公路路基施工技術(shù)

王文生

摘 要：路基施工是公路工程的重要工序，本文從路基壓實(shí)、路基填方、路基挖方三方面研究公路路基的施工技術(shù)，采用理論結(jié)合工程實(shí)踐方法分析了我國(guó)現(xiàn)階段路基施工技術(shù)，為公路路基處理提供理論依據(jù)和高效的施工技術(shù)。

關(guān)鍵詞：公路路基；壓實(shí)；路基技術(shù)

中圖分類號(hào)：X734 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0.引言

隨著我國(guó)公路建設(shè)的飛速發(fā)展，公路病害問題越來越顯著。而路基病害是公路工程破壞的主要原因，路基病害有路基翻漿、沉陷、滑動(dòng)、崩塌等，這些病害除了受地質(zhì)條件、水文氣候、汽車超載等因素影響外，還受路基施工技術(shù)的影響，優(yōu)良的路基施工技術(shù)是減少公路工程病害的關(guān)鍵。

1.路基壓實(shí)

壓實(shí)度指的是壓實(shí)層材料壓實(shí)后的干密度與該材料的標(biāo)準(zhǔn)最大干密度之比，用百分?jǐn)?shù)表示。對(duì)公路路基進(jìn)行碾壓是修建公路的必要程序，路基壓實(shí)技術(shù)使路基具有良好剛度和強(qiáng)度，而公路路面結(jié)構(gòu)因?yàn)殇伣ǖ暮穸纫话爿^薄，其強(qiáng)度只能依賴于路基。路基壓實(shí)效果的好壞直接影響路基材料間空隙大小，壓實(shí)作用越好其路基的空隙率也越小，在有水條件下越難發(fā)生滲透作用，因此，在外力荷載連續(xù)作用下就越不容易發(fā)生強(qiáng)度降低、穩(wěn)定性變差、路面沉陷和路基路面變形等問題。公路路面平整度是評(píng)價(jià)和驗(yàn)收的重要指標(biāo)，當(dāng)路基壓實(shí)度不夠時(shí)，隨著車輛行車荷載的不斷作用，路基會(huì)出現(xiàn)沉陷和凸起，從而引發(fā)路面凹凸不平。

1.1 路基壓實(shí)的影響因素

（1）土層含水量，土層在最佳含水量下進(jìn)行碾壓的穩(wěn)定性最好，當(dāng)含水量較小時(shí)，土粒間的引力使其相對(duì)穩(wěn)定，很難達(dá)到充分碾壓的效果；而含水量較大時(shí)，土顆粒間會(huì)存在自由水，自由水會(huì)阻礙土粒的移動(dòng)而降低土層的壓實(shí)效果。

（2）土質(zhì)和集料的級(jí)配，不同類型的土最佳含水量、最大干密度是不同的，砂性土的最佳含水量較黏性土小，壓實(shí)后的最大干密度較黏性土高，因此砂性土的壓實(shí)效果優(yōu)于黏性土。集料的良好級(jí)配使其在壓實(shí)后具有更高的密實(shí)度，其在碾壓過程中不容易產(chǎn)生離析。

（3）壓實(shí)機(jī)械的選擇，常用的壓實(shí)機(jī)械類型有夯擊型、振動(dòng)型、靜碾型等，不同的壓實(shí)機(jī)械傳送的壓力深度不同，夯擊型的作用深度最深，振動(dòng)型的次之，靜碾型的最淺，因此，碾壓層的厚度與所選的碾壓機(jī)械有著密切的關(guān)系。

（4）碾壓層厚度，碾壓厚度會(huì)對(duì)路基壓實(shí)度產(chǎn)生很大的影響，假如碾壓填土太薄，就會(huì)出現(xiàn)碾后起皮剝離的狀況，如果碾壓填土太厚，就會(huì)致使底層壓實(shí)度不夠，而頂面的壓實(shí)度超強(qiáng)。

（5）碾壓的速度，碾壓速度越高，其壓力越難傳遞到碾壓層下部，導(dǎo)致壓實(shí)效果越差。

（6）碾壓方式，傳統(tǒng)的碾壓原則為“先輕后重，先慢后快，先邊緣后中間”，而隨著結(jié)構(gòu)和選擇作業(yè)機(jī)械的不同，碾壓方式也不同，根據(jù)壓實(shí)的不同作用原理，結(jié)合實(shí)際工程施工需求選擇適合的碾壓方式。

1.2 路基壓實(shí)技術(shù)

1.2.1 機(jī)械碾壓法

現(xiàn)階段使用最廣泛的壓實(shí)技術(shù)為機(jī)械碾壓法，局限于機(jī)械碾壓法與路基含水量的高聯(lián)系性，此方法多用于地下水位線以上和非飽和土質(zhì)的路基工程，前期準(zhǔn)備包括通過路基土的擊實(shí)試驗(yàn)確定試驗(yàn)段的最佳含水量和最大干密度，使用的機(jī)械多為壓路機(jī)、推土機(jī)、羊足碾等。其步驟為在清表后先對(duì)基坑底部進(jìn)行碾壓，再分層回填透水性較好、摩擦系數(shù)較大的砂土、素土等回填材料，由下至上采用“薄填、慢駛、多次”原則進(jìn)行水平分層碾壓。為確保路基的壓實(shí)效果，機(jī)械碾壓的速度規(guī)定為：平碾不能大于2km/h；羊足碾不能大于3km/h；振動(dòng)碾不能大于2km/h；振動(dòng)壓實(shí)機(jī)不能大于0.5km/h。

1.2.2 強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法又稱為動(dòng)力固結(jié)法，其加固深度較大且效果明顯，常用于砂性土、非飽和黏性土、低飽和粉土和雜填土地基處理。由郝俊芬總結(jié)的強(qiáng)夯法加固原理包括4個(gè)階段，第一階段為機(jī)械能量轉(zhuǎn)化為夯擊能量階段；第二階段土體的結(jié)構(gòu)被破壞或液化階段；第三階段排水固結(jié)壓密階段；第四階段土體固結(jié)壓密觸變恢復(fù)階段。其施工步驟如下：

（1）進(jìn)行施工場(chǎng)地平整；

（2）在平整后的場(chǎng)地上標(biāo)出第一遍夯擊點(diǎn)的位置，并測(cè)量場(chǎng)地高程；

（3）起重機(jī)就位，使夯錘對(duì)準(zhǔn)夯擊位置；

（4）記錄夯擊前錘頂?shù)母叱蹋?/p>

（5）將夯錘提升到預(yù)定高度、脫鉤自由落下進(jìn)行夯實(shí)并紀(jì)錄錘頂高程，若發(fā)現(xiàn)因坑底傾斜而造成夯錘傾斜時(shí)，應(yīng)及時(shí)將坑底填平；

（6）重復(fù)上述（5）的步驟，按設(shè)計(jì)規(guī)定的夯擊次數(shù)及控制標(biāo)準(zhǔn)，完成一個(gè)夯點(diǎn)的夯擊；

（7）換夯點(diǎn)重復(fù)上述步驟（3）～（6），直到全部完成第一遍全部夯點(diǎn)的擊實(shí)。

1.2.3 沖擊壓實(shí)法

沖擊壓實(shí)是通過工作裝置的勢(shì)能和動(dòng)能之間的瞬時(shí)轉(zhuǎn)化進(jìn)行的，常見的這類設(shè)備主要是多邊形滾輪沖擊式壓實(shí)機(jī)。該技術(shù)適用于高含水量的黏性土、層厚較大的土等，加固厚度可達(dá)60cm，是傳統(tǒng)壓實(shí)機(jī)械的兩倍，能大大減少鋪筑的層數(shù)，對(duì)土質(zhì)較差的地基土可直接沖壓，減少了對(duì)原狀土進(jìn)行開挖再分層壓實(shí)的麻煩。

2.路基填方

基底處理是對(duì)原狀土表面進(jìn)行清理，包括腐蝕土、草皮、垃圾及植物根系等。對(duì)原狀土為松散土或者耕地時(shí)，應(yīng)對(duì)基底進(jìn)行壓實(shí)后再填筑；對(duì)原狀土不符合規(guī)范要求的如淤泥、污染土等，應(yīng)進(jìn)行挖除后按規(guī)范要求回填合格填料；對(duì)含水量較高或蓄水量多地段，需采用排水溝等將水引出路基范圍以外。當(dāng)基底滿足橫坡緩于1∶10、路堤高度大于0.5m可不做處理，但路堤高度小于0.5m或橫坡在1∶10～1∶5之間需清表處理，當(dāng)基底橫坡陡于1∶5時(shí)應(yīng)設(shè)置臺(tái)階。填料的選擇應(yīng)遵守就地取材的原則，優(yōu)良的填料大致包括卵石、碎石土、礫石土、粗砂、砂性土等，優(yōu)點(diǎn)為強(qiáng)度高、透水性好、摩擦系數(shù)較大、抗壓縮性能好等。砂性土的摩擦系數(shù)和水穩(wěn)性都較好，但松散性大且黏性小不利于路基壓實(shí)；而黏性土的透水性差、粘結(jié)性和膨脹性都較大，作為填料時(shí)應(yīng)在最佳含水量的情況下對(duì)其進(jìn)行充分碾壓和設(shè)置好相應(yīng)的排水措施。一般的路堤填筑方案有3種：分層填筑、豎向填筑法、混合填筑法，使用最廣泛的為分層填筑法中的水平分層填筑。分層填筑時(shí)，石塊最大尺寸應(yīng)小于層厚的2/3，當(dāng)石塊多于75%時(shí)，將石大面向下分開擺放平穩(wěn)，縫隙內(nèi)填土和石屑，每層厚度不超過50cm，大致平整后進(jìn)行壓實(shí)；當(dāng)石塊含量在50%～75%之間，石塊仍應(yīng)大面向下分開擺放平穩(wěn)，縫隙則可放大致能容納壓實(shí)面積，便于壓實(shí)；層厚度不得超過30cm，當(dāng)石塊含量少于50%時(shí)，可在卸土后隨擺石塊隨勻土，整平成厚30cm后壓實(shí)，如石塊尺寸大于30cm，可挖成洞穴將石塊填入，以免妨礙碾壓。

3.路基挖方

在路基開挖前應(yīng)依據(jù)土質(zhì)類型、地形條件、水文情況設(shè)置好排水設(shè)施，以確保在路基開挖過程和竣工后路基的穩(wěn)定性，注意邊坡的穩(wěn)定，依照填挖平衡原則處理。路塹開挖方案有橫挖法、縱挖法、混合法，石方路基的開挖方案有爆破法、松土法，橫挖法一般用于較短和深度較大的路塹，縱挖法可細(xì)分為分段縱挖法、分層縱挖法和通道縱挖法，通常應(yīng)用于深度不大距離較長(zhǎng)的路塹，而巖石路基開挖的爆破法又可分為小炮和洞炮兩類，應(yīng)根據(jù)巖石路基的集中程度、地質(zhì)、地形條件及設(shè)計(jì)橫斷面形狀選取具體的方式。

參考文獻(xiàn)

[1]高淑霞.淺談公路工程填土路基壓實(shí)度的重要性[J].甘肅科技，2010（22）：155-156+181.

[2]彭宇.試論公路工程路基壓實(shí)施工技術(shù)要點(diǎn)[J].黑龍江科技信息，2017（3）：231.

[3]郝俊芬.強(qiáng)夯法在地基處理中的應(yīng)用及參數(shù)研究[D].河北工程大學(xué)，2015.

[4]崔武文.沖擊壓實(shí)工藝和傳統(tǒng)壓實(shí)工藝在高速公路路基加固中的對(duì)比研究[D].天津大學(xué)，2004.

[5]王家會(huì).公路路基施工中沖擊壓實(shí)技術(shù)的應(yīng)用[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2012（18）：16-18.

[6]于書翰.道路工程[M].武漢：武漢工業(yè)大學(xué)出版社，2003.