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某国道321 线改建公路工程路基施工技术研究

2022-04-20赵子龙

科学技术创新 2022年11期
关键词:旧路台阶填料

赵子龙

(中国水利水电第五工程局有限公司,四川 成都 610000)

公路交通的质量和数量,对我国经济的快速高质量发展具有积极的促进作用。近年来,我国公路交通网络覆盖范围逐渐变大,其中部分公路的建设是在原有旧路面的基础上改建的[1]。特别是在西南地区,受当时经济发展、建造技术和验收标准的限制,公路损坏情况严重,已难以适应新时期的车辆通行需求。因此,对旧公路进行改建,提高公路的路面质量,对降低交通事故发生率、缓解交通拥堵和促进当地经济发展具有重要作用。本文章将以某国道321 线的公路改建为具体案例,分析在改建公路工程中的路基施工技术;如现有文献资料中陈兆毅[2]对施工过程中路基段遇到的问题进行解决措施介绍,包含沥青混合料处理与接缝处理;王德武[3]首先对某公路改建过程中的技术、设备以及施工现场准备进行介绍,进而重点研究施工过程中的工艺以及质量控制技术;冯平均[4]对各个公路施工过程中的技术进行介绍,并从基层平整度、路面防渗、道路路面裂缝等四个方面分析施工质量控制策略;王少平[5]对路基建设过程中的填料、填筑、防护等技术要求进行介绍,并提出了特殊路基的改建方案。本文章综合实际案例和文献资料,说明改建公路工程的路基施工技术,以期为我国其他地区的公路改建提供些许的参考和指导作用。

1 工程概况

该国道321 线地处西南地区,其具体施工目标及施工阶段如表1 所示。施工沿线低山、鱼塘、水库、稻田密布,因此要特别注意道路的软基处理问题,这也是本文章的主要研究内容。

表1 国道321线改建公路工程具体施工目标及施工阶段

2 改建工程施工准备及技术方案

通过对该国道321 线施工过程的全面参与,以及结合过往施工经验,可以总结出该改建工程项目的施工准备和技术方案,具体包含施工要点、旧路处理和技术路线三个方面。

2.1 施工要点

原有公路因路基沉降、路面损坏严重等问题无法满足行驶需求时,便需对公路进行改建。在改建过程中,路基施工尤为重要,应特别注意以下三点:

2.1.1 施工前要点

在施工前,首先要组织技术人员对路面及周边地质环境进行测量并综合分析,制定出合理的改建路基施工方案。其次,对原路面上的杂物要进行完全清理,合理预留出防护、排水等基础设置[6]。最后,以强度适中的回填材料对路面进行回填;特别注意对321 国道类软地基施工对象,要达到施工标准后再行施工。

2.1.2 施工中要点

在具体施工过程中,对基地的压实度要控制在91%之上;同时,需对水泥、碎石的配比进行实验确定,并尽可能在施工开挖的当天进行填筑。在施工期间,要特别关注天气情况,防止低山、水库、鱼塘等沿段公路地质的恶劣变化。此外,在施工过程中还要建设减震沟,防止施工设备对周边地质造成不良影响。

2.1.3 施工后要点

在路基工程施工完成后,首先,要特别注意新老路基的连接处,防止因新老路基的沉降差而出现裂缝。其次,需要对道路进行养护,防止各类车辆驶入。最后,对于该321 线还要对路基的防护和排水进行综合考虑,以减少水对路基、路面的侵蚀不利影响,使路基能够长期保持足够的强度。

2.2 旧路处理

在对旧路进行处理时,要秉持着绿色经济、科学适用的原则,即对有利的旧路条件加以利用,对不可利用的旧路加以处理,以达到充分利用已有资源和避免旧路存在影响整体建设质量的标准[7]。在该国道321 线的施工过程中,总结出以下三种旧路的处理经验,具体图示如图1 所示。

图1 旧路与设计路基的关系图

图2 国道321 线改建公路工程路基施工技术路线图

2.3 技术路线

3 路基施工技术

以往施工实践和施工经验表明,路基施工技术的标准规范、工艺技术和质量控制对于公路改建后的质量具有重要影响。本章将主要针对路基施工技术中的路基开挖技术、路基填料及填筑技术、新旧路基搭接技术和路基防护与排水技术进行重点介绍,以确保路基施工工期、施工质量的顺利实现。

3.1 路基开挖技术

该国道321 线旧路较窄,新路设计标准中路基宽度为23m,双向四车道,因此需要对旧路路基进行合理的拓宽路基的开挖施工。在进行具体施工过程中,首先需要对要拓宽的部分进行具体测量,做好开挖的施工技术准备和施工机械准备工作。路基开挖时,采用两端同时开挖的技术,并尽可能保障两端挖掘施工进度的一致性;在两端挖掘进度相近时,可再采取阶梯开挖技术,台阶的宽度控制在2m 以上为宜。同时,考虑路基的承载性能和变形性能,对路基开挖技术中的参数在标准范围内进行及时调整,实现高质量的路基拓宽处理。

3.2 路基填料及填筑技术

3.2.1 路基填料

路基填料的泊松比、弹性模量、重度会影响路基填筑效果,具体表征在新填筑路基的沉降与新旧路基的搭接效果两方面。因此,对于路基填料的选择需要加以重视。对于该国道321 线路基填料的来源,有两个方面:一是从建设路线外拉运砂砾石料,二是对于321 线路上隧道开挖的废弃方料。表2 是两种方案的填料来源分布情况,以下将进行具体介绍。

表2 路基填料来源

该321 线改建工程线路外共有8 家砂砾石料企业,建设时可充分发挥当地的石料企业优势,综合考虑砂石质量和运距成本,确定最终的砂砾石料外购企业。其次,玉蟾山隧道是该线路中的重要隧道,从玉蟾山隧道中挖出的黄土、黏土等可作为其他路段的填料,以充分发挥节约资源的目的。在具体的施工过程中,在黄土和黏土中参杂3% ~ 7%的水泥对土质进行改良;改良后的土质强度好、水稳定性能良好,能满足施工要求[8]。

3.2.2 路基填筑技术

上述已经提到,该321 线路受鱼塘、稻田等周边环境影响,地质较软。因此,在具体的施工过程中,针对积水、表层无硬壳的洼地采用抛石挤於法进行路基填筑,主要的填筑原料是土石,可从附近的石料企业购运。对于建设路线上的非洼地区域,可采用基础的路基填筑技术(如分层填筑法等),可按照如图3 所示的路基填筑步骤进行填筑。在填料选择完成后,测量人员可根据路基设计宽度用石灰撒出边界线,应当注意边界线应超过设计路基50cm 之上为宜。在进行填料时,采用石灰画出网格进行辅助,将填料卸车进入网格内,并进行粗平。填料的含水量会影响填筑的密实度,需要进行精确测量,如超过标准含水量的2%时,可对填料进行翻晒;若低于标准含水量的2%时,可对填料进行适当洒水。当填料的含水量达到要求时,可对路基填筑表面做精平处理,以便后续的压实处理。在对路基填筑材料进行压实处理时,压路机应从加宽路基边缘向内侧进行碾压,速度应低于4km/h 为宜,且实际碾压次数要多于试验确定的碾压次数,以保证碾压质量和路基填筑效果。

图3 路基填筑步骤

3.3 新旧路基搭接

3.3.1 开挖台阶施工工艺

开挖台阶可配合采取机械和人工的方式进行,秉持着自下而上的挖掘原则施工,先采用机械将台阶基本挖掘到位,而后用人工的方式进行精度修补与控制,在开挖时要特别注意不能破坏原有路基的结构。台阶的倾斜度控制在4%为宜,边坡角初始高度1.4m 和宽度2.0m 为宜,其余台阶应挖掘成高0.8m 和宽1.0m 的尺寸。在开挖作业面高度与路床底面距离小于0.7m 时,按照一个台阶挖掘;大于0.7m时,需按照两个台阶挖掘。此外,台阶挖掘前还应设计好施工区的排水,以保护挖掘好的台阶免受雨水的侵蚀出现水毁现象;为此,横向排水沟的深度宜为30cm 和宽度不宜少于50cm。

3.3.2 土质路基拼接

在低填路段(填高低于1.2m),土质路基拼接的方法是:将旧路的路基边坡进行削坡,并进行30cm 的清表工作,而后开挖宽度为2.0m 和高度为1.2m 的第一阶台阶。为避免路基不均匀发生沉降,还要对开挖的基底有效压实,同时在上路床底面增铺土工格栅。在中填路段(填高低于4.0m),土质路基拼接的方法是:将旧路的路基边坡进行削坡,并进行30cm 的清表工作,而后按照从下向上的顺序开挖台阶。为增强建筑基底的稳定性,应先进行稳固的基底台阶施工,并土工格栅加固基底。在高填路段(填高高于4.0m),土质路基拼接的方法与填高低于4.0m 土质路基拼接的方法相同。

3.4 路基防护与排水

路基的防护与排水可以减少雨水对路基及路面侵蚀、路基土质软化和公路路基沉降的不利影响,因此在公路工程路基施工技术中也要对路基防护与排水加以重视。具体而言,路基的防护的目标是减轻自然环境对公路的不利影响,如种草、铺石等防护措施。上述防护措施可有效地防止酸性雨水、风化侵蚀路基等不良现象的发生[9]。路基防水具体则为设计并建筑深井,用作路表排水的用途,此处不再进行赘述,重点介绍路表排水技术。路表排水技术可通过公路上的深井、横坡、中央分隔带等设施将雨水排放至鱼塘、水库等地。

3.5 质量控制

路基施工的质量控制对于提高新改建公路的路面质量、延长公路使用寿命和保障按期完工具有重要意义,因此路基施工的质量控制应在路基施工的各个阶段加以重视。本文章以下将从路基填料质量、压实填筑质量和新旧路基结合质量三个方面介绍路基施工过程中的质量控制。

3.5.1 保证路基填料质量

路基填料的质量对改建工程的质量影响巨大,因此应保证使用优良的路基填料。为减小新旧路基的沉降差,应选择质量高的砂砾和碎石,并严格控制填料的含水量;同时在压实的过程中,实行反复多次压实,以提高路基的压实度,为后续施工奠定基础。

3.5.2 提升压实填筑质量

在改建公路的填筑施工过程中,在每层填筑和压实的过程中均需达到相关规范,对路面严格实施初压、复压和终压,并加强质量验收。同时,还要保证路面的平整度符合规范,对路面平整度检测不合格的部位及时修复,不把问题留到工程上,提升施工质量和后续行车舒适度[10]。

3.5.3 新旧路基搭接质量

保障新旧路基搭接质量,对提升路基结构稳定性、预防路基沉降和保障路面使用寿命具有重要价值,应当加以重视。新旧路基的结合部分施工要严格按照标准挖掘台阶和进行土质拼接工作,以确保新旧路基结合到位,成为一个整体。图是改建前后的国道321 线的实拍图片,通过各项路基施工技术及其质量控制,该改建公路工程已满足设计标准,并通过验收,极大地缓解了当地的交通压力和提高当地的交通质量。

图4 改建前后国道321 实拍对比图

结束语

公路的改建工程对于提升民众生活幸福感、提高当地交通效率及带动沿线经济发展具有重要价值。通过对某国道321 线改建工程路基施工具体案例的分析,分析了在路基施工过程中的相关标准规范、施工技术和质量控制,具体为路基开挖技术、路基填料及填筑技术、新旧路基搭接技术、路基防护与排水技术以及施工质量控制,为路基施工技术的如期和高质量竣工奠定了基础。改建后的321 线国道为双向四车道,大大提升了该线路的运载能力和交通效率。

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