淺析公路路基填方壓實(shí)施工

崔源滿 劉自萍

摘要:公路路基是路面的基礎(chǔ),它承受著本身巖土自重和路面重量,以及由路面?zhèn)鬟f而來(lái)的行車荷載,是公路的承重主體。路基作為公路的基本載體越來(lái)越受到人們的關(guān)注,其施工技術(shù)的高低直接影響著路基工程質(zhì)量的優(yōu)劣。文章對(duì)公路路基填方壓實(shí)施工技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)行了闡述分析。

關(guān)鍵詞:公路路基;填方壓實(shí);軟土路基

中圖分類號(hào):U473文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-2374(2009)22-0131-02

公路路基施工是整個(gè)公路施工工程的關(guān)鍵所在,稍有偏差,將給整個(gè)工程埋下質(zhì)量隱患。例如,在公路施工中常會(huì)遇到諸如軟土路基,黃土路基等不良路基,如不加以特別處理,會(huì)引起填方路堤施工后沉降或不均勻沉陷,路面縱橫坡變小,平整度下降,導(dǎo)致行車顛簸等,嚴(yán)重影響公路的正常使用,造成大量的人力、物力、財(cái)力浪費(fèi)。因此,路基施工應(yīng)根據(jù)施工當(dāng)?shù)氐匦巍⒌刭|(zhì)狀況、公路等級(jí)、所在地區(qū)的氣候、結(jié)合施工填挖方平衡等來(lái)選擇施工方法。

一、路基工程特點(diǎn)

路基是公路的主要工程結(jié)構(gòu)物。路基是在天然地面表面按照路線位置和設(shè)計(jì)斷面的要求填筑或開(kāi)挖形成的巖土結(jié)構(gòu)物。路面是在路基頂面的行車部分用各種筑路材料鋪筑而成的層狀結(jié)構(gòu)物。路基是路面的基礎(chǔ),堅(jiān)強(qiáng)且穩(wěn)定的路基為路面結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期承受汽車荷載作用提供了重要的保證;路面結(jié)構(gòu)層對(duì)路基起保護(hù)作用,使路基不會(huì)直接承受車輪和大氣的破壞作用,長(zhǎng)期處于穩(wěn)定狀態(tài)。路基和路面實(shí)際上是不可分割的整體。

路基和路面工程是一種線形工程,有的公路延續(xù)數(shù)十公里至數(shù)百公里。由于公路沿線地形起伏,地質(zhì)、地貌、氣象特征多變,因此路基和路面工程具有復(fù)雜多變的特點(diǎn)。路基和路面工程還具有工程數(shù)量大和造價(jià)高的特點(diǎn)。路基工程造價(jià)約占公路工程總造價(jià)的20%～50%,路面工程造價(jià)一般占公路工程總造價(jià)的30%左右。

現(xiàn)代化的公路運(yùn)輸,既要求公路能全天候通行車輛,又要求車輛能以一定的速度,安全、舒適、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。因此,精心設(shè)計(jì),精心施工,使路基能長(zhǎng)期具備良好的使用性能,對(duì)節(jié)約投資,提高運(yùn)輸效益,具有十分重要的意義。

二、影響路基穩(wěn)定性的因素

路基是一種常年暴露于大自然的線形構(gòu)造物,其穩(wěn)定性在很大程度上是由當(dāng)?shù)刈匀粭l件所決定。因此,深入調(diào)查公路沿線的自然條件,從整體(地區(qū))和局部(具體路段)去分析研究,掌握各有關(guān)自然因素的變化規(guī)律及其對(duì)路基穩(wěn)定性的影響,從而因地制宜地采取有效的工程技術(shù)措施,這是正確進(jìn)行路基設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù),進(jìn)而提高公路使用質(zhì)量的重要前提。

影響公路路基穩(wěn)定性的自然因素一般有:

地形:平原地區(qū)地勢(shì)平均,一般來(lái)說(shuō)地面水容易積聚,地下水水位較高,因此,路基需要保持一定的最小填土高度,路面結(jié)構(gòu)層應(yīng)選擇水穩(wěn)性良好的材料;山嶺重丘地區(qū)地勢(shì)陡峻,路基的強(qiáng)度與穩(wěn)定性特別是穩(wěn)定性不易保證,需要采取某些防護(hù)與加固措施,且路基的排水至關(guān)重要。

地質(zhì):沿線巖土的種類、成因、巖層的走向、傾向和傾角、風(fēng)化程度等,都影響路基的強(qiáng)度與穩(wěn)定性。

氣候:公路沿線地區(qū)的氣溫、降雨量、降雪量、冰凍深度、日照、年蒸發(fā)量、風(fēng)力、風(fēng)向等,影響路基的水溫狀況。

水文與水文地質(zhì):水文是指地面徑流、河道的洪水位、河岸的沖刷與淤積情況等;水文地質(zhì)則是指地下水位、地下水移動(dòng)的規(guī)律,有無(wú)泉水及層間水等:所有這些都會(huì)影響路基的穩(wěn)定性,如處理不當(dāng),往往會(huì)導(dǎo)致路基產(chǎn)生各種病害。

影響路基穩(wěn)定性的人為因素一般有:行車荷載的作用、路基設(shè)計(jì)、施工及養(yǎng)護(hù)是否正確等。

路基設(shè)計(jì)時(shí).應(yīng)根據(jù)各路段的具體情況,采用合理的路基斷面形式。做好地面和地下排水,對(duì)不良地質(zhì)路段.還應(yīng)采取必要或特別的措施,防止路基病害的發(fā)生。路面設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)根據(jù)各地的氣候特點(diǎn),采用合理的結(jié)構(gòu)組合,并采用適當(dāng)?shù)穆访娼Y(jié)構(gòu)排水設(shè)施。

三、填方路基壓實(shí)

(一)一般填土的壓實(shí)

填方路基經(jīng)過(guò)充分壓實(shí),其塑性變形、滲透系數(shù)、毛細(xì)水上升高度、隔溫、隔水性能都有明顯的改善。因此,在填料選定之后,壓實(shí)至關(guān)重要。

1.影響壓實(shí)度的主要因素。(1)土質(zhì):土的性質(zhì)不同,其干密度(或稱干容重)(y0)和含水量(w0)就不同。對(duì)粘性較大的土,w0值較高而y0值較低,而粘性差一些的土則相反,所以粘性差的砂類土的壓實(shí)性就比粘質(zhì)土好;(2)土的含水量:土中的水分大致可分為粘結(jié)水和自由水兩種,粘結(jié)水是經(jīng)過(guò)復(fù)雜的表面活動(dòng)粘在土顆粒表面形成一層水膜,用機(jī)械的方法難以去掉;而自由水則和普通水一樣,在重力和表面張力作用下,可以在土中自由活動(dòng)。只有在最佳含水量的情況下,才能將土壓實(shí)到最大干密度;也只有在最佳含水量情況下壓實(shí)的土體,其浸水強(qiáng)度最大,即水穩(wěn)定性最好。

2.壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn),也稱擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn),是以壓實(shí)度%表示的。按《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》(JTJ051-93)重型擊實(shí)方法求得的最大干密實(shí)度的壓實(shí)度,簡(jiǎn)稱為重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)要求較高,必須對(duì)填料性質(zhì)、土的含水量大小、分層攤鋪和碾壓厚度、碾壓機(jī)具的質(zhì)量和碾壓遍數(shù)等進(jìn)行認(rèn)真的調(diào)查、試驗(yàn),才能達(dá)到。

3.壓實(shí)機(jī)械和碾壓方法。壓實(shí)機(jī)械主要有碾壓方式、夯實(shí)式、振動(dòng)式三種。一般情況下,用8～12t光輪碾壓式壓路機(jī)的每層松鋪厚度為20～30cm;用振動(dòng)式或夯擊式壓路機(jī)可增厚到50cm。但分層厚度宜在施工現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)試驗(yàn)確定。

(二)特殊情況下土的壓實(shí)

1.特殊干旱地區(qū)一般是指年降雨量少于150mm,且地下水位又很低、潮濕系數(shù)≤0.25的干旱地區(qū)。因土的實(shí)際含水量大大低于最佳含水量,如果靠人工灑水來(lái)達(dá)到最佳含水量再進(jìn)行碾壓,將給施工帶來(lái)很大困難,而這些地區(qū),將壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)降低2%～3%,也不致于影響路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定。

2.特殊潮濕地區(qū)是指導(dǎo)我國(guó)東南濕熱區(qū)、西南潮暖區(qū)的一些平坦低洼地帶,雨量充沛、水系發(fā)達(dá),地表積水,難以排泄,地下水位較高,地表上的含水量超過(guò)最佳含水量很多,常年處于飽和狀態(tài),成為“過(guò)濕土”。在這種土基上填土做路基,單靠增加壓實(shí)功能,不僅不能提高壓實(shí)度達(dá)到重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)所要求的密實(shí)度,反會(huì)使土體破壞,形成所謂的“彈簧土”。這類特殊潮濕地段也允許將壓實(shí)度降低2%～3%。

(三)填石路基的壓實(shí)

填石路基不易壓實(shí),在公路施工中應(yīng)從嚴(yán)控制,如石塊粒徑不能太大、堅(jiān)持分層填筑、避免傾填爆破石塊等。在可能條件下,留足路堤自然沉落時(shí)間,降低工后沉降量,以免日后引起大的變形和沉陷。

施工方法應(yīng)在實(shí)地通過(guò)壓實(shí)試驗(yàn)確定。其方法為:采用重型振動(dòng)壓路機(jī),碾壓到壓實(shí)層頂穩(wěn)定,不再下沉(無(wú)輪跡)時(shí),即可判定為密度狀態(tài),這時(shí)記錄機(jī)型、碾壓遍數(shù)、分層厚度等數(shù)據(jù),作為指導(dǎo)施工壓實(shí)的依據(jù)。若填料性質(zhì)或顆粒發(fā)生較大變化時(shí),應(yīng)重新再作試驗(yàn)。迄今這仍是控制填石路基實(shí)的可靠方法。

四、結(jié)語(yǔ)

公路路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性很大程度取決于路基填料的性質(zhì)及其壓實(shí)的程度。從現(xiàn)有條件出發(fā),改進(jìn)填土要求和壓實(shí)條件是保證路基質(zhì)量最有效和經(jīng)濟(jì)的方法。

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