基于回彈模量法的農村公路工程中路基沉降施工質量控制技術應用

王騰儀

（招遠市地方公路建設養護中心,山東 招遠 265400）

0 引言

在經濟高速發展環境下，我國農村公路工程數量也越來越多。研究表明，大部分農村公路工程建設沿線的地質強度較低，極容易出現施工沉降問題[1-3]，除此之外，農村公路工程的運輸量較大，對路基的承載力要求也較高，部分工程在未達到使用年限時塌陷，導致了嚴重的運輸安全問題，給交通運輸安全帶來嚴重隱患。為了提高農村公路工程的運輸穩定性[4]，滿足農村公路工程的路基使用要求，需要設計一種全新的路基沉降施工質量控制技術。

在路基沉降施工質量控制的過程中，需要預先進行理想沉降預測[5]，計算相關的施工參數，再根據時間發展關系確定未來的施工沉降量[6]，調整部分沉降施工步驟。引起農村公路工程路基沉降的原因較多，首先，路基路面結構不符合施工要求，很多公路工程未根據路面的整體承受狀態及承載耐壓力進行分析，導致設計的路基路面參數不合理[7]，從而造成路基路面沉降嚴重；另外，壓實數據不合理，路基路面壓實的復雜度較高，需要使用專業化施工設備完成施工處理，一旦設置的壓實數據不合理可能會導致路面承受力不足，造成嚴重的沉降安全隱患[8]；最后，路基路面接頭填縫異常，很多農村公路工程在搭接完畢后未進行填縫處理，導致路面平穩度嚴重下降，造成施工質量不佳。

為了解決上述的路基沉降問題，該文結合路基沉降施工要點設計了一種基于回彈模量法的農村公路工程中路基沉降施工質量控制技術。

1 農村公路工程中路基沉降施工質量控制技術

1.1 基于回彈模量法監測農村公路工程中路基沉降

基于回彈模量法是一種常用的方法，其與路基變形存在一定的相關性，可通過監測回彈模量的變化，間接評估路基沉降情況。通過定期進行回彈模量測試，可以及時發現和解決路基沉降問題，確保道路的穩定性和安全性。因此，在農村公路工程中，可將其用于監測路基沉降，以幫助工程師和監測人員實時了解路基質量和變形情況。回彈模量（Rebound Modulus，也可稱為反彈模量）是指材料在受到外部荷載作用后恢復原狀的能力。該方法通過測量材料的回彈性質，推斷出路基的變形情況，通常使用回彈錘和回彈儀進行測試。在測試過程中，回彈錘以標準落錘高度自由落下并擊打測定區域的路基表面。當回彈錘反彈后，回彈儀會測量回彈高度，并根據回彈高度與落錘高度的比值，計算出回彈指數或回彈模量。其數學表達式可以表示為：

式中，Er——回彈模量；α——系數；Fmax——最大荷載；δ——回彈深度。

在農村公路工程中，通過在路基不同位置進行回彈模量測試，可以獲取到路基不同點的回彈模量值，并計算出其相對應的沉降情況。通過對比不同時間點的測試結果，可以監測到路基沉降變化情況，進而評估路基的穩定性和安全性。回彈模量法是一種非破壞性測試方法，不需要對路基進行開挖或破壞性采樣，從而避免了對道路交通的干擾和損害。且該方法操作簡便，測試結果能夠快速獲得，不需要復雜的實驗條件或大量的測試設備，適用于對路基沉降進行實時監測和評估。然而，需要注意的是，為了確保數據的準確性和可靠性，該方法需要根據實際情況合理選擇監測點位，在選擇監測點位時應考慮多種因素。首先，要根據實際情況選擇具有代表性的點位，覆蓋整個路基區域，以獲取更全面的沉降信息。其次，應考慮土壤類型的差異，因為不同土壤類型的回彈模量值可能存在較大差異。另外，荷載大小和路基設計參數也可能對測試結果產生影響，因此也應予以充分考慮。

1.2 設置公路路基沉降施工搭板

在使用過程中，公路路基面臨巨大的車輛荷載，因此，一些脆弱區域經過反復車輛碾壓后可能出現路面厚度和剛度的變化。為了降低施工難度并確保施工質量，需要采用有效的公路路基沉降施工搭板。首先，根據公路工程的施工特點和路基頂面高度挑選合適的公路路基施工搭板[9]，以提供足夠的承載能力和穩定性，確保施工過程中路基不變形和不沉降，并需確保搭板的高度與路基頂面高度及路面底層高度相一致，以保證順利施工；其次，搭板的標高也應與路面基礎標高相同，以保證路面的行車流暢性和路基的協調性；然后，在路基沉降施工質量控制過程中，嚴格制定施工圖紙是至關重要的。圖紙應詳細說明搭板的布置方式、尺寸規格和施工方法。提前預留施工空間和設備安裝位置，確保最終施工結果與實際要求一致。且在施工過程中，施工人員應按照圖紙和規范要求進行搭板的安裝和固定，確保搭板與路基緊密貼合。最后，在施工前，需要進行道路沉降差值的測量，以了解當前路基的沉降情況。并根據實際施工狀態，計算出允許的路基沉降量，以確定施工搭板的高度調整范圍。這樣可以確保施工過程中沉降控制的準確性和有效性，避免出現過大或過小的沉降，影響公路使用的舒適度和安全性。其中，允許的路基沉降量，可根據下式（2）進行計算：

式中，DA——預設路基路面厚度；DC——實際施工路基路面厚度。此時，基于上述標準設置的公路路基沉降施工搭板如圖1 所示。

圖1 公路路基沉降施工搭板

路基沉降施工搭板設置完畢后，需要將其與路基橋臺連接，主要包括4 個連接步驟：

第一步，設置橋臺搭板連接錨栓。將符合連接要求的錨栓設置于橋臺上，以提高錨栓的固定可靠性，避免搭板出現縱向滑動。在施工過程中，可以使用鋼筋輔助施工提高施工質量，有效確定連接范圍[10]，因此，該文設計的沉降施工技術選取22 號鋼筋作為輔助施工鋼筋，并嚴格控制范圍間距以確保連接的準確性。另外，為避免豎直錨栓對搭板造成損壞，該文設計的施工質量控制技術采用同步移動法限制了連接距離，并設置了水平連接拉桿。

第二步，設置連接支座。在搭板下層鋪設高性能油氈墊層，然后根據道路橋梁的施工要求，選擇板式橡膠支座并規劃支座間距。這些支座能夠有效地分散荷載，提供良好的緩沖和支撐作用，以確保搭板和路基橋臺之間的連接穩定性。

第三步，調整搭板的倒角。為了避免搭板移動導致路面損壞，需要預先設置臺端倒角邊緣并調整牛腿邊距，以滿足后續的連接要求。這些調整能夠改善連接的匹配度，保證連接的緊密性和穩定性，從而減小沉降施工對路面的不良影響。

第四步，選擇填縫材料并進行填縫處置。根據填縫質量的要求，可以選用高性能纖維填縫材料填充連接縫隙，并使用相對較稀的瀝青進行填縫處置。高性能的填縫材料能夠有效地填補連接縫隙，提供良好的密封性和耐久性，防止水分和污染物進入連接處。

待上述連接步驟完畢后，施工人員可以根據施工標準選取高性能壓路機進行施工。在施工過程中，需要鑿除無用的碎石層，充分完成壓實施工作業，以確保壓實施工達到設計要求。通過壓實施工的完成，搭板與路基橋臺之間的連接將更加牢固可靠，提供良好的支撐和穩定性。

1.3 壓實處理路基沉降施工地基

為了避免路基強度過低導致的跳車問題，在施工過程中需要根據施工基本概況對施工地基進行壓實處理，以提升地基的承載力，降低地基沉降風險。該文設計的路基沉降施工質量控制技術處理了地基側向伸縮縫，選取了有效的壓實裝置進行剛性壓實處理，避免出現路基側向位移問題。在農村公路工程中，一些路段可能存在溝壑等地形不平的情況，在這些路段，土壤的含水量與孔隙率較大。因此，為了改善這種情況，可以使用土壤換填法進行換填處理。包括根據預設的高度進行開挖，并選取高性能黏土進行回填，回填后滿足要求可立即進行充分壓實處理，以確保地基滿足要求并達到最終的壓實效果。由此，有效降低了地基產生沉降和變形的風險，并減少了發生跳車等道路安全問題的可能性。

待上述步驟完畢后，需要選取有效的沉降后臺，以避免地基出現壓縮變形問題，有效地降低道路工程路基路面的沉降量。該文設計的施工質量控制技術預先分析了影響路基沉降的因素，優化了沉降施工環節，嚴格地按照施工標準進行施工。施工需選取質量較高的夯實機與壓實機，在與路基相距指定距離范圍內反復進行壓實處理，提高填筑的強度，避免壓實路基變形。

面對某些雨雪天氣，路基路面長時間被雨水浸泡很容易導致土壤結構損壞，降低填充物的穩定性，使路基路面的安全性及強度下降，因此，可以在路基路面施工的過程中根據地下水分布關系設置排水管道，避免出現積水補償問題。除此之外，為了解決路基路面的荷載破壞問題，還需要定時對路基路面進行養護。

1.4 填筑路基沉降施工邊坡防護

當農村公路工程路基路面的交通負荷較高時，路基路面很容易出現安全隱患，因此，需要使用有效的邊坡填筑技術保證路基路面的可靠性，避免路基路面沉降。該文設計的施工質量控制技術將植物防護法與工程防護法結合，根據植物根系的固定關系及人工構造物進行充分防護。由于與邊坡接近的區域難以利用機械裝置進行整平處理，因此，該文設計的施工技術使用石料碼砌法進行了邊坡防護處理，但在施工過程中，需要對石料質量進行檢驗，保證填筑規范。在施工過程中，預先將超出路基寬度范圍的填料進行壓實處理，然后按照路面寬度進行逐層施工，有效解決填料粒徑問題，最大程度上提高了路基沉降施工的可靠性。

2 實例分析

2.1 概況及準備

為了驗證設計的農村公路工程中路基沉降施工質量控制技術的控制效果，該文選取X046 招辛快速路工程進行了實例分析。X046 招辛快速路起于招遠市國大路，止于招遠市招遠辛莊濱海旅游度假區，長22.297 km。擬建項目是招遠市現代綜合交通運輸網絡“一環二游六聯”中二游之一，作為連接濱海及內陸地市域南北向發展的重要依托，為帶動招遠市旅游經濟的發展起著重要的作用。

該工程中一級公路21.307 km，二級公路0.990 km，瀝青混凝土路面，路面寬24.0 m 不等。該路段改建于2010 年，隨著交通量的逐年增加，該路面目前已經出現了不同程度的損害，整體使用壽命偏低。為了解決路面問題，維護道路服務水平，為地方經濟旅游發展及群眾出行提供便利服務，該次擬對招辛快速路進行大修。

該次大修范圍為勾山水庫至招遠萊西界段，起點位于勾山水庫，終點位于招遠菜西界，路線長約11.008 km，二級公路，瀝青混凝土路面，路面寬11 m。該路段改建于1996 年，于2007 年進行過大中修。X044 黃水線招遠市現代綜合交通運輸網絡“九橫十縱”中六縱，是連接濱海旅游度假區、遠城區、南部城區的重要通道。根據招遠市城市總體規劃，招遠市未來將形成“一主一副，一軸兩片多節點”的市域城鎮空間布局結構，縣道黃水線位于S213 黃水線的西側，且為平行通道，同為連接濱海與內陸的市城I 北向發展軸線，是南部高效農業片區的主要聯系通道。因此，對其進行修整，可促進農業發展，實現鄉村振興，帶動區域進步。

2.2 應用效果與討論

結合上述的概況及準備，可以進行農村公路工程路基沉降施工質量控制實例分析，即選取若干個沉降監測點，設置中心監測基點，對各個點位進行編號，使用MK326T 數字型雙軸傾角傳感器對其進行沉降監測，將監測結果與施工允許沉降標準對比，應用效果如表1所示。

表1 應用效果

由表1 可知，該文設計的農村公路工程中路基沉降施工質量控制技術的控制效果較好，通過MK326T 數字型雙軸傾角傳感器監測得到的沉降數值符合施工允許沉降標準，由此說明所提技術可有效實現對路基沉降施工質量的控制，具有可靠性，有一定的應用價值。

3 結束語

綜上所述，在經濟發展背景下，我國的交通運輸越來越完善，建設的規模越來越大，各種各樣的農村公路工程應運而生。農村公路工程的施工環境復雜，路面設計難度較高，且在施工過程中容易存在嚴重的安全隱患問題，造成路基沉降等風險，無法滿足農村公里工程的運輸承載要求。因此，為了提高農村公路工程的施工質量，需要設計一種有效的農村公路工程路基沉降施工質量控制技術。通過實例分析，結果表明，設計的路基沉降施工控制技術的控制效果較好，具有一定的應用價值，可為提高農村公路工程施工安全性作出一定的貢獻。