張春生

(九江市公路發(fā)展中心共青城分中心,江西 九江 332020)

0 引 言

江西省委第十三屆七次全會(huì)提出了要加速昌九一體化,把“南昌做大,昌九一體,龍頭崛起”的重要部署。昌九高速公路是連接昌九之間唯一的高速通道,已無法滿足昌九一體化發(fā)展戰(zhàn)略和昌九沿線經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的要求。因而,建設(shè)昌九發(fā)展大道,是實(shí)現(xiàn)昌九一體化的迫切需要。在公路建設(shè)中,路基鋪筑壓實(shí),是公路工程施工中的基礎(chǔ)性工作,它的施工質(zhì)量將直接關(guān)系到公路工程的質(zhì)量和使用壽命。

1 工程概況

昌九發(fā)展大道(九江境內(nèi)永修至關(guān)帝廟段)一級公路新建工程起于南昌與永修縣交界處(傅家壟K6+145),路線經(jīng)永修縣城以東、恒豐集團(tuán)場部以西、共青城以東,結(jié)合博陽河整治進(jìn)行堤路結(jié)合、沿德安縣城東,于關(guān)帝廟與國道G105相接(K51+438),全長45.293 km,采用設(shè)計(jì)、施工的四車道路基(寬24.5 m)增寬至雙向六車道路基(寬32 m),其中:兩邊各增加1.5 m主車道路基,達(dá)到雙向六車道路基主行車道寬度,基本滿足改雙向六車道路基要求,保證填土質(zhì)量;其余道路兩邊各2.25 m路基按綠化填土要求填筑。

2 路面路基壓實(shí)施工對公路工程的影響及技術(shù)要點(diǎn)

2.1 路面路基壓實(shí)施工對公路工程的影響

(1)為提升路基強(qiáng)度,項(xiàng)目工程要重視碾壓施工質(zhì)量。當(dāng)前在公路項(xiàng)目施工過程中,施工單位為控制工程成本存在路面施工中偷工減料的現(xiàn)象,使得公路路基路面質(zhì)量難以達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)。因此,為保證施工質(zhì)量、延長公路使用壽命,工程管理部門要加強(qiáng)監(jiān)管力度,保障路面路基壓實(shí)效果,以此提升路面路基壓實(shí)度與強(qiáng)度。(2)路基壓實(shí)施工能夠提升公路穩(wěn)定性。公路工程施工過程中,若壓實(shí)施工質(zhì)量不佳,則會(huì)使路基路面的填筑材料之間存在大量空隙,不僅影響了路面路基的壓實(shí)度,也會(huì)導(dǎo)致雨水大量滲入路基中,導(dǎo)致公路路面路基出現(xiàn)裂縫或坍塌問題,影響了公路結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。因此,地基的碾壓施工是保證路面穩(wěn)定的一個(gè)關(guān)鍵因素。(3)路面路基壓實(shí)施工能夠延長公路使用壽命。在工程實(shí)際投入使用后,由于行車量較大,路面路基受到長時(shí)間的荷載作用往往會(huì)出現(xiàn)路面裂縫等問題。因此,通過加強(qiáng)路面路基壓實(shí)施工質(zhì)量,提升路面路基耐壓能力,進(jìn)而延長公路的使用壽命。

分析昌九發(fā)展大道的工程建設(shè)要求與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),昌九發(fā)展大道路基壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)如表1所示,嚴(yán)格執(zhí)行公路工程項(xiàng)目的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn),提升公路工程項(xiàng)目的建設(shè)質(zhì)量。

表1 昌九發(fā)展大道路基壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)

2.2 路基路面壓實(shí)施工技術(shù)的技術(shù)要點(diǎn)

路基壓實(shí)法施工工藝與公路工程質(zhì)量息息相關(guān),其施工質(zhì)量受多種因素的影響,要想達(dá)到更好的壓實(shí)效果,需要掌握以下幾個(gè)技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn):(1)路基壓實(shí)前,應(yīng)確保瀝青混合料處于冷卻狀態(tài),且保持路基施工現(xiàn)場清潔,確保路基壓實(shí)施工現(xiàn)場無施工機(jī)械設(shè)備、施工雜物等雜物。(2)在不能使用壓路機(jī)進(jìn)行道路路基壓實(shí)的情況下,可以通過振動(dòng)夯擊來實(shí)現(xiàn)。(3)碾壓段的長度要根據(jù)混合料的特性、瀝青的出料溫度、風(fēng)速、溫度以及供料能力等因素來確定。(4)在碾壓前,需對基坑土壤進(jìn)行清理,在填充灰土、碎石等材料后,再進(jìn)行碾壓。在填土?xí)r,應(yīng)注意調(diào)整土壤軟弱層,確保達(dá)到填方要求。(5)挖土換土只適用于軟土不到2 m的情況,其中優(yōu)質(zhì)土壤需要填滿挖掉的土壤,土壤持力層無需更換。

3 影響路面路基壓實(shí)施工質(zhì)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響著路基的壓實(shí)度,在含水量合理的情況下,能確保壓實(shí)取得最大干密度[1]。路基土壤最佳含水量可通過氣候條件調(diào)整,也可采用復(fù)雜的計(jì)算方法,例如數(shù)學(xué)模型,模擬分析等,在最大范圍內(nèi)搜索土壤最佳含水量。通常來說,實(shí)測含水量可略微高于土壤最佳含水量,但上、下幅度應(yīng)小于1%。如部分路基土壤含水量較低,則可采用灑水的手段提高土壤含水量[1]。

3.2 碾壓施工的影響

碾壓施工對路基的影響是由碾壓的厚度、碾壓的變量、碾壓的速度等因素決定。不同的碾壓方法會(huì)對路基路面的壓實(shí)效果有一定的影響。在公路工程施工中對碾壓施工做了明確規(guī)定:在進(jìn)行碾壓時(shí),要先沿邊后中間,先輕后重,先慢后快。只有如此,才能有效地確保壓實(shí)機(jī)的施工質(zhì)量。值得注意的是,同一種碾壓方法并不適用于所有道路的壓實(shí)作業(yè)。碾壓設(shè)備參數(shù),碾壓重力等因素均會(huì)影響最終的實(shí)際碾壓效果。比如,碾壓速度過快,會(huì)導(dǎo)致地面凹凸不平。如果碾壓的速度過慢,那么所承受的壓力就會(huì)超過承受的極限,容易導(dǎo)致質(zhì)量問題。

3.3 工程機(jī)械

在公路工程路基路面壓實(shí)作業(yè)中,應(yīng)選用各種不同類型的施工機(jī)械設(shè)備。設(shè)備的合理運(yùn)用能實(shí)現(xiàn)施工效率最大化,也能對填充材料進(jìn)行充分碾壓,從而確保壓實(shí)效果。施工單位管理人員應(yīng)基于公路工程路基路面壓實(shí)施工需求及材料硬度選擇適宜的工程機(jī)械,確保施工方法的高效化與施工過程的低成本化。在保證施工質(zhì)量的同時(shí),提高施工效率。在不同的施工環(huán)節(jié),由于施工需求不同,所以對機(jī)械設(shè)備的功率和運(yùn)作模式也有不同要求。在公路工程路基路面的不同壓實(shí)路段,由于土壤物理性質(zhì)以及微生物含量不同,因此容易導(dǎo)致設(shè)備壓力被分散,從而出現(xiàn)路面凹凸不平等問題。因此現(xiàn)場操作人員及管理人員應(yīng)根據(jù)對路況的判斷調(diào)整設(shè)備工作模式與工作參數(shù)。

3.4 現(xiàn)場操作及控制

在現(xiàn)場操作時(shí)應(yīng)定期檢查碾壓效果,以確保路基的壓實(shí)質(zhì)量符合規(guī)定要求。在完成壓實(shí)施工后,也應(yīng)及時(shí)清理施工設(shè)備與施工現(xiàn)場,并做好數(shù)據(jù)記錄和整理。

4 公路工程路基路面壓實(shí)施工技術(shù)采取的措施

路基的強(qiáng)度與穩(wěn)定主要由填筑材料的特性和壓實(shí)度決定,根據(jù)目前的情況,改善填筑要求和壓實(shí)度是最經(jīng)濟(jì)、最有效的途徑。

4.1 試驗(yàn)段施工

推土機(jī)、平地機(jī)是填筑工作中不可缺少的機(jī)械,尤其是平地機(jī),對填筑的厚度和平整度有明顯的控制作用。特別是在大型的交通工具(比如大型服務(wù)區(qū)、收費(fèi)亭等),平地機(jī)的作用就更明顯了,在平坦的土地上,在一定的壓力下,通過同樣的壓力,可以極大的改善路基的質(zhì)量[2]。

4.2 路基填方作業(yè)

無論高速公路或普通道路,地基都是非常重要的,如果基礎(chǔ)的強(qiáng)度不夠,那么就會(huì)導(dǎo)致道路出現(xiàn)崩塌等問題。所以,在選擇鋪裝材料的時(shí)候一定要檢查材料的強(qiáng)度。如果在鋪筑的時(shí)候,或者在鋪好了地基之后,發(fā)現(xiàn)強(qiáng)度測試不合格,那么就必須重新填筑。當(dāng)然,也可以選用更好的穩(wěn)定材料和原來的地基材料混合,以滿足強(qiáng)度需求。

換土是一種比較常見的地基處理方式,在進(jìn)行地基處理的時(shí)候,需要將地基下面的泥土全部挖出來,然后用砂礫和石灰來代替,因?yàn)檫@種材料的硬度比較高,所以在更換的時(shí)候,必須要保證材料的穩(wěn)定性,不容易被破壞。這種方法通常適合于軟土厚度小于2 m的基礎(chǔ),但在具體實(shí)施時(shí)應(yīng)注意,更換土壤的對象并不是所有的土壤,而一些土壤則無需更換,比如持力層。在填土?xí)r,不僅要注意填土部位的填筑,還要注意軟弱層的調(diào)整,要從技術(shù)上加強(qiáng)對軟土層的控制,從而達(dá)到填土法的要求[3]。

4.3 壓實(shí)作業(yè)

在施工中應(yīng)及時(shí)了解天氣情況,全面掌握碾壓段的長度和攤鋪速度,以全面推進(jìn)施工。此外,在壓實(shí)時(shí),必須對有關(guān)人員進(jìn)行技術(shù)交底,以便在工程施工時(shí),確保壓實(shí)技術(shù)的到位。

(1)路基壓實(shí)操作。

土方路堤在碾壓之前,采用平地機(jī)進(jìn)行平整,使填充物的含水率大于最優(yōu)含水率(視天氣狀況而定),共包括兩種碾壓施工方法:靜碾、動(dòng)碾。在進(jìn)行道路施工的壓實(shí)過程中,必須保證鋪筑的速度與壓路機(jī)的碾壓長度相匹配,并保證其穩(wěn)定。在選擇高溫天氣進(jìn)行施工時(shí),必須選擇風(fēng)小的天氣,碾壓路段要較長;反之,在氣溫較低、風(fēng)力較大的情況下進(jìn)行,而碾壓路段的時(shí)間相對較短[4]。石方與土石混填路堤的壓實(shí)。在夯實(shí)路基之前,使用推土機(jī)和翻斗機(jī),將路基壓實(shí),形成較為致密的平坦工作面。填石的孔洞應(yīng)用小石塊和碎石人工填充,填充物不可分離。在壓路機(jī)的碾壓中,不斷地用碎石或碎石填充縫隙,直到重輪下的石頭沒有松動(dòng),且表面光滑,通常只需要一次碾壓。在道路路基壓實(shí)施工中,在碾壓過程中,如果出現(xiàn)了瀝青混合料的變化,可以及時(shí)對碾壓輪進(jìn)行噴灑。在瀝青混合料層沒有冷卻之前,道路上不能有任何機(jī)器和重物,并且要防止任何東西從地面上掉下來。在道路上也有壓路機(jī)不能壓實(shí)的區(qū)域,此時(shí)要充分使用振動(dòng)夯。壓路機(jī)碾壓的路段長度要視路面的溫度和混合物料的特性而定,同時(shí)還要注意施工當(dāng)日的氣溫、風(fēng)速、風(fēng)力等因素。綜上所述,按技術(shù)規(guī)程,路基基面以下80～150 cm處的路基,其壓實(shí)度應(yīng)大于95%;路基地基的壓實(shí)度不得低于93%。

(2)潮濕路基的壓實(shí)。

在施工條件苛刻,無法使用大型機(jī)械進(jìn)入的情況下,可以使用更輕型的壓實(shí)機(jī)械代替。根據(jù)相關(guān)的路面設(shè)計(jì)規(guī)范,可以降低相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),適應(yīng)不同的道路建設(shè)條件。如果由于材質(zhì)或施工環(huán)境的限制導(dǎo)致產(chǎn)品性能不達(dá)標(biāo),可以添加穩(wěn)定劑來提升材料的強(qiáng)度。

(3)黃土路基的填方和壓實(shí)。

由于傳統(tǒng)的黃土滲透率低、塊體不易施工,給填筑和壓實(shí)工作造成困難,因此在現(xiàn)行的路基填方工程中很難采用該方法,為了克服這個(gè)問題,引入了新黃土。在鋪設(shè)新黃土?xí)r,必須對施工工藝進(jìn)行優(yōu)化,填筑盡可能分為不同的層次進(jìn)行,堅(jiān)持鋪一層壓一層,壓實(shí)度滿足要求后,然后再鋪設(shè)下一層。在鋪筑時(shí),要先將土塊進(jìn)行加工,大的土塊先打碎再用;在黃土比較干的情況下,在進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)時(shí),要加入適量的水分[5]。

4.4 壓實(shí)質(zhì)量的檢測工作

(1)核子密度儀法。

該方法主要用于路基工程中的瀝青混合料,其厚度為20 cm,而采用散射法可檢測土基層壓實(shí)后的質(zhì)量。核子密度計(jì)的工作程序如下。

確定要進(jìn)行壓實(shí)和設(shè)備加熱的區(qū)域。檢測的地點(diǎn)可以按照隨機(jī)抽樣的方式來決定,設(shè)備加熱后將設(shè)備放置在想要測試的地點(diǎn),確保隨時(shí)可以進(jìn)行檢測。采用儀器對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行測量。測試設(shè)備開啟后,按照客戶要求進(jìn)行測試,測試完成后,測試結(jié)果會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。在完成測試后,將其置于指定的安全容器內(nèi),這不僅可以有效地預(yù)防放射性物質(zhì),而且也可以保證員工的人身安全[6]。

(2)灌砂法。

灌砂法通常應(yīng)用于填土路堤壓實(shí)度檢測,如果是填石路堤,則不宜使用灌砂法測壓實(shí)度。灌砂法采用的沙子都是均勻的,在測量的時(shí)候,要由一定的高度自由下降到指定的孔洞中,然后根據(jù)重量不變的原則和水分含量來進(jìn)行檢測。

5 結(jié) 語

在路基施工中,壓實(shí)度是評價(jià)公路工程質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。壓實(shí)度滿足要求,不僅能確保公路路基的施工質(zhì)量,還能延長公路的使用壽命。因此,路基施工中不僅要重視壓實(shí)度的要求,還要考慮各種影響路基施工質(zhì)量的因素,掌握施工技術(shù)要點(diǎn),提高公路路基工程施工質(zhì)量。