材料溫度下降速度決定,即終壓結束后,攤鋪材料的溫度不得低于92 ℃。
在路基路面壓實施工技術實施過程中, 需要對路基路面的壓實度、碾壓次數(shù)、碾壓速度3 個技術參數(shù)進行控制,具體要求如下。
4.1.1 路基路面壓實度
路基路面的壓實度取決于碾壓厚度,因此,需要在施工過程中合理確定碾壓厚度,否則當厚度不足時,壓實施工會導致路基路面剝離起皮;厚度過大時,會導致壓實不到位,使得路基路面穩(wěn)固性變低。 另外,應當在路基路面填土時科學選擇材料,一般要求所選材料與施工環(huán)境相適應。 在壓實之前應當對地基強度進行測量。 若在地基強度不達標時進行壓實,會導致路基路面存在安全隱患。 因此,這就要求事前要做好地基強度檢測。 另外,應當在壓實施工結束后進行壓實度檢測,若不達標,應當盡快返工,否則瀝青溫度可能低于92 ℃,有可能會導致大面積返工。
4.1.2 碾壓次數(shù)
雖然路基路面壓實施工技術中提出了對碾壓次數(shù)的要求,但需要結合實際情況做出合理選擇。 技術人員應結合事前調查資料,采用仿真軟件等進行模擬施工,以標準壓實度為基準,確定最終的壓實次數(shù)。
4.1.3 碾壓速度
在壓實施工中,碾壓速度也是一個重要的技術參數(shù)指標。速度過快會導致路基路面平整度不足, 而速度過慢又會導致荷載集中, 不僅可能使局部凹陷, 還可能使材料超出規(guī)定塊體,引發(fā)施工質量問題。 一般情況下,在壓實施工中,初壓速度可控制在1.5~2 km/h,復壓為4~5 km/h,終壓為2~3 km/h。
路基路面的密實度在很大程度上取決于含水量, 一般含水量越大密實度越小。 同時,密實度越小代表路基路面內部土壤之間的摩擦力越小,黏性越大。 對于填料,其含水量越小,則泥沙密度越大,摩擦力與密實度提升。 所以,填料和地基的含水量在很大程度上決定了路基路面壓實施工質量。 通常情況下,為了保障填料和地基的含水量滿足施工條件,可以選擇合適的施工技術對填料或地基進行處理。 例如,可使用擠密法,該方法也可以通過壓路機實施, 利用壓路機的自重將填料和地基內多余的水分擠出, 同時使得填料和地基土顆粒之間更加緊密,各種材料之間會形成較大的摩擦力,使得結構穩(wěn)固,從而保障壓實施工質量。
壓實設備對壓實施工效果和質量有很大的影響, 除了要做好設備的選擇之外,還要對設備進行養(yǎng)護和管理。 (1)應當在壓實之前對設備進行動態(tài)測試, 確認設備在運動功能上沒有任何問題,若發(fā)現(xiàn)異常應當及時更換設備。 (2)要重點關注壓實設備的碾壓輪,確認碾壓輪上沒有缺陷、表面光滑,同時重量要符合基本要求。