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摘要目前,我国高速公路发展迅速,但是已建成通车的高速公路个别质量也有不尽人意之处,路面常产生裂缝、错台、拱板、桥头跳车等病害,有些病害表现在路面上,但产生的根源却是路基的病害。所以对路基的施工工艺探讨及质量控制,以确保工程的质量。
关键词高速公路;路基施工;质量控制
中图分类号U412 文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)051-0053-01
随着我国改革开放和社会经济的发展,也加快了我国公路建设的步伐,公路建设的施工工艺、技术都有很大的提高。公路主要承受和满足汽车荷载的重复作用和经受各种自然因素的长期影响,路基是公路的线形主体,是路面的基础,是与路面共同承担汽车的荷载作用。没有稳固的路基,就没有稳固的公路,一条优质公路,路基质量是关键,路基质量应从路基施工开始控制。
1高速公路路基施工的质量要求
1)具有足够的稳定性。为防止路基结构在行车荷载及自然因素作用下发生整体失稳,发生不允许的变形或破坏,必须因地制宜地采取一定的措施来保证路基整体结构的稳定性。2)具有足够的强度。为保证路基在外力作用下,不致产生超过容许范围的变形,要求路基应具有足够的强度。3)具有足够的水温稳定性。路基在地面水和地下水的作用下,其强度将会显著降低。为保证在最不利的水温状况下,强度不致显著降低,要求路基应具有一定的水温稳定性。
2路基填土与压实
1)路基填筑材料的控制。路基首先考虑是在线路上用自然土进行移挖作填来修筑的,第一步需要将不适合作为路基填料的表土清除,一般清除厚度为30cm。需要清除淤泥、沼泽土、有机土、草皮土、生活垃圾、树根和含有腐朽物质的土。液限超过50,塑性指数大于26的土,以及含水量超过规定的土,需要采取满足设计要求的技术措施后,经检查合格后方可使用。同时在路基填筑之前应对沿线的自然土根据规范要求的频率进行试验分析,确定其物理力学性质,测定其最佳含水量及最大干容重,以便指导路基施工及对路基填筑成品的检测。实验不及时则现场无对照指标,无法判定压实质量;取样的代表性要好,否则实际填筑料和给出的最大干密度之间的相关关系差,容易造成无论如何碾压均达不到规范要求或压实度超百的情况发生。如果在施工中揭露出不同土质,需要及时补做室内标准击实实验。从试验结果分析可以知道: 土质颗粒越细,其相应的弹性模量越低,而砂性土弹性模量比较高。这就是通常所说的砂性土是良好的筑路材料。在需要选择线外借土场时,我们根据经济平衡尽量选择塑性指标较小的砂性土来填筑路基。石方填筑材料要注意控制其粒径和强度指标。粒径不允许超过25cm。清淤抛填的石料不允许超过50cm,且含泥量不允许超过一定范围。2)路基压实度控制。①保证土的最佳含水量。土在最佳含水量时进行压实才能达到最大密实度,因此,在路基填土压实过程中,必须随时控制土的含水量,当含水量过大时,应晾晒风干至最佳含水量再碾压。施工过程应连续作业,减少雨淋、暴晒,防止土壤中的含水量发生大的变化。②碾压质量控制。碾压质量控制包括选取合适的压路机吨位、型号、压实遍数、压实方法及压实的均匀性等。高速公路采用重型击实标准和要求较高的压实度,这就要求大吨位的压路机与之相配套。不同种类的压路机对不同土质的压实效果不同,振动碾压砂砾土能得到良好的压实效果,而振动碾压粘性土能得到最佳压实效果。同一种型号的压路机对不同土质的压实效果也不一样。这就决定对不同土质,同一压路机碾压采用不同的压实遍数。压实方法对压实效果也有影响,压实均匀性要求控制被碾压路段的压实度一致,不致于出现一部分超密,而另一部分欠密的不均匀现象。填土表面平整性也是影响压实均匀性的因素之一,常出现凸部超密而凹部欠密的不均匀现象,因此,严格控制路基碾压前的填土表面平整性也是很有必要的。
3路基排水施工技术
1)地面排水。最通常采用的地面排水设施是边沟、截水沟、跌水、急流槽以及地表的排水管。对于高速公路上的排水沟渠,一般都要求铺砌防护。普遍采用浆砌片石加固、而水泥混凝土预制板块也开始广泛应用。高速公路通过水网地段的路基,过去逢沟设涵的做法在一些地方有了改进,对路线两侧的灌溉沟渠重新系统布置,免去了穿越路线的排灌涵洞,从而提高了路基的工程质量。2)路面排水。路面排水的任务是迅速排除路面范围内的降水,减少水从路面渗入,使之不冲刷路基边坡。路拱横坡应≥2%。雨水排出路面集中排水,在硬路肩外侧设置水泥混凝土预制块或现浇沥青混凝土的拦水带,以其与硬路肩路面构成三角形的集水槽流水,每隔20m～50m 间距设一泄水口与路堤边坡急流槽衔接将雨水排到坡脚排水沟中。设超高路段的排水通过设在中央带的圆形开口排水沟或雨水井进行排除。在西部降水量低的地区大多采用在中央分隔带设过水槽排水。3)地下排水。路基地下排水仍多用暗沟、盲沟、渗沟、渗井等,其特点是以渗透力式排水,当水流量较大,多采用带渗水管的渗沟。传统的砂砾料反滤层多改用有反滤功能的土工织物,几年研制的带有钢圈、滤布和加强合成纤维组成的加劲软式透水管直径8cm～30cm,很适用于地下排水。
4软土路基施工
1)换填法。淤泥及软土厚度小于2m 时,在路基施工范围内可将淤泥、软土全部挖除,使路堤筑于基底或换填渗水性强的土层上。2)强夯法。对于饱和度较高的粘土或淤泥质土路基,强夯法处理的效果不明显,但近年来国内相继采用在夯坑内回填块石碎石、砂或其他颗粒材料,通过夯击排开软土,从而在地基中形成块(碎)石墩,称为强夯置换法。3)抛石挤淤法。在厚度小于3m,淤泥表面无硬壳,呈流动状态,排水困难,石料易得时,可从路基中部向两侧抛投一定数量的石料,将淤泥挤出路基范围,提高路基强度。所用石料宜采用不易风化的大块石,尺寸一般不小于0.3m。4)反压护道法。当路堤高度超过极限高度的1.5倍~2倍时,通过反压护道使路堤下的淤泥或软土趋于稳定,护道一般可采用单级形式,其高度为路堤高度的0.3倍~0.5倍。5)砂垫层法。当软土地区路堤高度小于2倍极限高度时,可在软土路基顶面铺设0.6m~1m厚砂垫层,形成一个排水面,促进路面底部的排水,提高路基强度与稳定性。6)木(柴)排及反铺搭头法。在交通量不大的公路上,当地木(柴)料丰富且运距较近时,可采用圆木或捆扎梢料做成柴排,铺在路基顶面,从而起到扩大基础分散荷载作用,保持路堤基底的稳定性。7)设置砂井法。当淤泥或软土层厚度超过5m,且路堤高度超过天然地基承载力很多时,可采用砂井与连接砂井的砂垫层相配合的方法。一般砂井直径为0.2m~0.3m,井距为井径的8倍~10倍,常取2m~4m,平面上呈矩形或梅花形布置,砂井排水井施工通常有打入桩法、振动桩法、射水泥桩法以及振冲法等。8)爆破排淤法。在淤泥较厚、路堤较高,且工期紧而又环境允许时,可采用该法。9)土工布软基处理法。当路基的土体松软、土壤潮湿、地下水位高时,以土工布摊铺底层,并拉向边坡作防护,有利于排水,使荷载均布从而加强路基的稳定。在高填土路堤,可适当分层使用土工布,加强路堤刚度。与砂垫层配合使用效果更好。10)竖向塑料板、排水板法。在饱和度较大的淤泥或软土地带,以塑料板作为竖向排水再配合土工布作为横向排水,可使路堤加快固结,加快沉降,提高路基强度。11)振冲及干振碎石桩。在环境条件允许时,该方法运用范围广、经济可靠,对软基具有挤密效应和排水减压效应。碎石桩与周围土体组成复合地基,加大了承载力。另外还有振动沉管砂石桩、水泥粉煤灰碎石桩、石灰桩、土桩及灰土桩、预压加速固结、注浆、高压喷射注浆、深层搅拌桩、水泥粉喷桩、路堤加筋土等软弱路基加固方法。
5结束语
路基施工技术是一个比较重要而又容易被人们忽略的问题。高速公路路基质量对道路的使用性能影响较大,因此在进行路基施工时应严格按照规范要求进行,针对不同的路基项目采取不同的具体措施,只有不断完善自己的施工技术,积极采用新工艺、新材料、新设备,施工企业才能在日益激烈的建筑市场竞争中立于不败之地。
参考文献
[1]高学华.高速公路中的施工质量控制.2003.
[2]姜保明.公路路基施工技术[J].学术纵横,2006.9.
[3]郭温生.高速公路路基施工工艺与质量控制的分析[J].科技咨询导报,2007.
[4]黄伏香.浅谈高速公路路基精加工层平整度控制及机械化施工[J].建设机械技术与管理,2001.
关键词高速公路;路基施工;质量控制
中图分类号U412 文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)051-0053-01
随着我国改革开放和社会经济的发展,也加快了我国公路建设的步伐,公路建设的施工工艺、技术都有很大的提高。公路主要承受和满足汽车荷载的重复作用和经受各种自然因素的长期影响,路基是公路的线形主体,是路面的基础,是与路面共同承担汽车的荷载作用。没有稳固的路基,就没有稳固的公路,一条优质公路,路基质量是关键,路基质量应从路基施工开始控制。
1高速公路路基施工的质量要求
1)具有足够的稳定性。为防止路基结构在行车荷载及自然因素作用下发生整体失稳,发生不允许的变形或破坏,必须因地制宜地采取一定的措施来保证路基整体结构的稳定性。2)具有足够的强度。为保证路基在外力作用下,不致产生超过容许范围的变形,要求路基应具有足够的强度。3)具有足够的水温稳定性。路基在地面水和地下水的作用下,其强度将会显著降低。为保证在最不利的水温状况下,强度不致显著降低,要求路基应具有一定的水温稳定性。
2路基填土与压实
1)路基填筑材料的控制。路基首先考虑是在线路上用自然土进行移挖作填来修筑的,第一步需要将不适合作为路基填料的表土清除,一般清除厚度为30cm。需要清除淤泥、沼泽土、有机土、草皮土、生活垃圾、树根和含有腐朽物质的土。液限超过50,塑性指数大于26的土,以及含水量超过规定的土,需要采取满足设计要求的技术措施后,经检查合格后方可使用。同时在路基填筑之前应对沿线的自然土根据规范要求的频率进行试验分析,确定其物理力学性质,测定其最佳含水量及最大干容重,以便指导路基施工及对路基填筑成品的检测。实验不及时则现场无对照指标,无法判定压实质量;取样的代表性要好,否则实际填筑料和给出的最大干密度之间的相关关系差,容易造成无论如何碾压均达不到规范要求或压实度超百的情况发生。如果在施工中揭露出不同土质,需要及时补做室内标准击实实验。从试验结果分析可以知道: 土质颗粒越细,其相应的弹性模量越低,而砂性土弹性模量比较高。这就是通常所说的砂性土是良好的筑路材料。在需要选择线外借土场时,我们根据经济平衡尽量选择塑性指标较小的砂性土来填筑路基。石方填筑材料要注意控制其粒径和强度指标。粒径不允许超过25cm。清淤抛填的石料不允许超过50cm,且含泥量不允许超过一定范围。2)路基压实度控制。①保证土的最佳含水量。土在最佳含水量时进行压实才能达到最大密实度,因此,在路基填土压实过程中,必须随时控制土的含水量,当含水量过大时,应晾晒风干至最佳含水量再碾压。施工过程应连续作业,减少雨淋、暴晒,防止土壤中的含水量发生大的变化。②碾压质量控制。碾压质量控制包括选取合适的压路机吨位、型号、压实遍数、压实方法及压实的均匀性等。高速公路采用重型击实标准和要求较高的压实度,这就要求大吨位的压路机与之相配套。不同种类的压路机对不同土质的压实效果不同,振动碾压砂砾土能得到良好的压实效果,而振动碾压粘性土能得到最佳压实效果。同一种型号的压路机对不同土质的压实效果也不一样。这就决定对不同土质,同一压路机碾压采用不同的压实遍数。压实方法对压实效果也有影响,压实均匀性要求控制被碾压路段的压实度一致,不致于出现一部分超密,而另一部分欠密的不均匀现象。填土表面平整性也是影响压实均匀性的因素之一,常出现凸部超密而凹部欠密的不均匀现象,因此,严格控制路基碾压前的填土表面平整性也是很有必要的。
3路基排水施工技术
1)地面排水。最通常采用的地面排水设施是边沟、截水沟、跌水、急流槽以及地表的排水管。对于高速公路上的排水沟渠,一般都要求铺砌防护。普遍采用浆砌片石加固、而水泥混凝土预制板块也开始广泛应用。高速公路通过水网地段的路基,过去逢沟设涵的做法在一些地方有了改进,对路线两侧的灌溉沟渠重新系统布置,免去了穿越路线的排灌涵洞,从而提高了路基的工程质量。2)路面排水。路面排水的任务是迅速排除路面范围内的降水,减少水从路面渗入,使之不冲刷路基边坡。路拱横坡应≥2%。雨水排出路面集中排水,在硬路肩外侧设置水泥混凝土预制块或现浇沥青混凝土的拦水带,以其与硬路肩路面构成三角形的集水槽流水,每隔20m～50m 间距设一泄水口与路堤边坡急流槽衔接将雨水排到坡脚排水沟中。设超高路段的排水通过设在中央带的圆形开口排水沟或雨水井进行排除。在西部降水量低的地区大多采用在中央分隔带设过水槽排水。3)地下排水。路基地下排水仍多用暗沟、盲沟、渗沟、渗井等,其特点是以渗透力式排水,当水流量较大,多采用带渗水管的渗沟。传统的砂砾料反滤层多改用有反滤功能的土工织物,几年研制的带有钢圈、滤布和加强合成纤维组成的加劲软式透水管直径8cm～30cm,很适用于地下排水。
4软土路基施工
1)换填法。淤泥及软土厚度小于2m 时,在路基施工范围内可将淤泥、软土全部挖除,使路堤筑于基底或换填渗水性强的土层上。2)强夯法。对于饱和度较高的粘土或淤泥质土路基,强夯法处理的效果不明显,但近年来国内相继采用在夯坑内回填块石碎石、砂或其他颗粒材料,通过夯击排开软土,从而在地基中形成块(碎)石墩,称为强夯置换法。3)抛石挤淤法。在厚度小于3m,淤泥表面无硬壳,呈流动状态,排水困难,石料易得时,可从路基中部向两侧抛投一定数量的石料,将淤泥挤出路基范围,提高路基强度。所用石料宜采用不易风化的大块石,尺寸一般不小于0.3m。4)反压护道法。当路堤高度超过极限高度的1.5倍~2倍时,通过反压护道使路堤下的淤泥或软土趋于稳定,护道一般可采用单级形式,其高度为路堤高度的0.3倍~0.5倍。5)砂垫层法。当软土地区路堤高度小于2倍极限高度时,可在软土路基顶面铺设0.6m~1m厚砂垫层,形成一个排水面,促进路面底部的排水,提高路基强度与稳定性。6)木(柴)排及反铺搭头法。在交通量不大的公路上,当地木(柴)料丰富且运距较近时,可采用圆木或捆扎梢料做成柴排,铺在路基顶面,从而起到扩大基础分散荷载作用,保持路堤基底的稳定性。7)设置砂井法。当淤泥或软土层厚度超过5m,且路堤高度超过天然地基承载力很多时,可采用砂井与连接砂井的砂垫层相配合的方法。一般砂井直径为0.2m~0.3m,井距为井径的8倍~10倍,常取2m~4m,平面上呈矩形或梅花形布置,砂井排水井施工通常有打入桩法、振动桩法、射水泥桩法以及振冲法等。8)爆破排淤法。在淤泥较厚、路堤较高,且工期紧而又环境允许时,可采用该法。9)土工布软基处理法。当路基的土体松软、土壤潮湿、地下水位高时,以土工布摊铺底层,并拉向边坡作防护,有利于排水,使荷载均布从而加强路基的稳定。在高填土路堤,可适当分层使用土工布,加强路堤刚度。与砂垫层配合使用效果更好。10)竖向塑料板、排水板法。在饱和度较大的淤泥或软土地带,以塑料板作为竖向排水再配合土工布作为横向排水,可使路堤加快固结,加快沉降,提高路基强度。11)振冲及干振碎石桩。在环境条件允许时,该方法运用范围广、经济可靠,对软基具有挤密效应和排水减压效应。碎石桩与周围土体组成复合地基,加大了承载力。另外还有振动沉管砂石桩、水泥粉煤灰碎石桩、石灰桩、土桩及灰土桩、预压加速固结、注浆、高压喷射注浆、深层搅拌桩、水泥粉喷桩、路堤加筋土等软弱路基加固方法。
5结束语
路基施工技术是一个比较重要而又容易被人们忽略的问题。高速公路路基质量对道路的使用性能影响较大,因此在进行路基施工时应严格按照规范要求进行,针对不同的路基项目采取不同的具体措施,只有不断完善自己的施工技术,积极采用新工艺、新材料、新设备,施工企业才能在日益激烈的建筑市场竞争中立于不败之地。
参考文献
[1]高学华.高速公路中的施工质量控制.2003.
[2]姜保明.公路路基施工技术[J].学术纵横,2006.9.
[3]郭温生.高速公路路基施工工艺与质量控制的分析[J].科技咨询导报,2007.
[4]黄伏香.浅谈高速公路路基精加工层平整度控制及机械化施工[J].建设机械技术与管理,2001.