公路工程路基路面壓實(shí)施工技術(shù)研究

秦 雯

(甘肅省慶陽公路局寧縣公路段，甘肅 慶陽 745200)

截至2019年，中國城市瀝青混凝土路面總長度位居世界第一。隨著國內(nèi)各個城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，相關(guān)人員就需要對瀝青混凝土路面的施工技術(shù)進(jìn)行深入探索。在實(shí)際施工過程中，公路工程的路基施工作業(yè)可以有效地保護(hù)高速公路，延長高速公路的使用壽命。因此，如何避免因公路工程路基和人行道受壓而產(chǎn)生的技術(shù)問題，如何有效地利用公路工程領(lǐng)域和路面壓力實(shí)施技術(shù)進(jìn)行公路建設(shè)工作，引起了公路工程界研究人員的關(guān)注。

1 主要影響因素

1.1 施工技術(shù)的影響

在瀝青混凝土道路路基壓實(shí)施工中，施工技術(shù)主要表現(xiàn)在路基碎石墊層每層的厚度、碾壓的速度等因素，不同的碾壓分層厚度、碾壓次數(shù)和速度導(dǎo)致最終效果不同。首先，碎石墊層厚度變化比較大時，很容易出現(xiàn)厚度的壓縮不滿足設(shè)計要求的情況。另外，碾壓速度對最終壓實(shí)度有重要影響。在現(xiàn)場施工過程中，必須根據(jù)規(guī)格和設(shè)計要求的速度和頻率進(jìn)行碾壓[1]。

1.2 原始地面的影響

施工現(xiàn)場的自然環(huán)境是影響道路施工質(zhì)量的主要因素，建設(shè)項目的設(shè)計和施工需要考慮到當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境。例如，施工現(xiàn)場的土壤中所含的水分會影響土壤分子之間的附著和潤滑程度。因此，當(dāng)土壤潮濕時，土壤分子之間的附著力強(qiáng)，土壤變得極其柔軟，并且在施工過程中，土壤會粘附在施工機(jī)械上，這不利于建筑的發(fā)展。土壤中較少的水分會削弱土壤分子之間的附著力，在高速公路工程中，道路壓實(shí)的原理是壓縮軟土，從而減少土壤中的空氣量。因此，在實(shí)際的施工作業(yè)中，施工機(jī)械在運(yùn)行過程中遇到較大的土壤阻力，影響了施工機(jī)械的壓實(shí)效果，阻礙了道路基礎(chǔ)壓力實(shí)施工作的進(jìn)行。

1.3 工程機(jī)械的影響

在公路工程路基的建設(shè)中，需要與各種大型機(jī)械設(shè)備緊密合理地配合，如裝載車輛、振動壓路機(jī)、攤鋪機(jī)、推土機(jī)等。在建設(shè)路面時，應(yīng)合理選擇壓路機(jī)的組合方法和碾壓階段，并進(jìn)行現(xiàn)場對比試驗，經(jīng)過現(xiàn)場對比試驗后，應(yīng)確定最佳的組合方法和最佳的碾壓效果。一般在施工中用靜態(tài)壓路機(jī)配合壓路機(jī)組合的方式對混合料進(jìn)行碾壓[2]。

1.4 材料的影響

在道路工程的施工中，施工所用的基礎(chǔ)材料和壓實(shí)是影響最佳施工效果的重要因素。材料的性能對工程施工和工程竣工后的使用有著巨大影響。高含水工程的基礎(chǔ)材料在施工過程中會使水與水混合，不利于路基的壓縮，但也會產(chǎn)生一定的扭轉(zhuǎn)變形和滲漏，特別是在已建的其他部位，經(jīng)過一段時間的施工，擠壓變形和滲漏會造成一定的裂縫和沉降，威脅著人民的公共交通安全。低含水率等材料改造工程有利于高速公路便道的建設(shè)，在壓實(shí)作業(yè)中，由于項目工程的原因，基礎(chǔ)工程材料的含水量較低，且土壤中有效的分子組成越多，它們之間的粘附力就越強(qiáng)，還可以防止公路路基和高速公路的擠壓變形，有效地防止土體和裂縫等工程問題的發(fā)生。

2 基本原理

2.1 嚴(yán)格控制水分含量

地面土壤的水分含量直接影響地面壓實(shí)質(zhì)量，在重新填充或壓實(shí)之前，確保路基土壤接近或略大于最佳水分含量，以便可以輕松壓實(shí)，達(dá)到設(shè)計壓縮標(biāo)準(zhǔn)。在施工之前，必須準(zhǔn)確地測試和計算地面土壤的含水量或路基土壤的含水量，以使地面土壤的實(shí)際水分含量盡可能接近最佳含水量。在軟土路基的情況下，必須嚴(yán)格控制水分含量，因為水分含量太高，容易產(chǎn)生彈簧土現(xiàn)象并且不能被壓縮，多雨、低溫為5℃不適合施工。

2.2 嚴(yán)格控制混合料碾壓溫度

瀝青路面攤鋪在碾壓步驟時，要獲得設(shè)計所需的良好平整度和致密性，最重要的是確保瀝青混合料在規(guī)范允許的適當(dāng)溫度下碾壓。骨料的初始壓力階段的溫度控制特別重要。換句話說，表面層的初始壓力階段必須在壓縮溫度范圍的上限(最高溫度)和規(guī)格要求的最短時間內(nèi)完成。這包括攪拌機(jī)和攤鋪機(jī)的混合問題，瀝青路面的體積必須略小于建筑機(jī)構(gòu)的混合體積，以使混合操作不會連續(xù)中斷，并且可以緩慢均勻地攤鋪。一旦在表面碾壓過程中出現(xiàn)移位現(xiàn)象，則應(yīng)在現(xiàn)場進(jìn)行暫停施工并及時調(diào)整，并在攪拌站對瀝青混凝土進(jìn)行礦物級測試和馬歇爾測試，進(jìn)行實(shí)驗數(shù)據(jù)整理和現(xiàn)場觀察總結(jié)。

在常見情況下，推移可能具有三個原因。一是瀝青骨料過于致密，可以用做骨架的較大顆粒骨料相對減少；二是瀝青骨料的瀝青油含量太高；三是在下層的上表面存在未立即洗滌的漂浮物質(zhì)，或者灰塵、細(xì)砂等少量污染物，導(dǎo)致表層局部移位的問題。具有輕微位移的瀝青集料表面層通常是由于材料的實(shí)驗梯度不均勻引起的，如果骨料基本符合其他技術(shù)指標(biāo)的設(shè)計和規(guī)格，則碾壓方法可以稍做調(diào)整。實(shí)踐證明，當(dāng)初始壓實(shí)溫度低時，表面聚集體遷移現(xiàn)象更加嚴(yán)重，在非冬季施工中，請確保初始壓實(shí)在120～140℃的溫度范圍內(nèi)，并確保在最短的時間內(nèi)完成碾壓，以改善表面層的最終壓實(shí)效果[3]。

2.3 必須測定最大干密度

在介質(zhì)壓縮試驗中，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)壓實(shí)方法，使用介質(zhì)壓實(shí)機(jī)對地面土壤樣品進(jìn)行分層壓制，然后對壓縮樣品進(jìn)行環(huán)刀法測試土壤樣品的質(zhì)量和水分含量，以及地面土壤的最大干燥度。重壓實(shí)測試適用于測試土質(zhì)路基的最大干密度和最佳水分含量。輕量化壓縮測試基于最大的干密度，最佳水分含量以及從輕量化壓縮測試獲得的壓縮值。因此，當(dāng)今大多數(shù)道路施工都使用重型壓實(shí)設(shè)備進(jìn)行壓實(shí)測試。換句話說，通過將土壤的最大壓實(shí)度用作標(biāo)準(zhǔn)壓實(shí)度并且將最佳含水量用作含水量控制標(biāo)準(zhǔn)，可以顯著提高路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，目前許多項目也證明了重質(zhì)保證實(shí)驗及其結(jié)果是合理可行的。

2.4 嚴(yán)格分層填充和分層壓實(shí)

在構(gòu)造每層路基填料之前，必須計算并確保足夠的松鋪厚度。太厚或太薄都會大大增加壓實(shí)機(jī)和燃料的總體消耗，并影響最終壓實(shí)效果。每層松鋪厚度按不同的壓實(shí)機(jī)具功能、碾壓遍數(shù)經(jīng)幾組現(xiàn)場試驗和計算或經(jīng)驗確定。在一般路基施工之前，為了確保壓實(shí)效果而選取合適的試驗段，并且如果試驗段具有良好的壓實(shí)效果，則根據(jù)上述方法將其余的段連續(xù)地填充并壓實(shí)。在施工過程中，最好使用接近最佳水分含量的低液限粘土，以確保整個路基的施工后沉降和變形不超過相關(guān)界限。每層的厚度不應(yīng)超過25cm的允許范圍，在正式碾壓鋪料之前，應(yīng)檢查每個填充層的實(shí)際松度和高度，以確保壓縮后填充的均勻性和平坦性。每個壓實(shí)寬度必須大于兩側(cè)的設(shè)計寬度。壓實(shí)后，還必須切掉斜面邊緣的壓實(shí)度，以滿足設(shè)計和規(guī)格要求，并確保路基的最終填充質(zhì)量[4]。

2.5 注意壓實(shí)順序

壓實(shí)順序通常遵循“先輕后重，先慢再快，先兩側(cè)，后中間”的壓實(shí)原理，每個點(diǎn)必須均勻且反復(fù)滾動，確保沒有漏壓。確保滾筒兩側(cè)滾輪的行走輪軌道的重疊寬度符合設(shè)計要求，通常為滾輪寬度的1/3。同時，使用緊湊型壓實(shí)設(shè)備檢查并壓縮未到位，不平坦區(qū)域和小區(qū)域的壓實(shí)。重型或振動壓路機(jī)初壓完成后，再用較輕型壓路機(jī)進(jìn)行第二遍、第三遍的碾壓，直至達(dá)到設(shè)計和標(biāo)準(zhǔn)要求。瀝青混凝土路面的壓實(shí)還必須通過初始壓實(shí)，再壓縮和最終壓實(shí)連續(xù)進(jìn)行，為了提高駕駛舒適性，必須仔細(xì)滾動表面結(jié)構(gòu)的接縫，以使接縫光滑，堅硬。

3 結(jié) 語

總而言之，在實(shí)施城市道路路基壓實(shí)時，嚴(yán)格控制路基土壤的水分含量，嚴(yán)格控制表面骨料的碾壓溫度，嚴(yán)格的介質(zhì)壓縮標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格的層狀填充和下層壓實(shí)這五個方面檢查和控制并注意壓縮順序和碾壓道次。同時，在現(xiàn)場施工期間需要實(shí)時關(guān)注天氣條件和路基土壤水分的變化。