提升中西非地區(qū)強(qiáng)基薄面路基填筑質(zhì)量方法探討

趙攀

摘要 文章依托科特迪瓦北部公路項(xiàng)目，對(duì)如何提升強(qiáng)基薄面路基施工質(zhì)量進(jìn)行方法探討。首先介紹了此公路工程的特點(diǎn)及難點(diǎn)，其次詳細(xì)闡述了提升強(qiáng)基薄面路基施工質(zhì)量的方法，通過(guò)對(duì)原材料的選擇、土料存放以及填筑過(guò)程中控制基底質(zhì)量、材料分層質(zhì)量、分層厚度、超寬措施、松鋪系數(shù)、壓實(shí)機(jī)械組合、壓實(shí)遍數(shù)、過(guò)程檢測(cè)等一系列方法的探討，為后續(xù)類似工程提供參考。

關(guān)鍵詞 強(qiáng)基薄面；路基填筑；提升整體質(zhì)量

中圖分類號(hào) U213.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2024）06-0073-04

0 引言

強(qiáng)基薄面結(jié)構(gòu)公路在非洲地區(qū)比較常見(jiàn)，但是由于路面結(jié)構(gòu)層較薄，后續(xù)出現(xiàn)各種公路病害的概率偏高，因此提高紅土礫料在路基本體填筑過(guò)程中的質(zhì)量尤為重要。該文以中西非科特迪瓦北部區(qū)域公路路基填筑為例，從原材料的選擇、土料存放以及填筑過(guò)程中控制基底質(zhì)量、材料分層質(zhì)量、分層厚度、超寬措施、松鋪系數(shù)、壓實(shí)機(jī)械組合、壓實(shí)遍數(shù)、過(guò)程檢測(cè)等方面詳細(xì)闡述了提升路基填筑質(zhì)量的方法，目的是以此為例對(duì)中西非地區(qū)其他類似工程提供施工參考和依據(jù)，提高公路整體質(zhì)量和穩(wěn)定性。

1 工程概述

項(xiàng)目位于科特迪瓦西北部的Denguélé區(qū)，由兩條主線及三條連接線組成，主線基本沿A7國(guó)道、B319省道舊路走向，其中A7國(guó)道連接奧迭內(nèi)市與馬里邊境，B319省道連接奧迭內(nèi)與幾內(nèi)亞邊境。項(xiàng)目是馬里、幾內(nèi)亞連接科國(guó)北方的中西部與西南部地區(qū)的交通要道，是西非經(jīng)濟(jì)共同體（CEDEAO）公路網(wǎng)的重要部分，是馬里和幾內(nèi)亞等國(guó)家通往科特迪瓦出?？诘闹匾ǖ?。

項(xiàng)目為中國(guó)港灣科特迪瓦奧迭內(nèi)北部公路項(xiàng)目施工標(biāo)3標(biāo)段。標(biāo)段由主線奧迭內(nèi)至馬里段PK47～PK112.2段65.2 km，以及第三條連接線MK段全線16.5 km，以及第一標(biāo)段主線上一座101.8 m橋梁，共計(jì)81.8 km，工作內(nèi)容包括路基、路面、橋梁、涵洞、防排水、交通安全設(shè)施等標(biāo)段內(nèi)所有的施工任務(wù)。其中路基填方量共計(jì)1 070 000 m3。

此公路主體由一般填方、墊層填方、底基層填方、級(jí)配碎石基層和瀝青面層共5層構(gòu)成，但是路面部分（底基層填方、級(jí)配碎石基層和瀝青面層）厚度較小，僅43 cm，屬于強(qiáng)基薄面結(jié)構(gòu)，對(duì)于路基部分的施工質(zhì)量要求較高。項(xiàng)目主體結(jié)構(gòu)橫斷面圖如圖1所示。

2 工程特點(diǎn)及難點(diǎn)分析

2.1 特點(diǎn)和難點(diǎn)

（1）項(xiàng)目所處區(qū)域?yàn)樘K丹型熱帶草原氣候，11月至次年4月為旱季，5月至10月為雨季，雨季降雨頻數(shù)及雨量較大，對(duì)工程質(zhì)量影響較大。

（2）項(xiàng)目為舊路升級(jí)改造項(xiàng)目，路基大多為低填淺挖、半填半挖、舊路擴(kuò)寬（幫寬）路段，且沿途存在多種不良地質(zhì)，如浸水路堤段、水田區(qū)段、河塘過(guò)水段、硬質(zhì)緊密巖石質(zhì)裸露段等，施工難度和質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)較大。

2.2 應(yīng)對(duì)方案

（1）合理安排作業(yè)時(shí)間段，7月至9月大雨季期間不進(jìn)行土方施工；雨季來(lái)臨之前做好路基排水和防護(hù)措施；選取質(zhì)量較好的紅土礫料，提高壓實(shí)質(zhì)量。

（2）路基填筑前認(rèn)真進(jìn)行基底土質(zhì)和承載力檢測(cè)，若不符合規(guī)范要求，需要根據(jù)具體情況進(jìn)行換填施工；路基填筑需選擇滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求的填料；編制合理、適宜、有針對(duì)性、可操作性強(qiáng)的施工方案；加強(qiáng)路基幫寬段彎沉檢測(cè)和沉降位移監(jiān)測(cè)等。

3 提高路基填筑質(zhì)量的方法

項(xiàng)目路基填筑總量約1 080 000 m3，大部分路段填筑高度在45～400 cm之間，沒(méi)有高填方路段，但是規(guī)范對(duì)于路基的整體質(zhì)量要求較高，因此項(xiàng)目應(yīng)提高紅土礫料的材料質(zhì)量和填筑施工時(shí)的壓實(shí)質(zhì)量，以保證路基整體質(zhì)量能達(dá)到設(shè)計(jì)和規(guī)范要求[1]。項(xiàng)目在紅土礫料選擇、基底處理以及填筑和壓實(shí)工藝方面均采取了一系列措施，以提高路基填筑質(zhì)量。具體方法如下。

3.1 紅土礫料選擇

在紅土礫料選擇方面，主要采取提高路基上層填料技術(shù)要求、提前探挖土場(chǎng)、提高清表質(zhì)量、分層推料并攢堆等措施。

3.1.1 提高路基上層填料技術(shù)要求

按照項(xiàng)目技術(shù)規(guī)格書要求，紅土礫料應(yīng)該進(jìn)行最大干密度、最佳含水率、CBR、液限等相關(guān)試驗(yàn)。要求對(duì)所有結(jié)構(gòu)層的紅土礫料，其液限值不能大于60。對(duì)于CBR的要求，一般填方紅土礫料應(yīng)大于5，墊層填方紅土礫料應(yīng)大于15，但是在實(shí)際施工過(guò)程中，對(duì)于一般填方頂最后50 cm和墊層填方45 cm全部采用CBR大于15的材料進(jìn)行填筑，以提升路基填筑質(zhì)量[2]。

3.1.2 提前進(jìn)行取土場(chǎng)探挖和篩選

項(xiàng)目附近紅土礫料資源較為豐富，且地形為丘陵，一般在地勢(shì)較高區(qū)域紅土礫料分布密集。派專人進(jìn)行取土場(chǎng)選取并探挖，試驗(yàn)人員根據(jù)土層分布情況進(jìn)行取樣試驗(yàn)，一般取樣深度為原地表以下20～150 cm，表層20 cm為腐殖土需要清除，下部每30 cm一層分別取樣，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，將合格區(qū)域內(nèi)的土層進(jìn)行分檔，在施工過(guò)程中分檔存放和使用。如圖2～3所示。

3.1.3 提高清表質(zhì)量

征地工作完成后，調(diào)遣推土機(jī)進(jìn)行取土場(chǎng)清荒、清表施工。清表施工過(guò)程中要設(shè)置專人盯控推土機(jī)，注意控制清表厚度，盡量減少刮除表層優(yōu)質(zhì)土料，確保土料中無(wú)腐殖土等雜質(zhì)，將有助于提高路基整體穩(wěn)定性。

3.1.4 土場(chǎng)分層攢堆

土場(chǎng)管理人員按照試驗(yàn)室出具的土層數(shù)據(jù)分層取料并攢堆。上層精選紅土礫料和用于墊層的較好的土料，使用推土機(jī)分層推料，下層用于一般填方的土料可使用挖掘機(jī)開(kāi)挖并攢堆。每個(gè)料堆的方量避免過(guò)大，一般在300～600 m3，料堆之間要分隔開(kāi)，嚴(yán)禁混雜。分層攢堆將極大提升現(xiàn)場(chǎng)取料的便利性，同時(shí)避免不同質(zhì)量材料混合，確保現(xiàn)場(chǎng)將質(zhì)量高的材料用于路基上部關(guān)鍵部位。如圖4～5所示。

3.1.5 取樣檢測(cè)

土場(chǎng)堆料過(guò)程中，試驗(yàn)人員及時(shí)對(duì)已攢堆的土料取樣并試驗(yàn)。由于紅土礫料堆積過(guò)程中，其表面的礫料不斷地向下滑落，導(dǎo)致上部礫料少，下部礫料較多，從而造成表層紅土礫料不均勻，所以取樣時(shí)必須使用挖掘機(jī)從料堆頂部向下挖至料堆中心部位取樣。每次取料完成后要對(duì)料堆逐一插牌編號(hào)，相關(guān)試驗(yàn)完成后，試驗(yàn)室及時(shí)將料堆試驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)予現(xiàn)場(chǎng)班組，方便使用。此方法保證了試驗(yàn)結(jié)果與料堆質(zhì)量的相符性，從而提高了現(xiàn)場(chǎng)土方壓實(shí)檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

3.2 基底處理

在基底處理方面，主要采取基底翻松壓實(shí)和換填措施，提高路基基底質(zhì)量，保證上部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

3.2.1 基底處理前取樣檢測(cè)

路基填方段基底清表完成和挖方段開(kāi)挖整平完成后，需要先進(jìn)行基底取樣檢測(cè)，取樣頻率原則上為每200 m取1個(gè)點(diǎn)，如遇土質(zhì)變化則適當(dāng)加密。試驗(yàn)檢測(cè)項(xiàng)主要為液限、塑性指數(shù)、篩分、最大干密度、最佳含水率、CBR等，其中CBR為主要參考指標(biāo)。項(xiàng)目一般填方頂最后50 cm和墊層填方45 cm全部采用CBR大于15的材料進(jìn)行填筑，因此對(duì)于原地面已經(jīng)處于該區(qū)域的段落則按照CBR≥15控制（包括挖方底，即墊層底），若不處于該區(qū)域，則按照CBR≥5控制[3]。對(duì)于不滿足要求的材料需要進(jìn)行換填處理。

3.2.2 基底處理

（1）對(duì)于原地面低于墊層頂部95 cm以下的填方段以及其他取樣檢測(cè)滿足要求的段落，基底處理時(shí)需要使用松土器將原地面翻松，翻松厚度約30 cm，然后按照土方填筑正常流程處理，壓實(shí)完成后進(jìn)行重載檢測(cè)，即使用一輛滿載的自卸車在路基范圍內(nèi)緩慢行駛，觀測(cè)輪胎駛過(guò)區(qū)域的基底變形情況，若出現(xiàn)軟彈、塌陷、擁包等破壞情況則需要重新翻拌壓實(shí)，直至滿足要求為止。

（2）對(duì)于原地面處于路基頂部95 cm范圍內(nèi)的段落（包括挖方底，即墊層底），經(jīng)取樣檢測(cè)證明材料不符合要求，則需要進(jìn)行基底換填處理。換填材料一般為兩層紅土礫料，每層30 cm；如遇基底為軟基或有積水的段落，可在底部換填砂或片石，上部換填紅土礫料封面。具體換填材料和厚度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況決定，如圖6～7所示。

3.3 填筑和壓實(shí)工藝

在填筑工藝方面，主要采取填筑材料質(zhì)量逐層遞增、控制分層填筑厚度、增加超寬量以及采取羊角碾壓路機(jī)壓實(shí)等措施，提高路基整體填筑和壓實(shí)質(zhì)量。

3.3.1 填筑材料質(zhì)量逐層遞增

根據(jù)路基整體受力情況，從上到下受力逐漸遞減，因此對(duì)于材料質(zhì)量要求也逐漸遞減。從基底開(kāi)始，要求填筑層材料質(zhì)量逐層遞增，為了更方便、直觀地判定材料質(zhì)量，將材料在試驗(yàn)室通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)取得的最大干密度指標(biāo)作為判定標(biāo)準(zhǔn)，即從原地面開(kāi)始每層材料的最大干密度向上逐層遞增，直至路基頂部以下95 cm為止，以此保證材料的質(zhì)量滿足路基整體受力要求。

實(shí)際施工過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)班組根據(jù)試驗(yàn)室出具的各個(gè)土場(chǎng)料堆數(shù)據(jù)選取符合遞增要求的料堆。由于項(xiàng)目附近紅土礫料資源豐富，路基填筑一般選取最大干密度范圍在1.7～2.0 g/cm?的紅土礫料，質(zhì)量更高的紅土礫料留作底基層精選紅土礫料使用。

3.3.2 控制分層填筑厚度

路基填筑分層厚度一般為30 cm，為提高壓實(shí)質(zhì)量，控制每層填筑厚度在25 cm。每層上土之前釘28 cm上土松鋪樁，并在上土和攤鋪整平過(guò)程中安排專人盯樁，保證松鋪厚度在28 cm以內(nèi)，從而保證壓實(shí)后的厚度在25 cm以內(nèi)。

3.3.3 增加路基超寬量

項(xiàng)目所處地區(qū)每年5月至10月為雨季，其中7月至9月為大雨季，年平均降雨量為1 150～1 400 mm，降雨量大且集中，對(duì)施工過(guò)程中的路基邊坡沖刷損害嚴(yán)重，因此項(xiàng)目采取增加超寬量的措施保護(hù)路基主體。路基正常超寬量為每側(cè)25～50 cm，實(shí)際路基每側(cè)超寬量平均控制在100 cm左右，實(shí)施效果明顯，對(duì)路基起到了很好的保護(hù)作用。

3.3.4 使用羊角碾壓路機(jī)壓實(shí)

項(xiàng)目初始，路基壓實(shí)全部采用23～26 t的光輪壓路機(jī)壓實(shí)，但是經(jīng)常出現(xiàn)壓實(shí)后表面局部松散、起皮、擁包和軟彈等質(zhì)量通病。后續(xù)為提高路基壓實(shí)質(zhì)量，改用羊角碾壓路機(jī)來(lái)替換部分光輪壓路機(jī)，壓實(shí)效果良好，同時(shí)也提高了上下層土料的黏結(jié)度。如圖8～9所示。

4 結(jié)語(yǔ)

該文通過(guò)對(duì)強(qiáng)基薄面結(jié)構(gòu)道路施工中如何提升路基填筑質(zhì)量方法的探討，以項(xiàng)目實(shí)際施工措施為例，分別采取紅土礫料分層取樣攢堆、提升基底處理質(zhì)量、填筑材料質(zhì)量逐層遞增、增加超寬量以及羊角碾壓路機(jī)壓實(shí)等核心措施，切實(shí)提高了道路結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性，效果良好，為中西非地區(qū)其他類似公路項(xiàng)目提供參考依據(jù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]公路路基施工技術(shù)規(guī)范： JTG F10—2006[S]. 北京：人民交通出版社， 2006.

[2]公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)細(xì)則： JTG/T D31-02—2013[S]. 北京：人民交通出版社， 2013.

[3]公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)： JTG F80/1—2017[S]. 北京：人民交通出版社， 2017.