高速公路路基施工 及其工程質(zhì)量管理探討

王 偉

（新疆交通建設(shè)管理局項(xiàng)目執(zhí)行二處，新疆 烏魯木齊 830013）

1 高速公路路基施工的重要性

高速公路路基施工具有復(fù)雜性和唯一性，復(fù)雜性主要是指在路基施工中挖土、運(yùn)料、填料、壓實(shí)等工序相對(duì)復(fù)雜，唯一性是指高速公路路基施工不具備反復(fù)施工的條件，竣工完成后不可對(duì)其進(jìn)行改變，只有翻修或新建時(shí)可進(jìn)行。同時(shí)，高速公路路基施工容易受自然條件和地質(zhì)條件的影響，特別在地理位置比較惡劣的環(huán)境下，路基施工的地點(diǎn)較為分散，并且施工作業(yè)面積較為狹窄，施工過程容易出現(xiàn)質(zhì)量問題，所以必須強(qiáng)化施工技術(shù)和施工質(zhì)量的管理措施，把高速公路路基施工作為重點(diǎn)施工對(duì)象進(jìn)行有效的控制和監(jiān)督。

2 路基工程的質(zhì)量要求

2.1 承載能力

車輛荷載由路面?zhèn)鬟f給路基，并在路基、路面的結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力、應(yīng)變及位移。如果路基結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度或變形能力不足以抵抗這些應(yīng)力、應(yīng)變及位移，路基結(jié)構(gòu)就會(huì)沉陷，致使道路表面出現(xiàn)斷裂、波浪或車轍，導(dǎo)致路況惡化、道路的服務(wù)水平下降。因此，路基結(jié)構(gòu)必須具備與行車荷載相適應(yīng)的承載能力。

2.2 整體穩(wěn)定性

在地表開挖或填筑路基時(shí)，必然會(huì)影響地面原有的地層結(jié)構(gòu)，改變其受力狀態(tài)。在未達(dá)到新的平衡狀態(tài)之前，路基結(jié)構(gòu)暫時(shí)處于一種不穩(wěn)定的狀態(tài)。因此，在路基施工中必須采取適當(dāng)?shù)拇胧?，確保路基結(jié)構(gòu)具有足夠的整體穩(wěn)定性。

2.3 水溫穩(wěn)定性

路基結(jié)構(gòu)受大氣溫度、濕度與降水的影響，這些因素的變化使得結(jié)構(gòu)物的物理力學(xué)性質(zhì)也隨之發(fā)生變化，處于一種不穩(wěn)定狀態(tài)。在地面水和地下水的作用下，路基強(qiáng)度會(huì)顯著降低。由于水溫狀況的變化，路基會(huì)發(fā)生周期性凍融，形成凍脹和翻漿，使路基強(qiáng)度急劇下降。因此，即使在最不利的水溫狀況下，也要求路基必須具有足夠的水溫穩(wěn)定性。

2.4 排水系統(tǒng)暢通

在路基施工中，自始至終要確保排水通暢。路基施工前，應(yīng)設(shè)置完善的臨時(shí)排水系統(tǒng)。永久性的排水設(shè)施在確保排水通暢的前提下，力求內(nèi)在質(zhì)量與外觀質(zhì)量優(yōu)良。

3 路基施工前的質(zhì)量控制措施

3.1 確定土質(zhì)最大干密度

壓實(shí)度是路基工程的最重要質(zhì)量指標(biāo)之一，因?yàn)橹挥斜ＷC路基具有足夠的穩(wěn)定性和耐久性，它才能承受行車的反復(fù)荷載作用和抵御各種自然因素的影響。而土質(zhì)最大干密度直接影響壓實(shí)度大小，對(duì)同一土質(zhì)來說它的數(shù)值大小直接影響工程質(zhì)量的高低，但由于公路工程沿線各類土質(zhì)分布情況較為復(fù)雜，在作業(yè)范圍內(nèi)各類土質(zhì)分層狀況及厚度也不完全一致，各類土質(zhì)的最大干密度差別也較大，再加上施工作業(yè)的千變?nèi)f化，使土質(zhì)變得混雜，最大干密度的確定難度較大，這就需要不僅根據(jù)土質(zhì)分布路段及土質(zhì)類別進(jìn)行確定，更需要根據(jù)每一回填層的具體情況進(jìn)行確定，當(dāng)然土質(zhì)變化不大、最大干密度變化就小，對(duì)工程質(zhì)量影響就小，最大干密度就容易確定。

3.2 加強(qiáng)對(duì)路基凍脹翻漿的保護(hù)

凍脹翻漿是在冬季寒冷地區(qū)公路所特有的路基通病。路基附近存在的表面積水及地下水是形成翻漿的主要原因。因此，要把改善路基的排水條件放在首要的位置，最有效的措施是使路基滿足最小填土高度，以減少地面積水及地下水毛細(xì)上升作用的影響，使路基土的含水量降低。另外，采用粗粒土填筑路基，可以減輕或防止凍脹翻漿的發(fā)生。

3.3 做好施工組織設(shè)計(jì)，加強(qiáng)現(xiàn)場管理

要做好施工組織設(shè)計(jì)，合理安排施工段的先后順序，明確構(gòu)造物和路基的銜接關(guān)系。根據(jù)施工現(xiàn)場的實(shí)際需要，調(diào)配人員與設(shè)備，保證路基施工的順利完成。

3.4 加強(qiáng)地基壓實(shí)處理

清除地表不良土質(zhì)，加強(qiáng)地基壓實(shí)處理。地表植被、樹根、垃圾、不良土質(zhì)（鹽漬土、膨脹土等）必須予以清除，同時(shí)應(yīng)加大地表的壓實(shí)程度，采用大噸位振動(dòng)壓路機(jī)處置。

4 路基施工中的質(zhì)量保證措施

4.1 高速公路路基碾壓的質(zhì)量控制

高速公路施工中土體的碾壓工作是路基施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在實(shí)際操作中應(yīng)先取較為合適的壓路機(jī)，其噸位、型號(hào)、壓實(shí)次數(shù)都要有完備的計(jì)錄，且路基土體情況要與壓路機(jī)的型號(hào)相匹配，壓實(shí)方法與均勻性要規(guī)范。高速公路路基應(yīng)采用重型標(biāo)準(zhǔn)和要求較高的壓實(shí)度，這就要求大噸位的壓路機(jī)與之相配套。不同種類的壓路機(jī)對(duì)不同土質(zhì)的壓實(shí)有不同效果。同一種型號(hào)的壓路機(jī)對(duì)不同土質(zhì)的壓實(shí)效果也不一樣。這就決定對(duì)不同土質(zhì)，同一壓路機(jī)碾壓采用不同的壓實(shí)遍數(shù)。壓實(shí)方法對(duì)壓實(shí)效果也有影響，壓實(shí)均勻性要求控制被碾壓路段的壓實(shí)度一致，防止出現(xiàn)一部分超密，而另一部分欠密的不均勻現(xiàn)象。

4.2 高速公路路基施工排水與含水量的控制

道路施工的進(jìn)度很大程度上決定于天氣情況，特別是在土路基施工過程中碰到雨天，為使雨后能盡快恢復(fù)施工，一定要做好排水工作，挖好排水溝，路堤填筑要留好路拱以保證中間高、兩邊低，使雨后路面無積水。要保證路基填土密實(shí)，一定要嚴(yán)格控制土料含水量在最優(yōu)范圍內(nèi)，一般最佳含水量為±4%。巖土中含水量小，顆粒間的水膜有較大粘滯阻力，空氣在土的孔隙中不能完全排除，不易壓實(shí)。若含水量偏大，初步夯實(shí)便使土接近飽和，再夯只能使土變形，土不密實(shí)會(huì)變成橡皮土?？刂频霓k法是現(xiàn)場取土料作含水量試驗(yàn)，或者現(xiàn)場憑經(jīng)驗(yàn)判斷，即將土料捏成團(tuán)，落地可散，這種狀況的含水量基本上在最優(yōu)范圍之內(nèi)，否則就應(yīng)進(jìn)行處理。含水量偏小的應(yīng)灑水，增加含水量；偏大的可采取翻曬、晾干，或者摻生石灰、水泥等進(jìn)行處理。

4.3 路基碾壓的質(zhì)量保證措施

碾壓時(shí)應(yīng)根據(jù)土的種類，選用適當(dāng)?shù)膲簩?shí)機(jī)械，按“先輕后重、先慢后快、先邊后中”的作業(yè)原則進(jìn)行碾壓。施工中對(duì)土的含水率必須嚴(yán)格控制，及時(shí)測定、及時(shí)調(diào)整，碾壓含水率過高的路段時(shí)，必須經(jīng)翻曬后再碾壓。如果土的含水率過低，可用灑水車灑水后再碾壓。為了控制好路基分層施工，必須按路面平行線分層控制填土高程?？刂坡坊鶋簩?shí)度，必須按試驗(yàn)路段路基填土厚度的90%控制施工時(shí)的填土厚度。碾壓時(shí)，相鄰兩次的輪跡應(yīng)重疊輪寬的1/3，保證壓實(shí)均勻，不漏壓，對(duì)于壓不到的邊角，應(yīng)輔以人力或小型機(jī)具夯實(shí)。

5 路基路面排水

水是影響路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性的另一重要因素，許多路基病害是由水的侵蝕造成的。另外，從保護(hù)環(huán)境、不損害當(dāng)?shù)剞r(nóng)田水利設(shè)施考慮，也必須做好路基排水，形成排水系統(tǒng)，并與地區(qū)排水規(guī)劃相協(xié)調(diào)。在路基施工中，應(yīng)重視施工排水，防止因各種原因造成的水患，以免給路基、路面施工造成不必要的損失。

5.1 地面排水

最通常采用的地面排水設(shè)施是邊溝、截水溝、跌水、急流槽以及地表的排水管。對(duì)于鐵路排水溝渠，一般都要求鋪砌防護(hù)。普遍采用漿砌片石加固，現(xiàn)在水泥混凝土預(yù)制板塊也開始廣泛應(yīng)用。對(duì)路線兩側(cè)避免灌溉溝渠可重新進(jìn)行系統(tǒng)布置，盡量避免穿越路線的排灌涵洞，從而提高路基的工程質(zhì)量。

5.2 路面排水

路面排水的任務(wù)是迅速排除路面范圍內(nèi)的降水，減少水從路面滲入，避免沖刷路基邊坡。路拱橫坡應(yīng)大于等于4%。路面排水分為二個(gè)步驟：第一步為分散排水，由路拱將雨水沿線路中線排至兩側(cè)路肩排水溝；第二步是由路肩兩側(cè)排水溝直接將水排出路基。

5.3 地下排水

路基地下排水仍多用暗溝、盲溝、滲溝、滲井等手段，其特點(diǎn)是滲透力式排水。當(dāng)水流量較大，多采用帶滲水管的滲溝。具有反濾功能的土工織物取代了傳統(tǒng)的砂礫料反濾層。

6 路基防護(hù)

路基的修筑改變了地層的天然平衡狀念，加上路基暴露在空間，不斷受各種錯(cuò)綜復(fù)雜的自然因素侵蝕，因此需要進(jìn)行各種類型的防護(hù)。

6.1 坡面防護(hù)

坡面防護(hù)的目的是防止地表水流的沖刷、坡面巖土的風(fēng)化剝落以及與環(huán)境的協(xié)調(diào)。近年來，對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視程度越來越高，因此如果條件允許，應(yīng)多采用種草防護(hù)。對(duì)于破裂的或易于風(fēng)化破碎的巖石路塹邊坡，采用錨桿掛鐵絲網(wǎng)、高強(qiáng)塑料網(wǎng)格噴漿、噴射混凝土以及噴射纖維混凝防護(hù)也有較好的效果。但由于石砌圬工及混凝土防護(hù)造價(jià)高、易破損等諸多問題，從保護(hù)環(huán)境的角度出發(fā)，建議大力推廣既能改善生態(tài)環(huán)境、美化景觀又一勞永逸的種草防護(hù)，但是在新疆這種干旱地區(qū)很難實(shí)現(xiàn)。

6.2 沖刷防護(hù)

沿河路基邊坡的防護(hù)多采用直接防護(hù)，但采用高強(qiáng)土工格柵代替鐵絲作石籠，用聚脂或聚胺脂類土工織物混凝土護(hù)坡袋做成護(hù)面板能有效防護(hù)受水沖浪擊的邊坡，并能適應(yīng)土體不均勻沉降。

7 結(jié)語

路基施工的技術(shù)難度不大，但工藝比較復(fù)雜，施工中還會(huì)受到各種環(huán)境因素的制約。因此，必須加強(qiáng)路基施工管理，強(qiáng)化路基施工的質(zhì)量意識(shí)，嚴(yán)格遵守施工的規(guī)范和要求，保證路基施工的質(zhì)量，提高道路的服務(wù)水平。

［1］鄧學(xué)均.路基路面工程[M].北京：人民交通出版社，2000.

［2］方左英.路基工程[M].北京：人民交通出版社，1987.

［3］姚祖康.道路路基和路面工程[M].上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，1994.