卢华诚
摘要 为研究路基压实技术在高速公路施工中的应用,文章以某高速公路建设工程为研究对象,结合工程实际情况,分析路基土体的干密度与含水率,并对其进行强度试验,最后介绍施工工藝流程,并提出质量控制措施。结果表明,通过严格控制土体含水率、压实厚度、压实次数,可有效提升路基压实效果,对于提升高速公路建设工程路基压实质量有着十分重要的作用。
关键词 高速公路;路基压实;应用
中图分类号 U416.04文献标识码 A文章编号 2096-8949(2024)05-0126-03
0 引言
路基作为公路施工的关键部分,提升路基的承载力、稳定性、耐久力对于提升道路整体寿命有着十分重要的作用。大量工程实践表明,路基压实不足是造成路面破损的主要原因,对路基压实技术展开研究,对于提升道路使用寿命有着十分重要的作用[1]。在以往工程实践中,红黏土通常作为废土处理,随着研究的深入,人们开始将红黏土作为路基填筑材料。有关研究人员对红黏土的性能进行测试,结果表明,含水率较高的红黏土难以满足路基填筑料的要求。但是在进行相应的处理后,便可将其作为路基填筑料[2]。此外,有关研究人员在对红黏土进行试验后发现,红黏土CBR强度较低,难以达到路床填料的最低标准,只能将其作为下路堤填料。但是,通过改良后,还是可以用于路基施工中,进而节省工程成本[3]。通过上述研究得知,红黏土具有作为路基填料的潜质。基于此,该文以某在建高速公路为例,对工程区域填料(红黏土)相关技术性能进行试验,并根据工程的实际情况,提出相应的填筑与压实方法,最后对压实后的道路性能进行检验。
1 工程概况
某高速公路全长68.8 km,路基宽度设计为34.5 m。工程区属于构造剥蚀丘陵地貌区,多为平顶、圆顶的浅丘和宽谷的地貌形态,整体地形起伏较小。根据钻探成果,填方区覆盖层主要为第四系全新统坡洪积粉质黏土,下伏白垩系下新统白龙组(K1b)强风化砂岩,完整性较差。在路基施工前对土体展开试验,为后续施工方案的制定提供依据。
2 土工试验
2.1 击实试验
要使土体压实效果达到最好,其含水率一定要适当,在一定压实功作用下才能使土体最容易压实。选取施工现场土体若干,待其自然风干后,参照《公路土工试验规程》(JTG 3430—2020)标准,进行击实试验,进而明确土体的最大干密度与最佳含水量,试验结果如图1所示。
从图1中可明确看出,在对风干后的土体进行击实试验后发现,含水率为6.8%的土体达到最大干密度为2.18 g/cm?,含水量继续增加则土体最大干密度减小。可以发现土体最大干密度为2.18 g/cm?,最优含水率为6.8%。
2.2 强度试验(CBR)
对于路基填料的强度,评价指标主要选用加州承载比试验(CBR),由于公路等级以及填筑土体的层位不同,其对应的压实度与CBR值也具有差异。因此,需要确定不同压实度下面的CBR值是否满足要求。研究根据《公路土工试验规程》(JTG 3430—2020)规定,对实验土体进行CBR检测,试验结果如表1所示。
从表1中可看出,土体压实度随着击实次数的增加,其CBR值逐渐升高,作为路基填料能够满足《公路路基施工技术规范》(JTG/T 3610—2019)相关要求,该种填料为合格填料。同时得知,含水率对土体CBR值影响较大,在施工过程中需对路基填料的含水率进行控制,尽量维持在最佳含水率范围内,进而提升路基强度[3]。
3 施工工艺
施工工艺流程如图2所示。
3.1 施工准备
施工准备主要涉及机械进场、场地清理、施工进度安排等,在确保施工顺利开展的同时,有效提升路基施工效率。施工机械的组合需结合工程实际情况进行。
3.2 填料开挖
根据地质勘查结果,提前做好地表水与地下水的疏通工作。由于该工程的特殊性,需尽量在当前路段进行填筑,剩余部分通过规格为自卸式的运输卡车将开挖的土方运输至其他路段,并对边坡进行相应的修整[4]。
3.3 路基填筑
填筑前首先放出线路中桩和填筑边线,每10 m钉出边线木桩,控制填筑分层厚度。为保证路基边缘的压实度,边线应比设计线每边宽出50 cm。填土区段内按照网格法布料,网格间距按照不大于10 m正方形计算(如图3所示)。网格线间距根据运料车的车容量计算确定,采取单车一格卸料方式。卸土布料必须有专人指挥,确保卸料均匀,便于摊铺、平整,用以控制推土机作业厚度。
待粗平完成后,通过压路机进行初压,最后再利用平地机进行精平[5]。
3.4 路基碾压
路堤按横断面全宽、纵向水平分层填筑。按核心区域和两侧区域分界线从路堤两侧向中间填土。首先采用推土机进行初平,再用平地机进行精细平整,从而保证每一层的平整度及厚度均匀,挂线控制松铺厚度。初步整平后,按分层松铺厚度要求检查填料的松铺厚度,必要时应进行补料或减料。在施工过程中,随着碾压次数的增加,路基填土压实度也随之增加,在达到一定的值时,路基压实度趋于稳定。因此,碾压时需根据填土性质,适当控制碾压次数,确保路基压实度达到最佳。由于该过程中填土以开挖土体为主,为有效提升碾压效果,施工时结合了工程区域的实际情况,对碾压机械进行了组合,并根据不同碾压阶段对机械碾压速度进行控制,如表2所示。
在实际碾压过程中,需沿着线路方向,按照先两边、后中间等顺序进行施工,确保碾压达到设计要求[6]。
4 工程检测
在上述施工完成后,需对路基进行平整度、压实度、横坡进行相应的检测,并从中及时发现施工过程中存在的不足,针对存在的问题制定解决方案,进而有效提升路基施工质量。具体如下:
4.1 平整度
为检验路基是否平整,通过路基平整度进行评价。在检验过程中,需严格遵循《公路路基施工技术规范》(JTG/T 3610—2019)相關要求,通过长度为3 m的直尺法,对完成碾压的路基平整度进行检测,结果如表3所示。
通过分析表3中的数据得知,在完成施工后,路基的平整度均值为9.85%,小于规范中的规定。由此得知,上述施工方案可确保路基的平整度符合规范要求[7]。
4.2 压实度
为检验路基的碾压质量,通过路基压实度进行评价。由于路基压实对施工质量影响较大,在检测过程中,需严格遵循《公路路基施工技术规范》(JTG/T 3610—2019)相关要求,通过灌砂法实现路基压实度有效检测,结果如表4所示。
通过分析表4中的检测数据得知,路基压实度平均值为95.15%,小于规范规定93.0%。由此得知,上述施工方案可确保路基的压实度符合规范要求。
4.3 横坡度
路基横坡度设计的合理性有助于路基顺利排水,对路基稳定性会造成严重影响。在检测过程中,需严格遵循《公路路基施工技术规范》(JTG/T 3610—2019),通过水准仪实现路基横坡度的有效检测,结果如表5所示。
通过分析表5中的数据得知,路基横坡度均值2,均未超过规范要求±0.3。由此得知,上述施工方案可确保路基横坡度符合规范要求。
5 施工质量控制
5.1 精准掌握压实含水量
由于土质含水率对压实施工质量影响较大,因此在实际施工过程中,需严格控制土质中的含水率。严格控制填料的含水率,碾压施工前填料的含水率控制在最优含水率?2%~+2%范围内。当含水量太低时,在表面洒水并尽可能地搅拌,待提高含水量后再摊铺碾压;当填料含水量超过规定时,则在摊铺后先晾晒,待降低至最佳含水量时再碾压,填层厚度可适当减薄。在洒水或晾晒时,前后两区段交叉施工。确保土质中的水分保持在最佳范围内,进而有效提升施工质量。
5.2 路基压实设备的选择
在实际施工过程中,为有效提升路基压实质量,需针对工程实际情况,合理进行机械组合,确保机械设备组合方式满足施工要求,提升压实质量。除此之外,在施工准备阶段,需对设备性能进行相应的检查,避免在施工过程中出现设备故障等问题,导致施工进度受到影响。
5.3 控制压实厚度
在路基施工过程中,主要是路基压实效果与压实层厚度有直接关系,性质不同的填料,应分层、分段填筑,分层压实。因此,在施工过程中,需严格控制路基填筑厚度,路床填筑中,每层最大压实厚度不宜大于300 mm,路堤填筑厚度根据试验段来进行确定。
5.4 提高路基压实标准
在路基碾压过程中,通常需采用轻型碾压机进行初次碾压,当此类碾压机难以达到施工标准时,则改用重型碾压机进行碾压。因此,为有效提升压实质量,需不断提升路基压实施工技术标准[8]。
5.5 控制压实次数
在路基压实过程中,不同的压实次数产生的压实效果具有一定差异,若压实后次数过多,则会导致红黏土发生反弹现象。因此,在施工前,需结合施工现场的实际情况,开展压实试验,确保路基压实次数科学合理,进而有效提升路基的压实效果。
6 结语
为研究路基压实技术在高速公路建设中的应用,该文以某高速公路待建工程为例,对路基压实施工技术进行分析。通过地质勘察结果得知,该工程区域中的土质结构主要以土体为主。在进行土工试验后发现,此种土质最大干密度为2.18 g/cm3,最大含水率为6.3%。在通过该文提出的施工方案进行施工后,路基质量符合施工要求。
参考文献
[1]王加军. 高速公路填砂路基压实施工技术探析[J]. 工程机械与维修, 2023(2): 243-245.
[2]郭进存. 道路路基压实施工技术要点分析[J]. 科技创新导报, 2022(24): 163-165.
[3]李永国. 铁路桥梁路基压实施工技术[J]. 砖瓦世界, 2021(11): 116.
[4]黄怡涛. 高速公路施工中填砂路基压实施工技术的应用研究[J]. 新疆有色金属, 2023(3): 67-68.
[5]陆金霞. 公路路基压实施工技术及质量控制研究[J]. 运输经理世界, 2022(32): 68-70.
[6]倪行干. 公路路基压实施工技术及质量控制研究[J]. 黑龙江交通科技, 2022(9): 159-161.
[7]周媛. 公路工程路基压实施工技术措施分析[J]. 环球市场, 2019(27): 325.
[8]曹玲. 公路填砂路基压实施工技术应用[J]. 四川水泥, 2020(2): 140.