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高速公路路基分层压实填筑技术

2020-10-14阿卜杜热合曼阿卜杜热西提

中国公路 2020年16期
关键词:平整度坡度摊铺

阿卜杜热合曼·阿卜杜热西提

(新疆维吾尔自治区和田地区洛浦县交通运输局,新疆 洛浦 848200)

一、引言

在高速公路工程实施过程中,路基作为整个工程主要的承载结构,直接受到行车荷载作用,此外还要承受其结构自身重量,因此,高速公路路基的施工质量直接影响面层铺设沥青的质量。为满足人们对高速公路沥青路面行车的质量要求,本文对高速公路工程路基施工技术进行改进创新,采用分层压实填筑的方式施工,并通过有效质量控制发挥分层压实填筑技术的优势,进而推动高速公路工程的发展。

二、高速公路分层压实填筑原理

(一)分层压实原理

根据目前的压实工艺,分层压实主要通过共振及反复荷载冲击的方式实现对路基的压实作用。在实际施工过程中,采用压路机对路基主体进行反复振动冲击,可以有效减小填筑材料内部之间的内摩擦角,进而增强土体之间的粘结强度和整个路基的密实度。

(二)分层强夯加固原理

目前,国内外学者对饱和土的研究尚不透彻,对设计方法的认识也比较落后,但对于非饱和土的强夯理论却已经有了明确认识,夯锤在与底面接触的同时会产生横波、纵波及表面波,并在土中实现了径间传播。由于土颗粒粒径大小不同,土质不均匀及传播路径存在很大差异,导致波在土体内的加固效果也存在很大差异,反射到路基表面也会造成松弛问题,此时在坑的底部会直接形成隆胀区。

根据强夯加固原理,若路基中存在较多的非饱和土,将使得夯锤在击实过程中,由于冲击力作用而减小土体空隙,进而压缩土体中的气体提升密实度,使得土体结构强度指标满足要求。

三、路基分层压实填筑施工工艺

将分层压实填筑技术运用到高速公路路基工程施工中,相比于传统施工技术可以大幅提高其施工质量和施工效果。本文通过分析分层压实和分层强夯两种施工工艺效果,希望可以根据高速公路路基施工环境特点及实际施工状况选择最佳的分层压实填筑施工工艺。

(一)分层压实施工工艺

1.摊铺及整平

整个路基压实施工过程中,需要确保分层压实的每层路基的压实度均满足规范要求。路堤顶部和底部分层填筑时的摊铺厚度一般不同,靠近底层的摊铺厚度一般控制在50cm左右,而靠近顶部的摊铺厚度一般控制在40cm左右。此外,靠近路床底面时,需将其摊铺厚度控制在40cm左右,而靠近路床顶面的摊铺厚度应逐渐过渡到30cm。在整个摊铺施工过程中,应注重对标高的测量,保证整个摊铺过程严格按照标高测定结果进行。此外,需使用平地机整平摊铺后的混合料,并控制好拌合物自拌和摊铺的时间,以保证路基摊铺质量。

2.碾压

当选用振动压路机对路基进行分层碾压时,其施工顺序包括静力碾压、振动碾压和静压平整三个阶段。具体碾压方案见表1所示。

表1. 高速公路路基碾压施工方案

若实际施工采用单钢轮振动压路机碾压下路堤,其松铺厚度需要控制在50cm左右,施工方案为先采用静力碾压1遍后,继而采用强振和弱振两种振动方式对路基各碾压2遍,最后采用静力碾压1遍进行整平。对上路堤进行碾压时,可以采用同样的施工方案,由于上路床受到路面行车荷载而产生附加应力,为避免上路床受到荷载作用发生变形,松铺厚度控制在40cm左右,同时保证最后一层压实厚度至少在30cm以上。

3.施工质量控制

分层压实质量控制主要对碾压遍数、压实度和沉降量三方面进行控制。其中碾压遍数对路基压实效果和效率至关重要,若碾压遍数过少,会导致路基填筑后的压实度达不到规范设计要求,若碾压遍数过多,将导致时间和机械损失,同时路基压实效果也并不会有较大提升。压实度是路基施工中一项重要指标,有效控制压实度的方法是对最大干密度进行精准检测。压实结束后,需要对路基沉降量进行监测,施工前设置多个测点,确保可以准确检测路基土层压实度是否达到设计要求。

(二)分层强夯施工工艺

1.施工准备

施工前,首先需要检查起重机和夯锤等强夯设备是否安全,夯锤质量是否符合要求。此外,还需要对路基进行清理并确定夯点,根据图纸设计要求,确定夯点的位置和间距。

2.试夯

在正式对路基进行强夯施工之前,可以选取一段路堤作为试夯场地,但此段路堤的土质状况应与实际施工路基相同。经试夯确定落锤的夯击高度、深度、单次夯击次数及夯击间歇时间等参数。

3.强夯施工

强夯施工的第一层夯实高度从填方高度的8~12m范围内开始,在此基础上每层填筑高度为8m左右,并夯击密实,按照此步骤一直夯实至路堤顶部。强夯过程中,需严格按照事先确定的参数进行,同时每次强夯完成后,需要整平场地。

4.分层强夯施工质量控制

为确保分层强夯施工质量得到保障,需要严格控制现场施工工序,并对施工机械设备参数进行监测。此外,在每层路基填筑压实结束后,应及时检测其压实度是否符合规范要求,不合格时需要修正机械参数,确定最终实际工程施工参数。

四、工程实践

(一)工程概况

某高速公路全长55.21km,路基全宽26m,选取其中试验段K32+150至K35+350标段,分别采用上述两种施工工艺对试验段进行路基压实填筑施工,并对施工后的路基进行平整度和横坡度检测。

(二)平整度检测

路基平整度是衡量路基施工质量控制指标的关键技术之一,本文采用3m直尺检测上述两种不同的分层压实填筑路基的平整度,由检测数据分析得知,采用分层压实填筑方法的平整度平均值较分层强夯法高2.3mm,因此,采用分层强夯法施工工艺的试验段路基平整度较好。

(三)横坡度检测

路基横坡度指路幅和路侧带各组成部分的横向坡度,也是路基施工质量控制的重要指标之一。本文采用水准仪检测上述两种不同的分层压实填筑路基的横坡度,通过分析实验数据得知,分层压实填筑的路基横坡度平均值高于分层强夯法0.03%,因此,选用分层强夯法施工工艺的试验路段横坡度更优。

五、结语

本文通过对分层压实和分层强夯法两种路基分层压实填筑技术进行分析,根据其工艺特点,详述了质量控制措施,对实际工程分别采用分层压实和分层强夯两种施工工艺,并对施工后的路基平整度和横坡度进行检测,试验结果表明,采用这两种施工工艺后,路基的平整度和横坡度均满足要求,但分层强夯填筑施工的路基平整度和横坡度指标更佳。

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