農(nóng)村公路路基加寬施工技術(shù)研究

楊中杰

（漯河市農(nóng)村公路管理處，河南 漯河 462000）

農(nóng)村公路路基加寬施工技術(shù)研究

楊中杰

（漯河市農(nóng)村公路管理處，河南 漯河 462000）

伴隨國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度的不斷加快，早期修建的農(nóng)村公路交通量大大增加，運(yùn)營(yíng)能力已經(jīng)與當(dāng)前農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求不符。因此，除修建新路線以外，還應(yīng)對(duì)現(xiàn)有農(nóng)村公路路基進(jìn)行加寬改造，這也是公路運(yùn)營(yíng)能力有效提升的重要途徑。為此，文章結(jié)合工程案例，對(duì)農(nóng)村公路路基加寬施工工藝進(jìn)行了分析與探究。

農(nóng)村公路；路基加寬；施工技術(shù)；運(yùn)營(yíng)能力；路基沉降

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期自重荷載與行車荷載作用，原有路基沉降已經(jīng)逐漸穩(wěn)定，剩余沉降量極小，但新建路基卻需要經(jīng)歷一個(gè)新的沉降過(guò)程，進(jìn)而導(dǎo)致新老路基之間存在較大沉降差。差異沉降較大的情況下，路面極易出現(xiàn)縱向裂縫，影響行車安全。

基于此，在農(nóng)村公路路基加寬改造施工中，新老路基差異沉降問(wèn)題能否解決極為關(guān)鍵。為此，優(yōu)化農(nóng)村公路路基加寬施工設(shè)計(jì)，規(guī)范施工工藝，提高施工技術(shù)水平，只有這樣才能最大程度降低沉降量，提升公路工程施工整體質(zhì)量。

1 工程案例

某農(nóng)村公路工程于2005年建成通車，至今已運(yùn)營(yíng)12年，伴隨交通量的不斷增加及道路路面損壞情況的日益嚴(yán)重，擴(kuò)建該段公路極為重要。本文以K442＋110斷面位置5.0m高路基為例進(jìn)行數(shù)值模擬。按照地質(zhì)勘察實(shí)際情況，其地面土層依次為4.5m粉土—5.7m淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土—11.3m粉質(zhì)黏土及粉土。

1.1 計(jì)算假定

第一，路基長(zhǎng)度較長(zhǎng)，因此需將三維空間問(wèn)題向二維平面問(wèn)題轉(zhuǎn)化，根據(jù)平面應(yīng)變問(wèn)題進(jìn)行施工。

第二，新路基和原有路基處于完全連續(xù)狀態(tài)。

第三，選取Mohr-Coulomb模型用于地基土與路基填土本構(gòu)關(guān)系。

第四，完成原有路基固結(jié)沉降。

第五，加寬路基后，通過(guò)地基土與原有路基土自重形成地基與路基內(nèi)初始應(yīng)力場(chǎng)。

(4)加強(qiáng)數(shù)據(jù)管理，實(shí)現(xiàn)信息共享。構(gòu)建多級(jí)地下水?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，包括：基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫(kù)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息數(shù)據(jù)庫(kù)、整編數(shù)據(jù)庫(kù)、分析成果數(shù)據(jù)庫(kù)、試驗(yàn)信息數(shù)據(jù)庫(kù)、圖形與空間數(shù)據(jù)庫(kù)[14]等。同時(shí)考慮隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)一步加快，生態(tài)文明建設(shè)進(jìn)一步推進(jìn)，對(duì)地下水環(huán)境治理工作也必然會(huì)加快步伐，多部門(mén)間聯(lián)動(dòng)磋商機(jī)制正在形成，建立一個(gè)數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺(tái)勢(shì)在必行[15]，不僅服務(wù)于國(guó)土資源部門(mén)，也可以實(shí)現(xiàn)信息的共享，避免重復(fù)建設(shè)帶來(lái)的浪費(fèi)，更好地為政府管理決策提供科學(xué)支撐，也可為社會(huì)公眾提供及時(shí)的信息服務(wù)。

第六，路面荷載＋車輛荷載＝均布荷載。

1.2 建立模型

模型斷面路基面寬度從16m增設(shè)到22m，5m為路基填高，1∶1.5為邊坡斜率，對(duì)稱軸為路基中心線，取半結(jié)構(gòu)進(jìn)行模型建立。土層計(jì)算參數(shù)如表1所示。新路基填土由1m向5m填筑。

表1 土層計(jì)算參數(shù)

2 農(nóng)村公路路基加寬施工工藝

隨著我國(guó)交通量的不斷攀升，公路工程所承擔(dān)的交通壓力也在進(jìn)一步增加，必須不斷提高施工質(zhì)量以適應(yīng)新的時(shí)代需求。路基加寬施工作為農(nóng)村公路建設(shè)的重點(diǎn)內(nèi)容，提高施工技術(shù)水平，規(guī)范施工流程，才能有效提高路基承載力，提高公路使用性能。具體內(nèi)容如下：

2.1 施工準(zhǔn)備

農(nóng)村公路原路路基加寬施工中，應(yīng)先調(diào)查路基的現(xiàn)有情況，對(duì)其存在的病害問(wèn)題進(jìn)行有效處理。調(diào)查內(nèi)容較多，主要包含路基填筑材料使用情況、損壞情況，且對(duì)病害的類型、大小、原因等進(jìn)行分析，并在施工前期徹底處理好路基各類病害。加寬路基施工前，應(yīng)組織相關(guān)施工人員對(duì)設(shè)計(jì)圖紙、技術(shù)資料進(jìn)行詳細(xì)閱讀，對(duì)合同文件、技術(shù)規(guī)范進(jìn)行全面掌握，并做好各項(xiàng)地質(zhì)地形調(diào)查工作。

2.2 基底處理

排水邊溝與碎落臺(tái)是原有路基兩側(cè)的主要構(gòu)造物，因雨水長(zhǎng)期侵蝕邊溝，導(dǎo)致其下部土質(zhì)極為軟弱，已經(jīng)發(fā)展為腐質(zhì)土，為此必須清理干凈以上地基。如路基下的地下水位較高，且極為豐富，應(yīng)及時(shí)將透水性材料鋪筑到路基上。與施工設(shè)計(jì)要求相比，基底壓實(shí)度應(yīng)高出一些，比例約為1%～2%。除此之外，施工過(guò)程中，還應(yīng)嚴(yán)格按照施工規(guī)范規(guī)定，提高基底承載力，降低新老路基剪切變形現(xiàn)象。

2.3 路基加寬

第一，臺(tái)階開(kāi)挖。1∶1.5為路基邊坡坡率，要求進(jìn)行原邊坡臺(tái)階開(kāi)挖施工。作為連接新舊路基的重要結(jié)合部，施工單位必須重視臺(tái)階施工工藝。確定臺(tái)階寬度時(shí)，應(yīng)對(duì)攤鋪、壓實(shí)機(jī)械設(shè)備的工作能力進(jìn)行充分考慮，以此為機(jī)械施工提供便利，臺(tái)階需控制在2.0m以上。因施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況不同，也可適當(dāng)減少其寬度，但必須控制在1.0m以上，其傾斜角度需控制在2%～4%之間。

第二，填筑材料。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期自重、路面及車輛等荷載的作用，原有路基填筑材料壓實(shí)度基本符合施工規(guī)定。但新路基填料壓實(shí)度卻存有一定差異，后期極易出現(xiàn)變形現(xiàn)象。基于此，必須合理選擇填筑材料，只有這樣才能降低對(duì)路基沉降量的影響。要求選用的填筑材料必須等同于原路路堤材料，也可選取良好透水性填料。基于經(jīng)濟(jì)性原則，施工單位在路基填筑時(shí)往往會(huì)選取較小沉降量的材料，如碎石土、石渣等，同時(shí)應(yīng)對(duì)填料的液塑限、承載比等指標(biāo)條件加以嚴(yán)格控制。

第三，路基碾壓。填筑路基前，應(yīng)按照施工規(guī)范規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)段施工，且對(duì)填筑材料的含水量、松鋪厚度等條件進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，確保各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)與施工設(shè)計(jì)要求相符，確保壓實(shí)度滿足施工規(guī)定。針對(duì)加寬漸變段，需對(duì)其碾壓寬度進(jìn)行有效控制，如原路路基臺(tái)階開(kāi)挖受限，需及時(shí)進(jìn)行護(hù)道鋪設(shè)，并嚴(yán)控其壓實(shí)度。根據(jù)工程施工所需，本文選取分層碾壓方式施工，機(jī)械以20t以上重型壓路機(jī)為主，實(shí)行雙驅(qū)雙振作業(yè)。要求壓實(shí)完各層新老路基結(jié)合部后，確保其具有平整、光滑性，且對(duì)路堤填筑速率加以嚴(yán)控。如填土施工速度過(guò)快，則地基強(qiáng)度增長(zhǎng)速度將滯后，此時(shí)剪切變形問(wèn)題加重，為此應(yīng)適當(dāng)降低填土速率。

2.4 鋪設(shè)土工格柵

土工格柵作為路基加寬的主要補(bǔ)強(qiáng)措施，其特點(diǎn)為高抗拉強(qiáng)度、低伸長(zhǎng)率及變形度小等。設(shè)置土工格柵能夠和土體之間充分接觸，提升與土體之間的摩擦性能，能夠?qū)ν馏w側(cè)向位移問(wèn)題進(jìn)行有效制約。將其鋪筑到加寬路段，可增強(qiáng)新舊路基之間的結(jié)合，提升結(jié)合位置的抗剪性，避免因新路基沉降對(duì)原路路基造成嚴(yán)重?fù)p害，進(jìn)而達(dá)到降低新舊路基沉降及穩(wěn)定路基的目的。

要求按照路基填筑高度合理設(shè)置土工格柵，一般情況下，路基填筑高度在1.5m以內(nèi)時(shí)，可將3層土工格柵設(shè)置到底部位置；1.5～8m為填土高度時(shí)，則需將3層土工格柵分別設(shè)置到路基底部、頂部位置，共6層；如填筑高度在8m以上，應(yīng)將3層土工格柵分別設(shè)置到路基底部、中部及頂部位置，共9層。因本工程填筑高度為5m，可將土工格柵鋪筑到路基底部（3層）、頂部（3層）位置。

土工格柵加筋效果可通過(guò)其彈性模量調(diào)整進(jìn)行分析，選取0.1、0.5、1與2GPa分析土工格柵彈性模型。橫坡比和土工格柵彈性模量關(guān)系如表2所示：

表2 橫坡比與土工格柵彈性模量關(guān)系

由表2所示，土工格柵彈性模量從0.5向1GPa增長(zhǎng)時(shí)，路基表面最大沉降量將有所降低，從10.2向6.7cm下降，降低比例為34.3%，則橫坡比也隨之減少，從5.0%向3.3%轉(zhuǎn)變。除此之外，土工格柵模量向1GPa增加時(shí)，可大大改善新路基的各類指標(biāo)，但模量增加到2GPa時(shí)，則加筋效果提高不再顯著。通過(guò)分析對(duì)比得出，1GPa為土工格柵彈性模量最佳值。

通過(guò)土工格柵鋪設(shè)處理后，本工程路基表面具有4.6cm最大沉降量，2.3%為新舊路基橫坡比，以上數(shù)據(jù)均與施工規(guī)范規(guī)定相符。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，越來(lái)越多的新技術(shù)被應(yīng)用到公路工程建設(shè)的過(guò)程中來(lái)。路基作為農(nóng)村公路工程建設(shè)的重要組成部分，能夠有效地保證農(nóng)村公路的承載能力和使用年限，在農(nóng)村公路工程擴(kuò)建的過(guò)程中，對(duì)于加寬路基的質(zhì)量也有著更高的要求，它直接影響著農(nóng)村公路工程改擴(kuò)建之后的穩(wěn)定性能和使用壽命。因此在加寬路基施工過(guò)程中，應(yīng)采取有效的措施減少沉降，提高農(nóng)村公路工程的通行能力。

[1]王波．淺談公路路基加寬施工技術(shù)[J]．黑龍江科技信息，2011，（11）.

[2]宋文章，董妮婭．淺談公路路基加寬施工技術(shù)[J]．黑龍江科技信息，2011，（2）.

[3]范超群．對(duì)公路工程路基施工技術(shù)的幾點(diǎn)看法[J]．科技資訊，2011，（5）.

[4]秦瑞芬．淺析我國(guó)公路施工中的路基施工技術(shù)[J]．黑龍江交通科技，2011,（10）.

[5]李洪文，林原．公路路基施工控制技術(shù)在施工中的應(yīng)用[J]．公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2011，（3）.

[6]占輝．大流量交通狀態(tài)下的高速公路改擴(kuò)建交通組織研究[D]．華南理工大學(xué)，2012.

（責(zé)任編輯：王 波）

U416

1009-2374（2017）12-0183-02

10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.12.094

楊中杰（1967-），男，河南漯河人，漯河市農(nóng)村公路管理處中級(jí)工程師，研究方向：土木工程。

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