摘 要:填石路基作為公路工程建設的基礎,其施工質量直接影響著路面的使用性能和使用壽命。文章從
隨著我國交通基礎設施建設的快速發展,公路工程項目建設規模不斷擴大,施工技術難度也在不斷增加。作為公路工程的基礎組成部分,填石路基直接影響著公路的使用性能和使用壽命。填石路基施工技術的合理應用,不僅關乎工程質量,更關系到工程造價和工期。如何在不同的公路工程建設場景下,科學選擇和應用填石路基施工技術,實現工程質量、進度、成本和安全的最優化,已成為公路工程建設領域亟須研究的重要課題。
1 公路工程填石路基施工技術要求分析
1.1 填石材料選擇要求與質量標準
填石材料的選擇是填石路基施工的首要環節,其質量直接決定了路基的強度和穩定性。根據我國現行的公路工程技術規范,填石材料通常應選用質地堅硬、耐久性好、級配合理的碎石或礫石。具體到材料性能指標,碎石的抗壓強度不應低于60兆帕,軟化系數不小于0.75,這些指標保證了碎石在受力和遇水時能夠保持穩定的力學性能;對于礫石而言,壓碎指標應大于12%,針片狀顆粒含量則不宜超過15%,這樣可以確保礫石顆粒形狀相對規則,有利于提高路基的密實度。與此同時,為了保證填石材料的耐久性和排水性,對其含泥量和有機質含量也有嚴格限定,分別不應超過5%和0.5%。這些明確的技術指標為填石材料的選用提供了科學依據和質量保障[1]。
當然,材料選擇還應契合具體工程實際。通過室內試驗和配合比設計,確定填石材料的顆粒級配、最大干密度、CBR值等力學參數,使其滿足路基設計要求。對于承載要求更高的特殊路段,如橋頭路基、隧道路基等,填石材料的選用標準可適度提高。同時,在材料采購階段,還應加強現場驗收和質量把控,嚴把材料進場關,堅決杜絕不合格材料流入施工現場。可見,只有在技術規范指導下,結合工程實際,優選高品質填石材料,才能為后續施工奠定堅實的質量基礎。
1.2 施工質量控制要求與檢測方法
填石路基施工的核心在于確保路基的密實度和均勻性,這對施工質量控制提出了更高要求。為達到設計標準,填石施工必須采取分層填筑、分段碾壓的工藝流程,嚴格控制每層填料的松鋪厚度和碾壓遍數。以常規施工為例,采用15-20噸的振動碾,碾壓速度控制在每小時3-5公里,每層碾壓遍數不少于4遍,這樣才能保證碾壓的均勻性和有效性。質量控制的關鍵在于過程控制,貫穿施工全周期。
與此同時,質量檢測應形成閉環管理。通過在關鍵部位和關鍵工序設置檢測點,實現全方位、全過程的質量監控。灌砂法、環刀法、水袋法等常用現場檢測手段,可有效檢測壓實度、彈性模量、回彈模量等指標。檢測數據須做到及時反饋、快速響應,一旦發現問題,馬上停工整改,避免質量缺陷蔓延。動態質控、實時糾偏,是填石路基施工必須堅持的原則。
此外,含水量控制也是質量管理的重點內容。含水量是影響填石材料壓實效果的關鍵因素,過高或過低都會帶來質量隱患。因此,施工中應根據材料的最優含水率,結合天氣和現場情況,通過灑水和晾曬等措施,將含水率動態調控在合理范圍內。
1.3 施工工藝流程要求與操作規范
填石路基施工的高質量,源于規范化的工藝流程和標準化的操作規程。施工組織設計是規范工藝流程的基礎性工作,應詳細制定人機料法環等要素的配置方案,合理安排工序銜接,為現場施工提供可執行、可檢核的操作指引。同時,施工過程必須嚴格依方案組織實施,精細化管理,確保各工序規范運行、有序銜接。
具體到填石路基施工工藝流程,一般包括測量放樣、基底清理、墊層鋪設、料場準備、填筑攤鋪、碾壓、整修、檢測驗收等環節。每一環節都有明確的技術要求和操作規范,缺一不可。測量放樣的精準性、基底清理的徹底性、墊層鋪設的均勻性、料場準備的充分性、填筑攤鋪的分層實施、碾壓的分段落實、整修的及時到位、驗收的客觀公正,共同構成了填石路基施工質量的保障鏈條。
再進一步細化到各施工環節,操作規范更須明確量化。比如,攤鋪施工須用平地機或推土機控制松鋪厚度;碾壓時應先靜壓后振壓,避免多點進出料;整修環節須修凸補凹、控制高差,并保障排水設施暢通;驗收時應在自檢合格基礎上,組織第三方檢測等。將操作規范細化到可以量化的程度,是杜絕質量通病的有效抓手。
2 公路工程填石路基施工技術要點分析
2.1 地基處理技術
地基是填石路基賴以支撐的基礎,其處理質量直接關系到路基的承載力和穩定性。常用的地基處理技術主要有換填法、強夯法、排水固結法等。
換填法適用于地基土質較差、承載力不足的情況,通過挖除軟弱土并回填強度較高的砂石料,來提高地基的整體強度。換填材料的選擇需要通過室內試驗和現場試驗相結合的方式確定,回填過程要分層碾壓,直至達到設計要求的壓實度。
強夯法是通過重錘自由下落產生的沖擊能,使土體產生塑性變形,從而達到加固地基的目的。強夯法施工時應優化錘擊參數,合理布置錘擊點,并通過現場檢測來驗證地基承載力滿足要求。強夯法不適用于飽和軟黏土和高液限土[2]。
排水固結法是利用土體中水分排出后產生的負壓固結作用,使軟土層得到加固。常采用袋裝砂井、塑料排水板等豎向排水體,將土體中水分導入砂井并排出,從而加速土體固結。排水固結法需要經過長時間的預壓,應預留足夠的沉降時間。同時,應做好地表水的截排,防止雨水倒灌。
2.2 排水系統技術
良好的排水系統是保證填石路基穩定性的重要手段。填石路基的排水設計應與路線設計相協調,與路基填筑相結合,與周邊環境相適應。在山區公路、城市道路等排水困難的區域,應著重考慮排水系統的設置。
填石路基排水的基本原則是“表排內疏、單面排水、立面疏導、快排快流”。常用的排水措施有路肩排水溝、盲溝、縱橫向排水溝等。路肩排水溝布置在路肩外側,匯集路面雨水并排出;盲溝設置在填石層內部,用于排除滲入的水分;縱向排水溝布設在路塹坡腳和臺背,橫向排水溝布設于挖方路基的坡頂。
在排水系統的施工中,應注意溝體開挖斷面的規格尺寸,并及時支護,防止坍塌。排水溝應采用現澆或預制混凝土結構,并在接縫處做好密封。縱向排水溝應設置恰當的坡度,橫向排水溝應呈“人”字形布置。排水溝出水口應與天然溝渠或涵洞順接,不得隨意就近排放。
2.3 邊坡防護技術
公路工程建設中經常會遇到邊坡問題,如果處理不當,極易引發水土流失和邊坡失穩等災害。因此,加強邊坡防護是填石路基施工的重點內容之一。
常用的邊坡防護技術包括噴混凝土防護、錨桿格梁防護、植草防護等。噴混凝土防護適用于巖質邊坡,通過在坡面噴射混凝土,增強邊坡的整體穩定性。噴混凝土施工時應分段進行,嚴控噴射厚度和噴射角度,并在坡頂和坡腳設置截水溝。
錨桿格梁防護是通過錨桿加固和格梁支護相結合,提高土質邊坡的抗滑穩定性。錨桿應選擇高強度的鋼筋或精軋螺紋鋼,并及時注漿封閉孔口。格梁可采用現澆或預制,并在背面回填透水性良好的砂礫料[3]。
植草防護是利用植物的根系固土和莖葉覆蓋等作用,達到防治水土流失的目的。在邊坡土質條件適宜的情況下,可采取噴播植草、客土植草等方式進行綠化。在植草前,應清理坡面雜物,并做好截排水設施。植被選擇上應考慮與周邊環境的協調性,宜選擇根系發達、籠蓋度高的多年生草種。
3 公路工程中的應用特點
山區公路建設是我國交通基礎設施建設的重要組成部分,但受制于復雜多變的地形地質條件,填石路基施工面臨諸多技術挑戰。針對山區特殊的水文地質環境,填石路基的設計和施工必須因地制宜,采取有針對性的技術措施,方能確保工程質量和安全。
首先,山區公路縱向坡度大,填筑施工難度高。針對這一特點,階梯式或臺階式填筑是行之有效的方法。階梯填筑時應修建臨時道路,并嚴控臺階高度和寬度,確保施工安全和填筑質量;臺階填筑則須在各臺階間設置排水溝,及時導排地表水,防止雨水沖刷造成的水土流失[4]。其次,山區降雨頻繁、地下水位高,填石路基極易產生軟化、流土、滑坡等病害。為此,排水設計至關重要。應通過合理布設邊溝、截水溝、泄水井等排水構造物,形成完善可靠的排水系統,快速截引匯水,避免路基強度損失。再次,山區公路多挖方路段,開挖邊坡穩定性差,須采取綜合防護措施。根據邊坡巖土性質,采用噴錨支護、錨桿掛網、抗滑樁等方式,多管齊下,確保邊坡整體穩定。同時,還應重視泥石流、山洪等自然災害的防治,適時設置攔擋、導流等構筑物,從源頭消除威脅,為填石路基安全提供保障。
3.1 高速公路建設中的應用要點
高速公路作為快速交通運輸的主動脈,對填石路基提出了更高的技術要求。高速公路填石路基不僅要有足夠的承載力和穩定性,還要具備良好的路用性能,為高速行駛創造條件。因此,在高速公路填石路基施工中,必須從材料選擇、碾壓工藝、平整度控制等方面著手,強化質量控制,實現精細化施工。
填料選擇是保證高速公路路基性能的基礎。除了常規的強度和耐久性要求外,還須重點關注填料的體積熱穩定性和高溫下的抗車轍性能。石灰巖、玄武巖等優質碎石料,具有熱穩定性高、抗車轍性能好的特點,是不二之選。同時應對針片狀顆粒含量進行控制,確保顆粒形狀規則,提高填石層的嵌擠作用和整體穩定性。在碾壓質量控制方面,可采用噸位更大的壓路機,適度增加碾壓遍數,確保獲得高密實度和大剛度模量的路基。對壓實度的檢測要求也應隨之提高,平均值和最小值應分別控制在96%和94%以上。平整度控制是高速公路路基施工的另一重點。充分利用激光整平技術、三維動態控制系統等裝備,精確控制高程偏差,快速進行整修找平,為后續鋪面施工創造有利條件。此外,高速公路建設中還要加強生態環保意識,將填石路基施工與生態保護相協調。嚴格控制施工揚塵、噪聲等污染,規范處理施工泥漿水,最大限度減小施工對環境的擾動和影響。
3.2 城市道路建設中的應用策略
城市道路建設面臨著地下管線錯綜復雜、周邊環境制約多等特殊情況,這對填石路基技術提出了更多的綜合性要求。在確保路基具備足夠承載力的同時,還須兼顧材料的環保性、結構的輕型化,以及路基的排水透氣性等需求,這對傳統填石路基的材料選擇和結構設計提出了新的挑戰。
在填料選擇方面,城市道路可因地制宜采用一些綠色環保新材料。如大量利用當地的工業副產品粉煤灰,或城市建筑垃圾再生骨料等,通過科學配比,既可滿足路基強度要求,又能減少天然材料消耗,體現循環經濟理念。在結構設計上,箱體式填石路基是一種適用于城市道路的新型結構形式。箱體內部填充輕質材料,自重小,可有效降低對地下管線的荷載影響;同時箱體分隔提高了路基的透水排氣能力,延長使用壽命。合理采用防水隔離措施,減少水分侵入對路基的損害。鋪面結構方面,瀝青砼或水泥砼路面是城市道路的常用形式,應重點做好其與填石路基的搭接設計,避免產生溫度應力導致的反射裂縫[5]。
此外,城市道路建設還須重點處理地下管線和鄰近構筑物的影響。盡量避免填石路基開挖對地下管線的擾動,確需敷設于路基下方時,可在其頂部設置柔性保護層,如厚度適宜的砂性土等,既可隔離車輛荷載應力,又能適應管線局部變形。對于緊鄰路基的建筑物,應控制路基填筑和碾壓的振動影響,避免對建筑結構造成損害。必要時應設置隔離措施,或在路基與建筑物間預留沉降縫,消除差異沉降的威脅。
4 結語
填石路基施工技術是公路工程建設中的關鍵環節,其設計和應用水平直接關系到公路的使用品質和使用壽命。從材料選擇到工藝優化,從質量控制到適應性應用,填石路基施工技術需要在系統優化中實現精益求精。未來,在人工智能、物聯網等新技術的助推下,填石路基施工必將朝著更加精準、更加高效、更加環保的方向邁進。通過施工技術的持續創新,我國公路工程建設質量之路必將越走越寬廣。
參考文獻:
[1]施孟成.公路施工中填石路基施工技術的應用[J].運輸經理世界,2024(32):28-30.
[2]熊濤.填石路基施工技術在公路工程中的應用[J].四川水泥,2024(11):238-240.
[3]喬曉倩.公路工程施工中填石路基施工技術應用研究[J].運輸經理世界,2024(30):13-15.
[4]趙賀奇.填石路基施工技術在公路施工中的運用[J].交通世界,2024(29):112-114.
[5]賈達.公路施工中填石路基施工技術的應用研究[J].四川建材,2024,50(10):174-175+202.
填石路基施工的材料選擇、工藝優化、質量控制三個方面出發,系統分析了填石路基施工技術的關鍵要素。通過闡述地基處理、排水防護、邊坡加固等具體施工技術要點,探討了填石路基施工在山區公路、高速公路、城市道路等不同工程場景下的針對性應用策略。文章指出,科學規范的施工工藝、精細周到的質量管控是保障填石路基施工質量的根本,而綠色環保的新材料、信息化的新技術將是推動填石路基施工技術持續進步的動力。以期通過填石路基施工技術的創新應用,不斷提升我國公路工程建設的質量水平。
關鍵詞:公路工程 填石路基 施工技術 質量控制