王遠剛
招商中宇工程咨詢(重慶)有限公司,中國·重慶 400000
在中國城市化進程加快的時代背景下,人們對環(huán)境保護的認識越來越深刻。瀝青路面因其具有高噪聲、低粉塵、低車輛磨耗等方面的特點而被廣泛采用,國民期望它有更好的品質,以及更環(huán)保的公路施工。在城市道路上,由于其通行能力的提高,使得城市道路上的大客車和重載客車逐步增多。隨著中國道路建設的不斷深入,有關部門也對公路路基施工工藝中的質量管控工作提出了更高的要求。
公路路基;施工工藝;質量管理;方法分析
由于瀝青砼路面施工速度快,施工階段施工方便,路面形式多樣,適用于多種工況,并且維修保養(yǎng)方便,因此使用范圍日益擴大。但是,在新建成的瀝青混凝土路面中,也經(jīng)常會出現(xiàn)各種各樣的病害[1]。
在公路建設中,通常采用基于當前公路通行能力的預測方法,并根據(jù)公路周邊環(huán)境的總體變化,采用多種計算方法,對公路建設中的每一層進行全面的分析,以適應交通發(fā)展的需求。但近幾年來,在瀝青路面上時常出現(xiàn)各種裂紋,尤其是網(wǎng)狀裂紋。當前公路工程中所使用的建筑物,普遍是以施工經(jīng)驗為基礎,并且是一成不變的[2]。一般情況下,有關人員所關注的僅僅是投入的資本,以及眼前的開發(fā)與利用,并沒有對其進行長遠的考慮?;诖?,在公路路基施工設計中,只要確保路面的厚度、構造的合理性以及科學性,即可延長路面的使用年限,減少維修工作量,而且路面的鋪面也會更好或者更厚。非控制因素與可控制因素如表1 所示。
表1 非控制因素與可控制因素
在瀝青路面上,中國瀝青用量逐漸增大?,F(xiàn)階段,有關部門對幾種不同種類的瀝青進行了全面分析,發(fā)現(xiàn)它們均含有一定數(shù)量的蠟質。石蠟的加入增加了瀝青的溫度敏感性,從而讓瀝青的低溫塑性明顯下降。蠟質含量與塑性息息相關,蠟質含量較高時,則塑性較低。
目前,在進行公路路基施工的時候,無論是新修公路還是改建公路,均為雙層瀝青砼,而老舊公路則為碾壓式鋪裝。但是,不同的填料在施工工藝選用上也有不同的要求,填料的級配應根據(jù)不同的場地、不同的環(huán)境和不同的濕度來選用。有關部門應采用1~5mm 左右的瀝青砂作為雙層鋪裝的最佳選擇。所以,有關人員必須結合實際施工條件,進行利弊比較,作出取舍[3]。
20 世紀60 年代,煤渣灰粘土路面得到了廣泛應用,使公路的結構得到了一定程度上的改善。因為它可以形成片狀結構,所以其水穩(wěn)性和凍結性都能得到明顯改善。在過去的幾年中,隨著粉煤灰和水淬鋼渣的大量使用,半剛性路面得到了很大的發(fā)展。一般情況下,在工程實踐中,只要材料達到一定標準,攪拌均勻,含水量適中,則能使地基牢固地壓實,并且還能讓地基硬化,從而讓地基逐漸成形。
然而,在工程實踐中,卻經(jīng)常在粉煤灰土地基上出現(xiàn)9~11cm 左右厚的碎石。通過對其成因的分析,可以發(fā)現(xiàn)主要是有以下幾個方面的內容引起的:其一,有些施工單位在拌和混凝土時,不澆灑水,在攪拌時,會在連混凝土剛凝固時才澆上水,使得混凝土中的水僅能透過混凝土的一部分,并形成較薄的一層;其二,由于基層表面的壓實度較高[4]。因此,上下兩個層面的板坯在時間上是不一致的。
壓實表面首先會形成板狀,但有時壓實后標高不夠高;再加上一層薄薄的補丁,就成了薄片。這種薄層會使路面在夏天時出現(xiàn)彈性模量下降、路面承載力增大、路面應力破壞等現(xiàn)象。此外,在實際施工中,部分施工企業(yè)沒有注意到對半剛體基層的養(yǎng)護,而是采取了一種簡單的施工方法開展作業(yè)。瀝青路面剛鋪好,就必須在通車之前進行鋪裝,這種情況給路面帶來很大的破壞。由于半剛體在未達到某一強度時就已產(chǎn)生了應力,因此重復荷載作用下的板形將會受到影響。由于基層結構不完善,使得表層承受了較大的荷載,從而造成了瀝青路面的過早損壞,甚至會給其帶去潛在破壞。
在公路路基施工過程中,有關人員通常會鋪筑一層瀝青路面,它的層厚對地基的穩(wěn)定性起著決定性的作用。鋪裝層具有承載車輛荷載、擴散應力和向路基傳輸?shù)确矫娴淖饔?。在汽車起動、制動、傳動及正常運行等各階段,橫向作用力都會對地面產(chǎn)生較大的影響,當?shù)缆返纳疃雀淖儠r,這個橫向力量會迅速消失。
橫向荷載作用在路面上的影響很小,幾乎可以忽略。因此,有關人員可先考慮地基僅受垂直荷載的影響,垂直荷載的大小與荷載大小、頻率和鋪面厚度等因素有關。在軟弱鋪裝的作用下,地基頂面壓力多為0.5~3kg/cm[5]。當豎向壓力在土基上降至某一深度時,通常會讓豎向壓力降至某一深度,此時豎向壓力對地基的影響較小。
地基頂面上垂直壓力會使地基產(chǎn)生變形,地基較大的變形還會造成道路的裂縫、變形問題,從而影響到道路的使用壽命。此外,溫度、密度等因素也會對地基的承載力產(chǎn)生一定的影響。需要主要的是,水分對土體的影響比密度大,所以在土體中水分是很重要的。
當前,公路損毀問題與城市管理問題有很大關系,其中以交通管理問題最為突出。例如,一條主公路限制了重載汽車的通行,那么鄰近公路的交通壓力就會提高,使其道路過早受到損害,尤其是當這條公路本來就不是主公路時,公路的構造就會變得薄弱,甚至會出現(xiàn)更大的問題。
在這個過程中,有關人員會選擇在原來的一條道路上設置臨時隔離街區(qū)、將其改造為三條板道路或劃分快慢車道,并將重載車輛集中到中間車道上,而這種情況會導致車流過于密集,甚至會出現(xiàn)超載等問題。
不管是多么好的一條公路,在經(jīng)歷兩到三次的開挖之后,其結構就已經(jīng)出現(xiàn)了嚴重的破損,這種情況不但影響了它的使用壽命,還會影響它的清潔度和美觀程度。對此,施工企業(yè)應加強與各職能部門的協(xié)作,提高對施工作業(yè)的管理;建設企業(yè)在臨時占用道路時,應當采取必要的防護措施,以確保路面的平整性;公共管道部門或者其他單位應該采取必要的道路開挖、管道埋設措施,以此確保溝內回填嚴密性,并及時對道路進行修復。在這個過程中,有關人員還應對公共交通停車位進行強化,不得出現(xiàn)隨意更改車位的情況,以此做到在保證公路質量和減輕養(yǎng)護工作量的同時,加強公路養(yǎng)護管控工作的目的。
通過對路段病害成因的分析可以看出,施工質量是造成路段病害的一個重要原因?;诖?,有關工作人員可以從以下幾個角度來看待這一問題:
一方面,要加強對工作人員的技能訓練,使其具備較高的職業(yè)素養(yǎng),以及較強的專業(yè)能力,只有這樣才能保證施工作業(yè)的整體質量。在過去,工作人員的工作態(tài)度散漫,對技能的掌握程度不高,若任由其發(fā)展下去,只會讓其形成一種消極工作的習慣,長此以往,會對公路路基施工作業(yè)造成諸多潛在的安全隱患。目前,中國社會上有一種普遍的觀點,即“只要有堅強的意志,農(nóng)民工都可以修路,是否學習實際操作技術并不重要”。究其原因,是有關人員對施工工藝、質量和層間內在聯(lián)系等方面的內容缺乏足夠的了解,從而在施工階段出現(xiàn)諸多問題,給公路的正常使用埋下諸多隱患。為此,有關部門必須盡快加強對施工作業(yè)人員的技術培訓,向他們灌輸作業(yè)規(guī)范觀念與專業(yè)知識。
另一方面,重視素質教育,重視質量管理。培訓活動要和管理同步進行,有關部門應重視每一位員工的思想,并且要采用一定的舉措來協(xié)助其保持這種狀態(tài),比如:定期開展技能考核,給予考核優(yōu)秀的員工一定的物質獎勵;反之,對考核沒有通過的員工,有關部門應給其相應的懲罰,以此在保證施工質量的同時,激發(fā)和調動人員的工作主動性。
從公路路基施工的角度出發(fā),工程施工設計方案的重點,就是在工程設計中明確標注出需要注意的問題。具體而言,就是對施工環(huán)境進行調研,對施工場地的地質類型進行研究和分析,并針對特定的地形條件,選擇特定的施工工藝。其次,在公路路基施工建設中,有關人員必須嚴格執(zhí)行工程計劃,并按照不同的施工工藝,有針對性地進行施工作業(yè)。對于地表比較平整、但工段較長、工段較深的地段,可采取分段縱坡的方法進行施工。
從理論上講,土顆粒之間的粘性與摩擦呈正比關系。這表明,在填筑過程中,可以降低顆粒間的粘著,從而降低顆粒間摩擦對填筑質量的不利影響。同時,在這個過程中,有關人員還應采用現(xiàn)代施工工藝,以及先進的碾壓設備進行實際施工。需要注意的是,不同填料對壓實厚度的影響也不一樣的。在選擇施工工藝的時候,有關人員要根據(jù)科學的測量和分析,來決定出合理的壓實工藝,以及物料數(shù)量,以保證每一項工作都能達到既定的要求,而不是為了完成壓實任務,而忽視公路路基的實際情況。
在工程開始之前,施工單位要對工程區(qū)內的自然條件進行科學考察。并以此為基礎,結合工程實際,給出一套適合工程實際的施工方案。同時,還應加強對導線、中線和基準的復測。在施工過程中,應嚴格遵守相關規(guī)范,全面管控路口、轉彎處和轉彎處起點等位置。
在定位完畢后,還需用錨桿對其進行加固和防護。在這個過程中,有關人員應對每個施工步驟都進行嚴格的控制,以此保證誤差在容許的范圍之內。此外,還要保證每一個基點都能滿足施工計劃的要求,并從基礎細節(jié)方面來保證施工的質量。同時,在路堤填筑過程中,應采取分層填筑,以確保各層的均勻性。有關人員還要根據(jù)施工現(xiàn)場的具體條件,保證灌裝質量達到規(guī)范的要求。在填筑過程中,應確保路基填筑寬度超過設計寬度,并使路基的壓實度達到規(guī)范的要求。
施工材料的選擇對整個工程的質量有很大影響。在選材上,不僅要確保其抗彎強度較高,而且還要兼顧其受壓時的平整度。在路基的鋪設、碾壓、清理等過程中,由于所檢測到填料含水量的所占百分比,會對路基的平整性造成一定的影響。此外,在施工過程中,還需要采用分層施工法,對標高進行量化控制,同時還要注意壓實土層的厚度、鋪面等方面的內容?;诖?,有關人員絕不能輕視建材的價值,因為建材不但保證了建筑的安全性,還對其使用壽命以及美觀性有很大的影響。
綜上所述,提高公路路基施工工藝,是中國基本建設領域亟待解決的問題。要想推動經(jīng)濟的發(fā)展,就必須要解決好公路建設中的基礎建設問題,使建設質量得到最大程度的提高。因此,有關部門必須嚴格控制好每一項指標,進一步讓中國公路路基的質量、養(yǎng)護水平處在世界前列。