公路施工中路基压实难题以及解决举措

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从二十世纪九十年代末至今,安徽省公路建设进入了一个飞速发展的阶段,经过全省公路人十几年的辛勤努力,我省高速公路和国省干线基本形成了一个立体交叉式的交通网络。公路路面从一开始的砂石路面逐渐发展为沥青贯入式、沥青表处,再发展为现在的水泥混凝土、沥青混凝土路面,路况在好转,行车的舒适度在提高。但同时有一个问题一直在困惑着我们的工程技术人员,那就是虽然设计标准和工程造价逐年提高,但公路的使用年限却大部分都达不到规范要求,甚至有的公路刚刚建好便开始大面积损坏,造成了工程建设资金的巨大浪费。形成这种情况的原因是多方面的,但归根结底,不外乎两方面的原因:外因是超载超限车辆的大幅增加使公路不堪重负;内因是工程质量。在此外因我就不赘述了,而内因中出现最多的问题就是路基的施工质量。

近几年,经过公路工程技术人员和研究人员无数的经验教训和研究摸索,逐步形成了一种建设新理念:公路的结构层从下往上可分为路基的下路床、上路床,路面的底基层、基层、下面层、上面层,这些结构层的最合理的使用年限应该为金字塔形,即路基下路床的使用年限最长,路面上面层的使用年限最短。这样的结构层最为经济实用,因为当最上面的一层或两层损坏时,只需要修复损坏部分就能继续使用,下面的结构层可以继续使用,大大节约了工程建设成本。这样一来,对路基的施工标准又提出了更为严格的要求。而影响和检验路基施工质量的最根本最简单的一个指标就是压实度。

公路路基分为土质路基和石质路基,我们平时遇到最多的情况最复杂的几乎都是土质路基。下面我根据多年从事施工的经验简单谈谈在公路工程施工中路基压实常见的一些问题及我们针对这些问题应该采取何种应对措施:

1土基压实标准

压实度是指土被压实后的干密度与该土的标准最大干密度之比。标准最大干密度是指按照标准击实试验法,土在最佳含水量时得到的干密度。土被压实后的干密度是指在施工条件下,获取施工压实后的土样通过试验得到的干密度。

由此可知,影响压实度的两个指标就是土被压实后的干密度和该土的标准最大干密度,压实度出现任何问题都可以从这两个方面找到原因。我国现行规定的压实标准分为重型和轻型两种,这是根据求取最大干密度时采用何种击实试验法而定,重型击实试验应用范围较广,下面均以此为例,如表1所示。

2压实机具的选择

压实机具选择的主要依据是:

2.1土质

不同的土质,压实效果不同。正常条件下,对于砂性土的压实效果,振动式压路机较好,夯击式机具次之,碾压式压路机较差;对于粘性土,则碾压式压路机和夯击式机具较好,振动式压路机较差甚至无效。

2.2土层厚度

不同压实机具,在最佳含水量条件下,适应于一定的最佳压实厚度,其效果最佳,并具有相应的压实遍数。

2.3压实位置

压实面积大的地方适宜于采用大型的压实机具,但压实面积小的地方,如桥台、台背、涵台胸腔部分、检查井周围等适用于小型压实机具才能确保压实质量。

2.4被压土的强度极限

为防止压实过度,失效而造成浪费,对压实机具对土施加的外力应有所控制。一般,压实时压实机具施于土的单位压力不应超过土的强度极限。不同土的强度极限亦是选择机具和控制压实功能的参考因素。

下面所列表2、表3供在选择压实机具和应用时参照。

注:①土的类别按《公路土工试验规程》的规定划分;②对特殊土和黄土(CLY)、膨胀土(CHE)、盐渍土等的压实机械选择可按细粒土考虑;③自行式压路机宜用于一般路堤路堑基底的换填等的压实,宜采用直线式进退运行;④羊足碾(包括凸块碾、条式碾)应有光轮压路机配合使用。

3路基压实施工中的注意事项

路基施工中压实度达不到规范或标准要求将会直接影响路基的工程质量,导致路基使用年限缩短,严重的甚至出现前面修后面坏,也就是人们俗称的“豆腐渣”工程。下面我就将在路基施工中如何避免这种现象做一个简单的分析总结:

路基压实度达不到规范或标准要求可以归纳为两种原因:一种是压实前的准备工作没有做好;还有一种是施工中的工序不合理或程序有漏洞。其中压实前的准备工作注意事项有:

(1)路基填筑前要保证清表彻底、压实度、强度合格后方可进行当前层的施工。

(2)根据表3选用合适的压路机进行搭配和组合。

(3)选择液限、塑限合乎规范要求的土作为路基的填筑料,有时在无法找到合适土源的情况下还需要对原土进行处理后方可使用。例如多雨潮湿地区就应当采用天然稠度小于1.1,液限大于40,塑性指数大于18的粘性土。但这种土用作高速公路、一级公路和二级以下公路路床的填料时,应采取晾晒、掺加石灰粉等措施。

(4)路基实际用土颗粒组成与标准击实试验样品等技术指标相一致,否则,应现场取样重新做击实试验。

(5)不同类别的土应分别填筑,不得混填。例如土石混填就经常会造成压实度超过100%的奇怪现象;每种填料层累计总厚度一般不宜小于0.6m。

(6)路基某层施工时,应在前层软基、“弹簧”、翻浆等病害彻底处治合格后开工。

(7)试验段的施工非常重要,一定要认真对待,采集如松铺厚度、含水量等重要数据作为经验数据。掌握足够的施工经验和数据以后方可开展大规模的施工,否则出现质量问题需要返工时损失就大了。

施工中的注意事项主要有:

(1)根据试验段的经验数据严格控制松铺厚度。

(2)压实前自路中线向路两边以2%~4%的横坡对松铺层进行整平。

(3)严格控制在最佳含水量±2%范围内进行压实。阴雨潮湿和晴朗干燥的季节或地区都会对含水量产生影响,这些需要我们实验室的技术人员在施工前做好各种对比试验,以便在施工时提供准确的数据。

(4)填土应水平分层填筑、分层压实,通常压实厚度不超过20cm,路床顶面最后一层的最小压实厚度不小于15cm。

(5)选择经验丰富、责任心强的压路机驾驶员,压实时掌握“先轻后重、先慢后快”的原则进行压实,开始时最大速度不宜超过4km/h;碾压时直线段要“先边后中”,即由中间向两边碾压,小半径曲线段由内侧向外侧纵向进退式碾压;碾压时如果路基出现横向接头,振动压路机轮迹重叠要达到0.4～0.5m,三轮压路机一般重叠后轮宽的1/2,前后相邻两区段纵向宜重叠1.0～1.2m。

(6)注意全宽压实及压实的均匀性,为保证路基边缘的压实度,施工中一般要超宽填筑30~50cm。。

(7)路基零填方是指路基设计标高与清表后的地面标高基本相同的地段。此时如处理不当会导致填挖交界处产生不均匀沉降。为防止此类现象发生,必须保证零填方断的压实度,主要措施有预留足够的碾压长度和宽度,填挖交接处同时进行碾压;清表后的土土质要符合要求,否则必须进行换填;土质符合要求但含水量较大时需要将原土进行翻松后压实。所有上述情况处理后必须保证压实度达到表1的规定。

(8)施工过程中加强经常性的检测和记录,随时掌握现场数据,例如施工前后的标高、横坡、含水量、松铺系数等,这样做首先可以为今后的施工提供宝贵的经验,其次假如以后压实过程中出现问题时也可以根据记录找出原因。