高速公路路基分層壓實(shí)填筑技術(shù)

阿卜杜熱合曼·阿卜杜熱西提

（新疆維吾爾自治區(qū)和田地區(qū)洛浦縣交通運(yùn)輸局，新疆 洛浦 848200）

一、引言

在高速公路工程實(shí)施過程中，路基作為整個(gè)工程主要的承載結(jié)構(gòu)，直接受到行車荷載作用，此外還要承受其結(jié)構(gòu)自身重量，因此，高速公路路基的施工質(zhì)量直接影響面層鋪設(shè)瀝青的質(zhì)量。為滿足人們對高速公路瀝青路面行車的質(zhì)量要求，本文對高速公路工程路基施工技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新，采用分層壓實(shí)填筑的方式施工，并通過有效質(zhì)量控制發(fā)揮分層壓實(shí)填筑技術(shù)的優(yōu)勢，進(jìn)而推動(dòng)高速公路工程的發(fā)展。

二、高速公路分層壓實(shí)填筑原理

（一）分層壓實(shí)原理

根據(jù)目前的壓實(shí)工藝，分層壓實(shí)主要通過共振及反復(fù)荷載沖擊的方式實(shí)現(xiàn)對路基的壓實(shí)作用。在實(shí)際施工過程中，采用壓路機(jī)對路基主體進(jìn)行反復(fù)振動(dòng)沖擊，可以有效減小填筑材料內(nèi)部之間的內(nèi)摩擦角，進(jìn)而增強(qiáng)土體之間的粘結(jié)強(qiáng)度和整個(gè)路基的密實(shí)度。

（二）分層強(qiáng)夯加固原理

目前，國內(nèi)外學(xué)者對飽和土的研究尚不透徹，對設(shè)計(jì)方法的認(rèn)識(shí)也比較落后，但對于非飽和土的強(qiáng)夯理論卻已經(jīng)有了明確認(rèn)識(shí)，夯錘在與底面接觸的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生橫波、縱波及表面波，并在土中實(shí)現(xiàn)了徑間傳播。由于土顆粒粒徑大小不同，土質(zhì)不均勻及傳播路徑存在很大差異，導(dǎo)致波在土體內(nèi)的加固效果也存在很大差異，反射到路基表面也會(huì)造成松弛問題，此時(shí)在坑的底部會(huì)直接形成隆脹區(qū)。

根據(jù)強(qiáng)夯加固原理，若路基中存在較多的非飽和土，將使得夯錘在擊實(shí)過程中，由于沖擊力作用而減小土體空隙，進(jìn)而壓縮土體中的氣體提升密實(shí)度，使得土體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度指標(biāo)滿足要求。

三、路基分層壓實(shí)填筑施工工藝

將分層壓實(shí)填筑技術(shù)運(yùn)用到高速公路路基工程施工中，相比于傳統(tǒng)施工技術(shù)可以大幅提高其施工質(zhì)量和施工效果。本文通過分析分層壓實(shí)和分層強(qiáng)夯兩種施工工藝效果，希望可以根據(jù)高速公路路基施工環(huán)境特點(diǎn)及實(shí)際施工狀況選擇最佳的分層壓實(shí)填筑施工工藝。

（一）分層壓實(shí)施工工藝

1.攤鋪及整平

整個(gè)路基壓實(shí)施工過程中，需要確保分層壓實(shí)的每層路基的壓實(shí)度均滿足規(guī)范要求。路堤頂部和底部分層填筑時(shí)的攤鋪厚度一般不同，靠近底層的攤鋪厚度一般控制在50cm左右，而靠近頂部的攤鋪厚度一般控制在40cm左右。此外，靠近路床底面時(shí)，需將其攤鋪厚度控制在40cm左右，而靠近路床頂面的攤鋪厚度應(yīng)逐漸過渡到30cm。在整個(gè)攤鋪施工過程中，應(yīng)注重對標(biāo)高的測量，保證整個(gè)攤鋪過程嚴(yán)格按照標(biāo)高測定結(jié)果進(jìn)行。此外，需使用平地機(jī)整平攤鋪后的混合料，并控制好拌合物自拌和攤鋪的時(shí)間，以保證路基攤鋪質(zhì)量。

2.碾壓

當(dāng)選用振動(dòng)壓路機(jī)對路基進(jìn)行分層碾壓時(shí)，其施工順序包括靜力碾壓、振動(dòng)碾壓和靜壓平整三個(gè)階段。具體碾壓方案見表1所示。

表1. 高速公路路基碾壓施工方案

若實(shí)際施工采用單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)碾壓下路堤，其松鋪厚度需要控制在50cm左右，施工方案為先采用靜力碾壓1遍后，繼而采用強(qiáng)振和弱振兩種振動(dòng)方式對路基各碾壓2遍，最后采用靜力碾壓1遍進(jìn)行整平。對上路堤進(jìn)行碾壓時(shí)，可以采用同樣的施工方案，由于上路床受到路面行車荷載而產(chǎn)生附加應(yīng)力，為避免上路床受到荷載作用發(fā)生變形，松鋪厚度控制在40cm左右，同時(shí)保證最后一層壓實(shí)厚度至少在30cm以上。

3.施工質(zhì)量控制

分層壓實(shí)質(zhì)量控制主要對碾壓遍數(shù)、壓實(shí)度和沉降量三方面進(jìn)行控制。其中碾壓遍數(shù)對路基壓實(shí)效果和效率至關(guān)重要，若碾壓遍數(shù)過少，會(huì)導(dǎo)致路基填筑后的壓實(shí)度達(dá)不到規(guī)范設(shè)計(jì)要求，若碾壓遍數(shù)過多，將導(dǎo)致時(shí)間和機(jī)械損失，同時(shí)路基壓實(shí)效果也并不會(huì)有較大提升。壓實(shí)度是路基施工中一項(xiàng)重要指標(biāo)，有效控制壓實(shí)度的方法是對最大干密度進(jìn)行精準(zhǔn)檢測。壓實(shí)結(jié)束后，需要對路基沉降量進(jìn)行監(jiān)測，施工前設(shè)置多個(gè)測點(diǎn)，確?？梢詼?zhǔn)確檢測路基土層壓實(shí)度是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

（二）分層強(qiáng)夯施工工藝

1.施工準(zhǔn)備

施工前，首先需要檢查起重機(jī)和夯錘等強(qiáng)夯設(shè)備是否安全，夯錘質(zhì)量是否符合要求。此外，還需要對路基進(jìn)行清理并確定夯點(diǎn)，根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，確定夯點(diǎn)的位置和間距。

2.試夯

在正式對路基進(jìn)行強(qiáng)夯施工之前，可以選取一段路堤作為試夯場地，但此段路堤的土質(zhì)狀況應(yīng)與實(shí)際施工路基相同。經(jīng)試夯確定落錘的夯擊高度、深度、單次夯擊次數(shù)及夯擊間歇時(shí)間等參數(shù)。

3.強(qiáng)夯施工

強(qiáng)夯施工的第一層夯實(shí)高度從填方高度的8～12m范圍內(nèi)開始，在此基礎(chǔ)上每層填筑高度為8m左右，并夯擊密實(shí)，按照此步驟一直夯實(shí)至路堤頂部。強(qiáng)夯過程中，需嚴(yán)格按照事先確定的參數(shù)進(jìn)行，同時(shí)每次強(qiáng)夯完成后，需要整平場地。

4.分層強(qiáng)夯施工質(zhì)量控制

為確保分層強(qiáng)夯施工質(zhì)量得到保障，需要嚴(yán)格控制現(xiàn)場施工工序，并對施工機(jī)械設(shè)備參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測。此外，在每層路基填筑壓實(shí)結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)檢測其壓實(shí)度是否符合規(guī)范要求，不合格時(shí)需要修正機(jī)械參數(shù)，確定最終實(shí)際工程施工參數(shù)。

四、工程實(shí)踐

（一）工程概況

某高速公路全長55.21km，路基全寬26m，選取其中試驗(yàn)段K32+150至K35+350標(biāo)段，分別采用上述兩種施工工藝對試驗(yàn)段進(jìn)行路基壓實(shí)填筑施工，并對施工后的路基進(jìn)行平整度和橫坡度檢測。

（二）平整度檢測

路基平整度是衡量路基施工質(zhì)量控制指標(biāo)的關(guān)鍵技術(shù)之一，本文采用3m直尺檢測上述兩種不同的分層壓實(shí)填筑路基的平整度，由檢測數(shù)據(jù)分析得知，采用分層壓實(shí)填筑方法的平整度平均值較分層強(qiáng)夯法高2.3mm，因此，采用分層強(qiáng)夯法施工工藝的試驗(yàn)段路基平整度較好。

（三）橫坡度檢測

路基橫坡度指路幅和路側(cè)帶各組成部分的橫向坡度，也是路基施工質(zhì)量控制的重要指標(biāo)之一。本文采用水準(zhǔn)儀檢測上述兩種不同的分層壓實(shí)填筑路基的橫坡度，通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得知，分層壓實(shí)填筑的路基橫坡度平均值高于分層強(qiáng)夯法0.03%，因此，選用分層強(qiáng)夯法施工工藝的試驗(yàn)路段橫坡度更優(yōu)。

五、結(jié)語

本文通過對分層壓實(shí)和分層強(qiáng)夯法兩種路基分層壓實(shí)填筑技術(shù)進(jìn)行分析，根據(jù)其工藝特點(diǎn)，詳述了質(zhì)量控制措施，對實(shí)際工程分別采用分層壓實(shí)和分層強(qiáng)夯兩種施工工藝，并對施工后的路基平整度和橫坡度進(jìn)行檢測，試驗(yàn)結(jié)果表明，采用這兩種施工工藝后，路基的平整度和橫坡度均滿足要求，但分層強(qiáng)夯填筑施工的路基平整度和橫坡度指標(biāo)更佳。