公路施工中低填淺挖路基施工技術(shù)的應(yīng)用

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低填淺挖路基施工技術(shù)是融合低填、淺挖兩種施工手段于一體的巖土施工技術(shù)，其中低填是考慮公路路面、路床、路基等多種因素，填埋的路基高度小于2.5m 時(shí)為低填路基；而淺挖是公路路基挖方的一種手段，根據(jù)公路地下地質(zhì)情況（土質(zhì)情況、壓實(shí)度、滲透情況、含水情況等）確定挖方深淺，通常情況下淺挖的深度是小于公路路床厚度。低填淺挖路基施工技術(shù)由于具有施工效率高、質(zhì)量好、提高路基承載力和穩(wěn)定性的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于國外公路施工建設(shè)中，并將其作為公路路基施工的核心技術(shù)之一。

1 公路施工存在的問題

當(dāng)前公路施工中常出現(xiàn)公路塌陷的問題，為此提出低填淺挖路基施工技術(shù)在公路施工中的應(yīng)用研究。分析目前公路施工存在的問題，針對問題提出基于低填淺挖路基施工技術(shù)的公路施工方法，利用低填淺挖路基施工技術(shù)對公路路基進(jìn)行施工，將重新配制的瀝青材料鋪設(shè)在路基上方，利用壓路機(jī)將公路路面壓實(shí)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，此次設(shè)計(jì)施工方法公路沉降深度低于傳統(tǒng)施工方法，值得推廣應(yīng)用[1]。目前公路施工中存在的問題主要表現(xiàn)在三方面：

（1）公路路基施工質(zhì)量較低，傳統(tǒng)施工方法在施工過程中沒有考慮公路下層的土質(zhì)情況，公路路基的土質(zhì)會嚴(yán)重影響到路基的承載力，尤其是軟土土質(zhì)，施工后公路路基經(jīng)常會出現(xiàn)裂紋、塌陷等問題，這是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)松散的公路路基穩(wěn)定性和力學(xué)性能相對較弱，如果在施工中沒有顧及該方面，會使公路路基施工質(zhì)量受到影響。

（2）公路路面瀝青鋪設(shè)存在的問題，傳統(tǒng)施工中對于路面瀝青材料和其他材料的配比不合理，導(dǎo)致施工后公路路面經(jīng)常出現(xiàn)裂縫、松散、坑槽、翻漿等病害，嚴(yán)重影響公路的使用壽命。此外公路路面鋪設(shè)采用人工形式，致使公路路面施工效率較低。

（3）公路路面在碾壓方面也存在一些問題，碾壓次數(shù)不足，導(dǎo)致公路表面不夠平整。

以上是目前公路施工中存在的比較常見的問題，已經(jīng)嚴(yán)重影響到了公路施工質(zhì)量，因此必須對傳統(tǒng)施工方法進(jìn)行改良與完善，提高公路施工質(zhì)量[2]。

2 基于低填淺挖路基施工技術(shù)的公路施工方法

2.1 公路路基施工

在公路路基施工中采用低填淺挖路基施工技術(shù)，利用該項(xiàng)技術(shù)施工主要分為淺挖、低填兩個施工步驟，具體施工如下。

公路路基淺挖：公路路基施工注重于路基的承載力，因此首先要對公路路基施工區(qū)域的巖土進(jìn)行處理，將施工區(qū)域的原有巖土材料挖掘出來，挖掘的對象主要為公路路基施工范圍內(nèi)的軟土和石塊，公路路基橫斷面方向挖掘到路基坡腳線以外1.5m，地基淺挖需要一次性完成。由于路基挖方的深度較淺，因此采取人工挖方的方式，挖方施工之前需要確定具體的路基挖方深度，其計(jì)算主要考慮到公路車輪荷載力、巖土的重度等，其計(jì)算公式如下所示：

式（1）中：Z 為公路路基淺挖深度（m）；K 為公路路面車輪最大荷載力（kN）；n 為公路路面車輪車載系數(shù)值，通常情況下公路路面車輪車載系數(shù)值取值0.5；P 為公路路基施工范圍內(nèi)巖土的重度；β 為公路路基施工范圍內(nèi)巖土重度系數(shù)值，通常情況下該系數(shù)值取值0.2。

由于公路路基不是均質(zhì)體，路基的剛度和填充材料的質(zhì)量要求較高，因此要準(zhǔn)確計(jì)算出公路路基淺挖深度，公路路基的實(shí)際淺挖深度要比公式（1）計(jì)算值大0.2m，以此滿足公路路基施工要求。在計(jì)算完公路路基淺挖深度后，按照計(jì)算數(shù)值采用人工開挖，淺挖施工中使用的挖方工具主要為鍬具，挖方的順序?yàn)橄韧鈧?cè)、后中間，由外向內(nèi)逐漸開挖，將挖出的巖土材料堆放到指定地點(diǎn)，以此完成公路路基淺挖。公路路基低填：路基挖方完成之后，利用填方材料再將路基填充平整，路基填方材料的選擇對公路路基的承載力有直接影響[3]，在材料選擇上需要選取一些硬度較高、土質(zhì)細(xì)膩的材料，為了實(shí)現(xiàn)資源利用，降低公路施工成本，挖取的巖土材料過篩，篩取直徑大小為65～75μm的沙土作為路基低填的第一層填充材料，然后在公路施工附近的河流內(nèi)抽取含泥量70%以上的土顆粒最為低填的第二層填充材料。公路路基低填的方式同樣采用人工施工，首先將第一層填充材料均勻鋪設(shè)在路基表面，將鋪設(shè)后的填充材料利用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行壓實(shí)，第一層填充材料的填充厚度在70～90cm；然后再將第二層填充材料鋪設(shè)在第一層上方，填充厚度為100～130cm，同樣填充后利用機(jī)械設(shè)備將路基表面壓實(shí)，最后低填的路基要與地面持平，不宜超出地面10cm，以此完成低填淺挖路基施工。

2.2 公路路面瀝青鋪設(shè)及碾壓

路基施工完成之后進(jìn)行公路路面施工，公路路面采用瀝青材料，瀝青作為公路路面常用的施工材料，由于瀝青材料成本較低，原材料容易獲取，并且路面具有平坦、堅(jiān)實(shí)、行車舒適、施工簡單、易于護(hù)理等優(yōu)點(diǎn)，但是在施工過程中要注意瀝青的配比，為了保證公路路面的施工質(zhì)量[4]，此次在傳統(tǒng)瀝青原料與碎石材料的配置比例3：1 的調(diào)制中，加入了樹脂膠材料，通過加入樹脂膠水提高公路路面的抗?jié)B透性，將瀝青原料、碎石材料與樹脂膠材料按照3：1：1 的比例配制，將其作為路面施工材料，采用泵送的方式將配置好的材料均勻鋪設(shè)在公路路基上方，瀝青的鋪設(shè)厚度要控制在0.3～0.4m 之間，不易過厚。最后將鋪設(shè)好的瀝青材料利用壓路機(jī)進(jìn)行路面碾壓，碾壓次數(shù)為3～5 次，直至公路路面平整為止。路面施工完后一周內(nèi)禁止車輛通行，待公路路面瀝青凝固后方可通行，以此完成基于低填淺挖路基施工技術(shù)的公路施工。在整個路面碾壓施工結(jié)束之后，就進(jìn)入到混凝土路面的養(yǎng)護(hù)階段。對碾壓完成的混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)的主要目的是避免混凝土因自身干縮性的影響或者長期遭受陽光曝曬而出現(xiàn)縫隙。具體做好可以是將實(shí)現(xiàn)采購而來的防曬布覆蓋在已經(jīng)碾壓成型的路面上，一方面可以延緩混凝土內(nèi)部水分蒸發(fā)的速度，另一方面也可以避免日曬雨淋給剛剛施工完成的混凝土造成影響。和普通混凝土路面相比，碾壓混凝土養(yǎng)護(hù)周期相對較短，在基本結(jié)構(gòu)完成之后，只需要對路面進(jìn)行四個小時(shí)的養(yǎng)護(hù)處理，就可以正式投入使用。

3 實(shí)驗(yàn)論證分析

實(shí)驗(yàn)以某公路施工項(xiàng)目為實(shí)驗(yàn)對象，該公路預(yù)計(jì)施工長度為2000m，寬度為20m，高度為1.5m，利用此次設(shè)計(jì)的基于低填淺挖路基施工技術(shù)的公路施工方法與傳統(tǒng)施工方法對該公路各施工1000m。施工過程中使用的機(jī)械設(shè)備主要為HGF-5606 型號壓路機(jī)、GJ-02 挖掘機(jī)，利用GJ-02挖掘機(jī)對公路地基進(jìn)行淺挖，每次挖去的深度為0.4m，在施工過程中將其回轉(zhuǎn)速度設(shè)定為1.25rmp 利用HGF-5606 型號壓路機(jī)對回填后的材料和路面進(jìn)行壓實(shí)。公路施工完成后，利用10 輛重型汽車在公路上行駛，行駛時(shí)間為7d，每天定期利用水平儀對公路路面下沉量進(jìn)行測量?！豆肥┕ひ?guī)范》（GB36541—2010）中明確規(guī)定，公路路面每天下沉量不得超出30mm，此次將公路路面下沉量作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對兩種施工方法進(jìn)行對比分析，表1 為兩種方法施工后公路路面下沉量對比。

表1 兩種方法施工后公路路面下沉量對比

從表1 中分析可以得出以下結(jié)論：應(yīng)用此次設(shè)計(jì)基于低填淺挖路基施工技術(shù)的公路施工方法，公路路面平均每天下沉量為0.816mm，而在傳統(tǒng)方法應(yīng)用下，公路路面平均每天下沉量為10.364mm，且下沉量高于設(shè)計(jì)方法。這是因?yàn)榇舜卧O(shè)計(jì)方法在路基施工中應(yīng)用了低填淺挖路基施工技術(shù)，逐層填挖使公路路基穩(wěn)定性和抗壓強(qiáng)度更高，再加上瀝青材料的路面具有良好的力學(xué)性能，從而可以有效緩解公路路面下沉問題，因此可以證明此次設(shè)計(jì)的基于低填淺挖路基施工技術(shù)的公路施工方法具有較高的適用性和可行性，可以滿足公路施工質(zhì)量需求。

4 結(jié)語

此次為解決目前公路施工中存在的質(zhì)量問題，將低填淺挖路基施工技術(shù)應(yīng)用到公路施工中，形成一種新的公路施工方法，該施工方法以低填淺挖路基施工技術(shù)作為公路路基施工基礎(chǔ)，通過合理配比瀝青材料對公路路面進(jìn)行施工，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了低填淺挖路基施工技術(shù)的應(yīng)用對提高公路施工質(zhì)量和力學(xué)性能具有重要作用。公路施工是一項(xiàng)復(fù)雜且耗時(shí)的工程，其施工質(zhì)量會受到多種因素影響，此次研究雖然取得了一定的研究成果，對傳統(tǒng)公路施工進(jìn)行了改良與完善，但是隨著城市化進(jìn)程逐漸加快，對公路施工質(zhì)量要求逐漸提高，所以在公路施工理論方面仍然需要進(jìn)行深入研究，為公路施工建設(shè)提供充足的理論依據(jù)。