■熊劍云 ■景德鎮市公路局直屬分局,江西 景德鎮 333000
改革開放以來,公路建設對國民經濟和社會發展的支撐作用愈加明顯,同時經濟社會的持續發展也為交通事業提供了強力的資金支持。我國公路建設無論是高等級公路的通車里程,還是公路網絡對偏遠地區的覆蓋范圍都取得了令人矚目的進步。但近年來一些地方在建設公路時,為追求工程進度,在路基施工環節,違背施工工序和工藝要求,降低質量標準,嚴重影響了路基夯筑質量。也直接路面龜裂、路基沉陷等質量問題在道路投用后較早出現。此種情況既使公路保障暢通的功能發揮受限,也大量增加了養護成本,并在實際上減少了公路的使用壽命。種種教訓都使人們充分認識到,只有尊重科學規律,按照標準嚴格管控施工質量,才能持續推動交通建設發展進步。以筆者參加的某省道建設為例,從質量控制目標看,路基施工的第一項要求是穩定性要強,第二項要求荷載力要大。
(1)路基強度目標。只有在材料、工序、工藝等環節嚴格落實相關標準,才能確保在外力的沖擊和碾壓下,路基能夠基本保持原狀,而不至于變形太大(如龜裂、凹陷、凸起、裂縫、沉降等),影響道路交通安全。
(2)穩定性目標。省道公路延伸里程長、自然環境變化大,其穩定其路基結構需要解決的問題多。因此確保其路基穩定,保證因各種荷載力和其它自然因素導致的變形和損壞,能在預定范圍內得到控制,并使路基能夠保持整體穩定,是其施工重要目標。
(3)水溫穩定性目標。必須分析路基施工的水流環境,降低水溫對路基強度的軟化作用。
在道路施工技術已經非常成熟的情況下,路基質量控制的關鍵和首要環節就在于工藝標準是否得到嚴格落實。可通過實驗或實際使用兩個途徑對路基施工質量進行檢驗。前一種方法的優勢是能夠對檢驗出的問題及時補救,后一種方法的優勢是檢驗出的問題更為真實典型。
此環節是公路建設基礎的基礎。其質量保證關鍵在于兩個工序:第一,原地面的施工質量,包括徹底清淤、干凈清場、夯實軟土地基、干燥排水、均勻碾壓、平整路面等;第二,驗收下層路基施工質量。
多種因素如施工機械(合適的壓路機噸位、型號)、施工工藝(壓實遍數、壓實方法)、施工效果(壓實均勻性)等都對碾壓質量形成較大影響。高速公路施工中,只有配套采用大噸位的壓路機,才能達到其重型化的壓實標準。一般來講,第一,土質的不同,影響到對壓路機種類的選擇。例如砂礫土和斥粘土,振動對后者的壓實效果就高于前者。第二,壓實遍數的不同,也影響到同一壓路機對不同土質的壓實效果。第三,必須采取科學的壓實方法,確保均勻壓實被碾壓路段,使其具有整體一致的壓實度,避免疏密失衡影響路基強度和穩定度。第四,碾壓路基前必須平整填土表面,減少路面的凹凸不平現象,避免凸部因碾壓到位而結構致密、凹部因碾壓較少而結構疏松,從而造成壓實不勻、強度失衡的質量問題。第五,從壓實工序看,為促使路拱形成,要先外后內進行碾壓;為確保土基逐步加大強度,可先采用較小噸位、再用較大噸位的壓路機進行碾壓;為盡量保持路面松土的穩定,可以先緩慢碾壓,再快速碾壓;路面為排水而設的橫坡(路中線向路堤兩邊)的斜度可按照2%整平;彎道部分的橫坡為單向超高結構,碾壓方式是由低向高;為確保壓實一致,前后輪跡可在一定范圍內(12~20cm)適當重疊。
路基填筑的工藝要求是分層壓實。壓實層厚(理想厚度為15cm)是其最基本的控制對象。壓實機具決定著壓實層厚。例如,實驗比較振動42t 羊角碾和振動25t 以下的機具可知,其壓實厚度有較大區別(前者為20~25cm,后者為15~20cm)。在壓實施工中,必須防止因壓實厚度不夠而造成“疊皮”現象。為達到目標,一是要掌握松土系數(為1.2~1.5),掌握壓實機具的性能特點,在施工中強化質量控制。二是按標準落實填土的厚度和寬度;實測每次攤鋪的填土厚度,填土攤鋪到超出路堤0.5m 的寬度,確保路基中心與邊緣均勻壓實。三是要注意高填土地段的壓實作業,這里由于處在路基的邊緣,超出了機械拌和、壓實的作業界限,其壓實質量問題較大;因此,必須把路基寬度要求落實到具體的壓實施工中;高填土路段還必須構筑完整連續的削坡,以使路堤獲得整體穩定。
要合理調配施工機械,盡快推動攤鋪和壓實進度;要組織要機械施工,保證鋪筑質量,降低經濟和時間成本,提高施工效率,要針對不同的施工條件(地形、地貌、路基斷面、填土計劃等),在施工圖上,對機械運行過程設計和規定科學合理、詳細具體的作業路線。例如,在推土機的運行路線設計上,必須考慮取土方位、方式、路堤填高等因素。再如,是否使用和怎樣使用灑水或翻曬機械,則必須考慮填土的含水情況。又如,取土方式的選擇上,鏟運機和推土機適用于在lkm 以內直接運土;其它機械(挖掘機、裝載機、自卸車等)則適用于超過lkm 距離的運土任務。
一種情況是填土不純。這主要是由于未對取土地點的土質進行化驗分析,降低了對路基填土的質量要求,導致雜質土(表層土、帶草皮的土、腐殖土等)被取用和攤鋪,難以均勻壓實,影響壓實效果,損害路基強度,降低路基質量(路基沉陷、路面斷裂等),影響公路的使用效果和使用壽命。針對這種情況,一是要優選取土地點,嚴控取土質量,確保合格的土壤填入路基。
二種情況是實施了錯誤的壓實工序。這主要是忽視了不同土質的鋪筑技術要求,從而較大程度上不能均勻壓實路基,影響了路面鋪筑質量。對此,一是由于不同質量的土壤不能混填,因此必須對其進行區分并分別開展擊實試驗,同時在實驗中要采取相應的技術參數(鋪筑實驗所得);在施工中,必須時刻關注分層碾壓時每層填土壓實的均勻性,這需要建立經?;?、標準化的縱橫坡度檢驗制度。
第三個問題是,水網及水田地區填土難以干燥、濕度太大,路基填土施工面臨著較大的技術難度,路面沉陷、塌陷等病害時有發生。對此,一是要采取排水措施,疏干所經水域(水田、池塘、洼地等)的水量;二是選取特殊性質的土壤(有較好的水穩定性);三是拋石擠淤。
綜上所述,省道公路路基強度必須更高,整體穩定性必須更強。其交通功能和全壽命使用受到路基質量的制約。在具體路基施工中,省道公路因其里程較長而面臨著更為多變的施工環境、更為多樣的施工工藝。因此,在省道公路施工實踐中,嚴格落實路基施工的各項質量管控規定,強化技術標準和質量目標要求,針對不同土質因地制宜選用壓實機具、施工方法,科學組織現場施工,就能夠鋪筑成強度和穩定度高度統一的路基。
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