衣英俊
(佳木斯市桦川县地方道路管理站)
所谓旧路一般是指改建路段不足二级标准的原有公路,其中包括曾经改造过的二级砂石路段。一般路段状况为三级平面及纵断线型标准,砂石路面或渣油路面,路面承重结构层不足30cm,路基强度和稳定性差,局部季节性翻浆。改造的路段,有的加厚了路面承重层,有的加宽了路基路面,路况均有所改善。但无论状况如何,在改建利用中均须合理处治,才能达到高等级公路路基所要求的强度和整体稳定性。
按照部颁《公路工程技术标准》、《公路路线设计规范》有关要求,充分调查旧路状况,详细勘测路线数据,平、纵、横综合考虑利用旧路。
公路平面线型是直线与曲线的合理连接,为满足设计车速、行车顺适和安全所需公路造型在平面上的投影。公路设计平面标准受直线长短,曲线半径大小及相互搭配型式的限制。一般要求平面线型设计尽可能采用较高指标,不能低于该等级的最低极限指标。但对于改建工程,如路线穿越村镇、农田、桥梁构造物则允许修正个别指标。实际上如能解决土地拆迁,工程量增加不太大的情况下,尽可能不降低标准。
公路纵断线型是由纵坡和竖曲线共同构成,以满足行车舒适平稳要求的公路纵向剖面线。公路纵坡设计标准受最大坡度和最小坡长以及竖曲线的限制。一般旧路的纵坡均较碎,利用旧路段就必须选择适当的控制点,采取包线设计,一般路段既要不过多填土,又要不刨旧路面。充分利用路面的强度和稳定性,同时也减少了刨除旧路面的施工难度。
公路平面、纵断线型与各桩号系列横断面的组合,构成公路三维立体造型。平、纵、横综合考虑,才能使造型合理协调。主要是平曲线与竖曲线关系及横断面在曲线上的超高设置相互配合照应。旧路利用的横断设计,重点考虑新旧路基横向结合,基底处理,结合断面型式及换土工程量。
由于平面和纵断线型的调整,横断面上出现一侧加宽或两侧加宽,填方或挖方等不同情况。曾提倡一侧加宽,因其具有足够的作业面,利于保证质量;但是旧路面接近新路面宽度时,两侧加宽更利于路面基础稳固。虽然强调少挖旧路面,但个别处为满足纵坡或衔接桥涵需要还必须处理挖方。加宽基底处理须严格彻底。新旧路结合断面上,尤其对于路肩、边坡不够坚实之处必须换土,注意合理确定挖深及断面量。
旧路状况调查,对旧路翻浆、雪阻、冰湖等病害了解详细,以便考虑处治方案;旧路加宽基底土质、旧路肩、边坡状况等为设计提供可靠依据。
根据荷载标准及完好状况,决定利用或重建,做好利用桥涵与路基路面结合的具体设计。
在设计合理的基础上,施工就成了工程质量的中心环节。旧路利用与不利用的差别,就是路基施工的差别。路基,顾名思义就是路的基础。旧路利用质量如何,主要在于路基施工质量。
(1)复核设计。对于旧路利用的路基施工,复核设计必须完善。经过详细测量及图纸核对,在平、纵、横协调合理前提下,重点查对纵断填挖合理性及换土、基底处理工程量。
(2)施工检验准备。做好基底土类、填料土类等密实度检测需要的各类试验,准备击实试验、含水量试验、弯沉值测定等路基检测仪器。
旧路加宽基底处理,为填料奠定稳固基础;同时进行旧路肩边坡的处理或换土,也决定了填料与旧路基结合整体的稳定性。
主要工序工艺:
(1)按设计平、纵、横断面准确放样,标定基底范围,边缘位置。同时挖验各段旧路肩边坡,确定换土界限;
(2)清基范围内如有树根、草皮、淤泥、积水等必须清理,可先行施工,然后分别推除或挖除腐殖土,路肩或边坡换土;
(3)检查基底及换土清除到位后,进行基底压实或夯实作业。一般密实度要达到90%以上。
(1)土类问题。应优先选用旧路基同类土壤。从土壤物理性能来说,土壤冻胀系数、形变模量接近能防止寒冷地区路基冻融变形,减小温度应力不均衡,减轻由于辐射对路面产生的破坏作用;但在实际工作中,旧路基原来的施工往往不能达到现在施工质量标准,即使同类土壤也不能保证相同形变,因此,改建路基趋向应采用非冻胀性土壤。
(2)土壤粒径与均质性。填料分层压实是路基施工基本工艺,这就要求填料粒径适宜,材质均匀。碎石土有最大粒径和含石量限制。一般30%以上碎石含量定义为碎石土,如70%以上材质较均匀,更适宜筑路。而其最大粒径限制在15cm以下,以利于铺筑、整形和压实。
(3)材料、设备和分层厚度。不同材料宜采用不同压实设备,设备吨位功能不同宜确定不同的分层厚度。如粘性土重型压路机虚方厚度(以下均为虚方厚)30~40cm,中型压路机20~30cm。砂性土、砂砾宜采用振动压,重型压路机30~40cm,中轻压路机20~30cm。碎石土必须用振动压路机,重型压路机40~50cm,中型压路机30~40cm。如进入初冬材料有冰晶,则须按正常施工减薄10~20cm。
(4)含水量与压实。合格的材料、适宜的设备、限定厚度是填料压实的三个相关的前提条件。在此条件下,填料还须在最佳含水量条件下压实,才能达到最佳密实度。所谓最佳含水量,就是在一定的压实条件下,能使土体达到最大密实度时的含水量。试验中就是采用重型击实达到最大干容重时那个土组的含水量;施工中则是参照试验最佳含水量、最大干容重,通过试验段在一定的材料、设备、层厚条件下达到最佳密实度时的含水量。一般粘性土掌握最佳含水量条件下压实最为重要。砂性土则应略大于最佳含水量1%~2%,碎石土则略为湿润易于压实。
(5)密实度的检测。粘性土或砂性土,凡最大粒径在4~5cm以下材质较为均匀的材料,通过压实成为整体的,均可采用灌砂法。颗粒不级配,碾压不粘结或嵌挤形成不了整体的松散材质,最大粒径超过5cm以上的不匀质材料,不宜采用灌砂法检测。碎石土类密实度目前采用经验法控制,即采用适宜的设备、掌握压实遍数、观察表面轮迹、配合工具撬动检查的方法。这就要求施工自控更须认真负责。
路基压实度检测目前还不够科学完备,况且只有压实度指标还不能完全反映路基质量。路基质量要求具有足够的强度和稳定性,寒冷地区还应满足水温稳定性条件。因此对于路基完成标准的检验还要进行回弹弯沉值测定。这样用密实度、弯沉值双控即可检验评定路基质量。
施工监理必须明确旧路设计特点、旧路处治方法和施工工艺,在此前提下进行有效的监控。
除工作所需物质条件外,施工监理准备工作重要的是编制监理工作方案,按照部颁《公路工程质量管理办法》、《公路施工监理规范》及有关规范、标准进行监理工作。
(1)复核设计的监控,设计误差或工程量核对,以便控制变更;
(2)检查施工放样精度;
(3)检查施工组织计划方案;
(4)掌握施工人员、设备进场情况;
(5)检查材料质量,查阅自检、抽检凭证。
(1)按计划限定分段施工,流水作业,以便逐段开槽,逐段完成合拢;
(2)旧路肩边坡换土,根据实际现场确定范围边界;
(3)清基完成段,检查清理深度、宽度是否到位,基底土质、断面型式是否符合要求;
(4)基底压实后自检报验,安排抽检,不合格处补压或返工;
(5)抽检合格及现场检查合格,签认可书进行下道工序。
(1)检查材质、分层厚度、含水量现场监控认可;
(2)压实方法、压实遍数、外观质量旁站监督;
(3)压实后进行自检报验,合格后签认可书方允许填下层料,不合格则令其补压或返工。
(1)全面进行弯沉值测定,自检、抽检不合格处则须处理或路面实强;
(2)几何标准检验则按频率抽检,不合格处须补修达标;
(3)进行分项工程评定,不合格项目不予签认。
20世纪80年代,由于路基路面普遍薄弱,在交通量日益增长、荷载急剧增加的情况下,道路出现了大面积的翻浆、破损现象,如哈同依佳段,哈萝汤佳段等,在沥青混凝土路面改建工程中,旧路利用得到了充分的重视,从设计施工到质量控制上,保证了新旧路基结合的整体强度和稳定性。尤其西出口5.4km一级公路,严格进行基底清理,分层填料压实,取得了良好的效果。
90年代,在改建哈同佳桦段东出口公路7.3km公路时,对旧路路肩、边坡、边沟及加宽部分基底进行了严格地清挖,做到了分层填土、分层压实、分层检验,加强了质量控制,实施了严格监督,取得了明显的效果,而在2.8km秋季施工时却忽视了质量问题,出现了不良影响。
在实践中,我们深深体会到,旧路利用如何确保工程质量,看起来不算什么难题,但由于认识的差异或条件的限制,往往会出现这样或那样的问题,甚至会重犯历史的错误。