路基路面是公路工程的重要组成部分, 也是工程投入使用后最主要的受力结构,因此,当路基路面施工出现质量问题时,很可能导致公路严重受损,甚至有可能引发交通事故,故施工组织要重视路基路面的压实施工质量。 对此,为了保证路基路面压实施工质量,应充分了解压实施工技术的使用情况,并采取对应的质量控制措施, 根据工程具体情况选择合适的施工技术参数, 在严格执行质量控制措施的情况下完成路基路面施工。
平整度是衡量公路工程路基路面质量的关键指标。 平整度不良说明路基路面凹凸不平,在这种情况下,如果有高速行驶的车辆行至凹坑与凸起处,很可能导致车辆翻倒,或者引发跳车等现象,甚至有可能演化为严重的交通安全事故。 路基路面压实施工技术是路基路面平整度的决定性因素, 在压实效果良好的情况下,可以避免路基路面出现凹凸不平的问题,能提供良好的交通条件和安全保障。 如果压实效果差,会导致路面凹凸不平,还会使得后期公路工程的维护需求增大,增加维护的工作量和成本,给管理部门造成较大的工作负担。
使用寿命对于整个公路工程而言是一个非常重要的指标,路基路面也不例外。 从压实施工技术角度来看,路基路面的使用寿命在很大程度上取决于施工技术水平,如果压实效果比较差,路基路面上的不平整之处可能会在车辆冲撞下不断扩张,在达到一定程度时,会使交通危险程度大大增加。 在严重的情况下,只能进行翻修处理。 相反,压实效果良好,路基路面使用寿命可以达到预期, 不仅便于管理部门定期维护,还能保证使用期限,一定程度上可提高公路工程的经济效益。
压实施工技术决定了路基路面的密实程度, 进一步影响了公路工程整体性能的稳定性。 公路工程长期暴露在户外环境中,经常出现积水,加之其结构特点的影响,一旦降雨量增大,可能在表面蓄积雨水,使公路工程长时间浸泡在水中,如果压实效果较差,路基路面密实度不足,雨水很可能渗入路基路面结构,进入下方公路工程结构中,导致下方结构的施工材料发生难以预知的变化, 这种变化有可能导致公路工程局部强度下降,再加上外力影响,很容易引发局部位移、倾斜等情况,影响行车安全[1]。
公路工程施工对路基路面强度有严格要求,若强度不足,会导致路基路面无法承受来自车辆自重、 行驶势能等方面的作用,一段时间后很容易发生破坏,从而出现各种质量问题。
为了更好地压实路基路面, 在压实施工之前需要先做好相关的前期准备工作。 该项工作包含了现场清理、技术选型两方面,具体内容如下。
3.1.1 现场清理
路基路面压实施工对现场环境有一定要求, 通常情况下自然环境无法满足这些要求, 这就需要在施工前做好现场清理工作,具体内容为:
1)进行全区域巡视,若发现区域范围内存在杂物、障碍物等,必须清除;
2)要对现场地基进行勘察,确认其是否属于湿土、软土等不良地基,若存在不良土质,应先加固地基,例如,使用换填法将不良地基铲除,再换填对应材料,保证地基符合施工要求;
3)确认施工区域内是否存在凹坑,如果存在,应按照现行规范及设计要求使用专门的填料填补,并且在填补后找平,保障地基表面平整;
4)做好施工范围边界防护,避免外部人员进入现场,防止其对压实施工造成干扰;
5)要确认压实设备的行进路线。
3.1.2 技术选型
压实施工技术类型多种多样, 但不同类型的技术在适用条件上存在差异,因此,要结合实际情况做出选择。 以黄土为例,此类土体的强度很低,受力容易产生较大的沉陷,因此,常规的压实技术不适用, 应先进行地基排水处理, 确保表面平整、光滑后,选择符合标准要求的压实设备进行二次碾压。 第一次碾压应严格按照行进路线展开, 掉头时要注意不要引起皱褶;第二次碾压时采用冲压方法,次数一般不得少于30 次。另外,部分压实施工技术对设备的要求与其他技术有区别,因此,在确认技术方案后应选择合格的设备,以保障成果质量。
在正式压实施工之前要进行摊铺施工。 摊铺施工虽然不属于压实施工范畴,但两者关系紧密,摊铺施工对于压实施工的实施方式有直接影响,要保障压实质量,应当先做好摊铺施工。
目前, 路面多采用沥青材料, 在技术手段上则有很多选择,在这里以比较常见的双层摊铺技术为例进行分析。 双层摊铺技术就是在同一路线上进行两次摊铺, 这样才能让路基路面的各方面性能得到进一步提升。 双层摊铺技术的要点在于接缝处理,由于需要摊铺两层,摊铺厚度较大,接缝位置也比较高,若不妥善处理接缝,会导致路基路面开裂等问题。 因此,在双层摊铺技术实施中应尽可能避免出现接缝。 但是如果必须设置接缝,要对上层熨平板伸缩边进行调整,确保上、下摊铺层沥青结构之间有接茬,接茬宽度应保持在约10 cm。同时,实施过程中还要尽可能避免发生接缝厚度不一的情况, 以免导致施工难度大幅提高。 摊铺工作应当尽可能一次成型,在施工过程中避免中断,且在压实之后必须进行约36 h 的养护,否则不允许通车。
摊铺时, 要合理调整摊铺车辆的行驶速度, 一般控制在2~5 m/min。 同时要对摊铺厚度进行控制,避免厚度过大,不利于后续的压实施工[2]。
摊铺施工完成后,应立即开展压实施工。 施工中,通常可以选择双轮振动压路机作为施工设备(规格要符合事前准备提出的要求,如重量、压实面宽度等),按照初压、复压、终压3 个步骤实施:
1)初压是压实施工的第一个步,一般先进行振动碾压,然后再全面碾压,全面碾压应当循环2~3 次。 初压过程中,应当安排专人对压实情况进行认真观察, 如果发现路拱等部位的平整度不合格,要第一时间进行处理。
2)复压主要在沥青等摊铺材料温度达到指定标准时进行,在初压施工结束后要马上进行复压。 复压施工方式与初压基本一致,需要注意的是,复压的次数要大于初压,一般为6 次。
3)终压是压实施工的最后环节,一般采取静压的方式,次数多为3~5 次。 因为终压是最终环节,所以,需要专人对终压施工进行认真监测,若发现表面存在轮迹、缺陷,或者平整度不达标,应当及时处理。
3 个步骤的碾压有时间要求,具体根据摊铺材料温度下降速度决定,即终压结束后,摊铺材料的温度不得低于92 ℃。
在路基路面压实施工技术实施过程中, 需要对路基路面的压实度、碾压次数、碾压速度3 个技术参数进行控制,具体要求如下。
4.1.1 路基路面压实度
路基路面的压实度取决于碾压厚度,因此,需要在施工过程中合理确定碾压厚度,否则当厚度不足时,压实施工会导致路基路面剥离起皮;厚度过大时,会导致压实不到位,使得路基路面稳固性变低。 另外,应当在路基路面填土时科学选择材料,一般要求所选材料与施工环境相适应。 在压实之前应当对地基强度进行测量。 若在地基强度不达标时进行压实,会导致路基路面存在安全隐患。 因此,这就要求事前要做好地基强度检测。 另外,应当在压实施工结束后进行压实度检测,若不达标,应当尽快返工,否则沥青温度可能低于92 ℃,有可能会导致大面积返工。
4.1.2 碾压次数
虽然路基路面压实施工技术中提出了对碾压次数的要求,但需要结合实际情况做出合理选择。 技术人员应结合事前调查资料,采用仿真软件等进行模拟施工,以标准压实度为基准,确定最终的压实次数。
4.1.3 碾压速度
在压实施工中,碾压速度也是一个重要的技术参数指标。速度过快会导致路基路面平整度不足, 而速度过慢又会导致荷载集中, 不仅可能使局部凹陷, 还可能使材料超出规定块体,引发施工质量问题。 一般情况下,在压实施工中,初压速度可控制在1.5~2 km/h,复压为4~5 km/h,终压为2~3 km/h。
路基路面的密实度在很大程度上取决于含水量, 一般含水量越大密实度越小。 同时,密实度越小代表路基路面内部土壤之间的摩擦力越小,黏性越大。 对于填料,其含水量越小,则泥沙密度越大,摩擦力与密实度提升。 所以,填料和地基的含水量在很大程度上决定了路基路面压实施工质量。 通常情况下,为了保障填料和地基的含水量满足施工条件,可以选择合适的施工技术对填料或地基进行处理。 例如,可使用挤密法,该方法也可以通过压路机实施, 利用压路机的自重将填料和地基内多余的水分挤出, 同时使得填料和地基土颗粒之间更加紧密,各种材料之间会形成较大的摩擦力,使得结构稳固,从而保障压实施工质量。
压实设备对压实施工效果和质量有很大的影响, 除了要做好设备的选择之外,还要对设备进行养护和管理。 (1)应当在压实之前对设备进行动态测试, 确认设备在运动功能上没有任何问题,若发现异常应当及时更换设备。 (2)要重点关注压实设备的碾压轮,确认碾压轮上没有缺陷、表面光滑,同时重量要符合基本要求。