董一楠
(中國土木工程集團有限公司,北京 100038)
自2004 年印度尼西亞采用中國標準建設泗水蘇拉馬都大橋以來,我國公路工程技術標準開始向著國際化方向發展,通過開展技術交流活動和發布新版行業公路工程技術標準體系,推動行業轉型發展。而面向“一帶一路”沿線國家開展海外公路工程建設項目,統一應用我國公路工程技術標準和指標。但在實踐應用中,相關技術標準和指標應用仍然面臨一些難題,因此,還應探討如何實現標準和指標合理運用的方法,以加速標準的國際化進程。
在海外公路工程中,中國公路工程標準主要用于援助項目或框架項目,多數現匯投標類項目依然強制采用美國標準或歐洲標準[1]。通過比較可以發現,中國標準更加細致、具體,但部分指標是通過實踐經驗獲得,難以被國外工程師所信服。如針對改進公路,規定在現有公路局部路段受條件限制時,對個別技術指標可以合理變動,確保可以在滿足該等級公路行駛要求的同時,不影響技術標準連續性和均衡性,增強指標的經濟性。但歐美等國家和地區的公路標準經過上百年的發展,對許多專業進行量化、細分,嚴格要求人員對照執行。在標準更新時,也僅對少數條文進行替換或修改,更新較快。而中國公路標準發展較晚,因此,在一定周期內將進行整體編修,達到不斷優化標準的目的。
受多方面因素影響,中國公路標準和歐美標準在路面設計、隧道設計等多個方面存在一定差異。但從總體上來看,中國公路工程技術標準與歐美標準理論水平不相上下,細分科目偏向于定性,同時包含設計速度標準等內容較為具體,更符合國情,部分標準則與國際標準仍然存在一定差距。因此,在海外公路工程建設期間,擁有外國文化背景的工程師難以準確理解國內工程技術文件,給中國公路工程技術指標和指標的運用帶來了一定困難。
卡諾—卡齊納州公路項目(紅色線路)位于卡諾州與卡齊納州交界BORDER 處,如圖1 所示,起點為聯邦卡諾—卡齊納74 km 項目(藍色線路)終點,終點為卡齊納州查若其鎮,全長78.55 km,施工工期長達36 個月。二期工程全線穿越多個小鎮,需完成沿線大量建筑物拆遷。

圖1 卡諾—卡齊納州公路項目位置
項目地處尼日利亞北部,位置靠近赤道,為熱帶季風氣候,四季溫差較小,年均氣溫在34 ℃左右。當地旱季和雨季分界明顯,降雨量常年分配不均,每年7~9 月為雨季,降水頻繁且量大,每年1~3 月頻繁出現沙塵天氣。項目沿線地勢較為平坦,海拔約250 m,路段多為沙土地質,降雨時遭遇湍急水流能夠快速滲水,不會出現起泥問題。而旱季水資源匱乏,地表水蒸發量大,氣溫較高。從項目施工條件來看,無論是氣象還是地質等方面都與國內公路工程存在較大差異,在工藝材料使用、運輸等方面也可能受到當地技術法規或資源條件限制,還要因地制宜地確定車道寬度等標準,混合選用不同施工標準和技術指標,體現中國公路工程技術標準和指標的靈活性優勢[2]。綜合考慮各方面需求,確定工程建設施工管理適用表1所示技術標準。

表1 項目施工技術標準
按照施工方案,需要將既有單線雙車道道路擴建為雙線4車道,設計速度為80 km/h,新線單幅路面寬7.3 m,內、外單表路肩分別為1.5 m 和2.75 m。對既有路面進行翻修,原路面結構層為:瀝青路面并壓實路面+200 mm 級配碎石基層+60 mm 瀝青黏結層+40 mm 瀝青磨耗層。新建路面結構層為路基基床底層+200 mm 紅土底基層+200 mm 級配碎石基層+60 mm 瀝青黏結層+40 mm 瀝青磨耗層,同時將圓管涵洞原600 mm 直徑全部變更為900 mm 規格。
在公路建設期間,如果完全按照國內二級路標準設計,使路基填筑厚度等指標達到最高值,將出現大填大挖問題。在沿線地質條件復雜的情況下,不僅將給施工帶來困難,也將導致工程投資增加。結合兩國規范要求,對工程量大的位置進行改進設計,將陡坡線路更改為緩坡線路,能夠節約投資和加快進度,取得理想施工效果。
在項目路基施工期間,現場勘查確認多數地段通過農田、水塘,地質條件復雜。在路基填筑階段,需要完成大量軟土處理。結合實際條件可知,最近路基土源距離施工現場往返運距約12 km,紅土場距離現場約20 km。為提高施工經濟性,在滿足道路施工等級要求的基礎上,應合理確定填筑厚度。通過北區中心試驗室對土方填料進行測定,根據最大干密度和含水量等參數開展土方碾壓試驗,最終確定填筑至基層頂面,最小壓實厚度為10 cm。在地形良好的地段采用該指標,不會出現工程量過多問題。但針對原地面自然坡度超1∶5 的位置,需要挖成臺階,并確認寬不超2 m,從最底層逐層填起和分層壓實,在控制工程量的同時,確保取得理想施工效果。
考慮到當地雨季雨水較大,為加強路基保護,對路段進行平整后將路基面做成向兩側傾斜2.5%的橫向排水坡,拼接路段做成單相2.5%排水坡,確保可以順利排水。針對沿線結構物較多的情況,應使用沖擊夯對無法用壓路機壓實的位置進行夯實處理,壓實度達到96%,按照英標應達到100%以上,碾壓后用灌砂法進行檢測。
在紅土底基層施工期間,應加強土源物理參數檢測,每25 m 設置一處標樁,標出設計高和松鋪厚,確認滿足“松鋪厚度=壓實厚度×松鋪系數”要求。結合現場條件,應提前確認路床下是否有塑料管道。針對該類管道,應使用混凝土包裹,確認達到一定強度后才能進行碾壓施工。發現混凝土涵管,需敷設30 cm 厚細沙,澆水沉淀后分層回填夯實干凈土,碾壓方法使用路基填方施工標準,速度控制為1.5 km/h,橫向重疊0.3~0.5 m,縱向重疊1.0 m,壓實度達到98%(英標100%)以上[3]。
在級配碎石基層施工期間,應提前確認紅土底基層壓實度,確認合格后應開展鋪筑試驗,加強級配碎石質量控制,合理確定集料松鋪系數和碾壓次數。考慮到地形復雜性,針對單側坡度的線路,需每10 m 設置一處標樁。針對圓曲線段,需每5 m 設置一處標樁。基床頂面鋪設級配碎石層厚20 cm,從北區卡諾碴場運輸,距離二期項目往返運距平均130 km,原材料試驗合格后需通過業主監理審批。針對路肩單層進行處理,為充分發揮碎石嵌擠作用,厚度設置在1~1.5 cm,最大粒徑與路肩單層表面處治厚度相等有相同厚度,處治后使用粒徑3~5 mm 的石粒填縫。
按照國內雙向兩車道公路建設標準,路面需采用瀝青路面結構,達到20 a 的設計年限。在國際上,多認定瀝青層厚在18 cm 以下時,層厚越大車載越大,超18 cm 時,應力分布則與層厚關聯不大。但從國內工程建設經驗來看,需要將基層當成是設計層,對柔性和半剛性瀝青路面結構進行擬定,確保其可以作為整體承擔車輛載荷,經過底基層和墊層擴散,確保應力降低至土基可接受水平,以免道路發生功能性破壞。
項目采用雙層瀝青混凝土,底層和面層分別厚6 cm 和4 cm,確保與既有線路一致,使用的混凝土量較多,因此,基底層施工為工程施工管理的重要環節。在底層施工期間,要求在大面積灑布瀝青透層前開展灑布試驗,在主線上通過試驗確定灑布車的行進速度、閥門開度,并對單位面積瀝青用量等數據進行確認,為施工提供科學指導。在面層施工期間,在下面層鋪筑粗粒式瀝青混凝土,中面層鋪筑中粒式瀝青混凝土,要求嚴格把控材料質量。表2 為下層面采用AH-70 重交通道路石油瀝青應達到的試驗要求。針對粗集料等材料,需要達到視密度、堅固性等指標要求。在混合料拌和期間,應進行抽樣檢驗,按照JTG E20—2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》規定每50 t 混合料進行一次取樣,驗證組成級配、瀝青用量、馬歇爾指標等是否符合要求。攤鋪施工期間,結合當地氣候條件要求正常施工在140~165 ℃。攤鋪全幅路面,前后距離為10~30 m,軌道重疊50~100 mm。

表2 下面層使用瀝青試驗要求
在道路施工期間,考慮到當地氣候條件特殊,道路在雨季將經常受到暴雨沖刷,需要做好路面排水和防護,以免后期頻繁發生病害,影響路基穩定性,給周圍環境帶來不利影響。采用矩形水溝,通過預制安裝方式施工,加強沿線道路綜合排水和防護。水溝攜帶路緣石,針對鄉村范圍采用基坡腳倒梯形水溝,護坡以漿砌片石為主,遵循以排水為主、以防御為輔的原則,避免路基出現坍塌情況。
在橋涵施工期間,按照施工方案,需要完成5 座簡支橋梁新建,包含2 座2×15 m 橋梁,3×15 m 和4×15 m 橋梁各1 座,累計長達215 m。橋梁跨度達到15 m,梁長14.9 m,在施工時需要采用預制梁,模板采用定型鋼模。考慮到雨水問題,橋梁基礎部分采用100 cm 樁基礎,墩身直徑達到120 cm。通過提前測量,結合實際數據與業主溝通,最終能夠保證橋梁施工達到設計要求。在橋面施工階段,結合地方對工藝原材料的要求,采用厚5 cm 預制混凝土代替竹膠板進行底膜安裝,梁兩側采用5 cm×5 cm 的角鋼制作牛角架,并利用拉桿在邊梁預頂內固定,最后搭設竹膠板固定成型。項目多處位置地勢平坦,原有涵洞排水量較小,在雨季時經常出現無法順利排水的情況,造成道路受到沖刷,部分路段出現滑坡問題。針對這一情況,通過增加涵洞圓管直徑,沿線鋪設各類管涵約100 座,長1 372 延米。在容易滑坡路段新增涵洞,修建8 座框架涵,建設11 400 延米水溝等結構物,有效解決道路排水問題。
相較于歐美等國家的公路工程技術標準相對完善、刻板,中國公路工程技術標準是在總結實踐經驗基礎上得到的,更加靈活和具體,可以結合工程實際情況靈活運用和調整,同時滿足工程建設質量和經濟性要求。但在實際運用時,還應結合地域條件適當細化和完善,為促進標準國際化發展提供支持。