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高等級公路路基質(zhì)量的控制探討

2014-08-11 10:46:16馬國忠
科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2014年25期
關(guān)鍵詞:高等級公路質(zhì)量控制

馬國忠

摘 要:在我國城市化極度擴張的今天,道路交通也在迅猛的發(fā)展,全國各地的高等級公路越來越多。高等級公路對于設(shè)計、施工到后期的使用過程要求都比普通公路要高得多,一旦質(zhì)量達不到要求就會出現(xiàn)較多的問題。因此研究高等級公路的質(zhì)量控制,對道路安全和使用具有重要的意義。

關(guān)鍵詞:高等級公路;路基基礎(chǔ);質(zhì)量控制

引言

公路工程主要是由持力土層、水泥砂石穩(wěn)定層、瀝青面層組成,每一層都有其技術(shù)要求和質(zhì)量控制要點。任何一個環(huán)節(jié)做不到位,都會對公路的整體質(zhì)量和安全造成隱患。文章從高等級公路常見的質(zhì)量問題分類及原因分析入手,闡述相應(yīng)的控制措施。

1 公路路基常見質(zhì)量問題及原因

1.1 開裂

1.1.1 現(xiàn)象:多表現(xiàn)出線性裂縫,或者不規(guī)則裂縫。

1.1.2 線性裂縫原因:多出現(xiàn)在管道穿路處。在道路施工過程中,經(jīng)常會有排水管、污水管、強電管等過路管線的預(yù)埋。由于其管道承壓能力有限,且形狀多為圓形狀,很難壓筑密實。在弧度地區(qū),土體會發(fā)生自然的沉降,長時間受壓后體積也會收縮,造成嚴管道形成線性裂縫。

1.1.3 不規(guī)則裂縫產(chǎn)生原因:主要是由于土體中含水率過高,或者是水穩(wěn)層中水泥含量較大。在水穩(wěn)層鋪設(shè)過程中,如果水泥含量較大,在其凝結(jié)硬化過程中,會產(chǎn)生較大的水化熱。如果沒有得到及時地散失就鋪筑上層瀝青,熱量就會導(dǎo)致下部體積的膨脹,引起開裂,且形狀不規(guī)則。

1.2 路面凹陷

1.2.1 現(xiàn)象:在路面某處形成局部的凹陷,甚至是大面積的凹陷。

1.2.2 原因一:地基土承載力不足

在公路修筑過程中,很多地區(qū)會遇到軟弱土體,如果在修路之前沒有對這些路段進行有效詳細的地質(zhì)勘察,就很難發(fā)現(xiàn)下部的軟弱土層。在沒有進行任何處理的情況下,就進行上部水穩(wěn)的施工。土體在受壓之后,體積發(fā)生較大的收縮,造成上部路基的凹陷。特別是當(dāng)有溶洞或斷層等不良地質(zhì)條件的時候,甚至?xí)纬纱竺娣e的凹陷。

1.2.3 原因二:水穩(wěn)層沒有足夠反應(yīng)時間就鋪筑面層

水穩(wěn)層是由水泥、砂子、石塊和水組成的,在混合料鋪筑完成后,水泥遇水會形成水化熱,并且水收到溫度影響也會發(fā)生一定的蒸發(fā)。在這些反應(yīng)過程中,都會引起體積的變化和基礎(chǔ)的沉降。如果沒有待基礎(chǔ)層完全反應(yīng)完畢,體積趨于穩(wěn)定就直接鋪筑面層,在下部收縮之后,就會造成上部的凹陷。

2 控制質(zhì)量的措施

2.1 提高設(shè)計質(zhì)量

公路工程設(shè)計時,不能只是按照設(shè)計規(guī)范來進行,而應(yīng)該考慮路面實際行駛能力和承受荷載的最大壓力,并設(shè)定一定的富余值,才能保證其質(zhì)量可靠、長久使用。

2.2 做好地質(zhì)勘察工作

在公路路線規(guī)劃好了之后,一定要根據(jù)場地實際情況,制定詳細的地質(zhì)勘察方案,來了解土層分布情況。特別是發(fā)現(xiàn)一些有軟弱地基和不良地質(zhì)條件的地方,具體分布位置和深度要在地質(zhì)勘察報告中明確反映出來,以便于指引后續(xù)的基礎(chǔ)處理方案制定。

2.3 根據(jù)地質(zhì)勘察報告,制定針對性的土體處理方案

2.3.1 處理原理:軟土地基進行處理,主要是要改善其含水率、密實度、承載力等指標(biāo)。常見處理方法如下:

(1)強夯擠密法。就是用一個質(zhì)量較重的錘子,從一定高度快速下落,錘擊土面。在強大的熟悉沖擊力下,來擠壓土體,使其密度變大、含水率變小,土質(zhì)密實來增強承載力。這種方法由于設(shè)備簡單、施工工藝通俗易懂、人員素質(zhì)要求較低、成本較省,所以被廣泛應(yīng)用于地基處理中。

(2)拋石擠淤法。即在路基底部放入一定數(shù)量的片石,上部施加荷載來將淤泥擠出基底范圍,同時擠壓周圍土體增加固結(jié)程度,來提高承載力。這種方法主要適用于常年積水的洼地,沼澤、水塘、或者是其他軟性土層。改善范圍一般在地上4米以內(nèi),如果過深則片石無法沉入到底部,就無法保證改善的效果。

(3)深層攪拌法。深層攪拌法是通過特制機械設(shè)備,以在高壓作用下將固化劑注入到土體中,固化劑通常為水泥或石灰。在固化劑的作用下,與軟土地基粘結(jié)在一起發(fā)生各種反應(yīng),使軟的地基凝結(jié)成硬度較高、穩(wěn)定性強、含水率小的堅硬基礎(chǔ)。如果在固化劑體量比較大的時候,可以直接形成水泥狀體等復(fù)合地基對土體進行擠壓密實,來改善整體地基的強度,提高承載力,也能有效防止不均勻沉降。

2.4 做好水穩(wěn)層材料控制

水穩(wěn)層是路基基礎(chǔ)中最為關(guān)鍵的部分,其承載力和各項指標(biāo)要求決定了道路基礎(chǔ)的質(zhì)量,要控制其質(zhì)量,首先要從材料上進行控制。

2.4.1 水泥選擇:應(yīng)該根據(jù)地基土的含水率和化學(xué)組成來確定,盡量減少土體與水泥的反應(yīng),同時應(yīng)該選擇水化熱比較小的水泥。建議可以選擇火山灰或粉煤灰水泥,減少使用硅酸鹽水泥,防止與土體里酸性物質(zhì)的反應(yīng),影響基礎(chǔ)的質(zhì)量。

2.4.2 粗骨料的選擇:要求粗骨料的粒徑要達到設(shè)計要求,不要過大或者過小,在配比之前最好選用篩網(wǎng)進行粒徑的選擇。材料使用前,應(yīng)對骨料的化學(xué)組成進行分析。水泥是堿性材料,所以骨料中應(yīng)盡量減少硫酸鹽等酸性化學(xué)物質(zhì)。

2.5 控制好水穩(wěn)層的壓實度

水穩(wěn)層的壓實度對其承載力起到了決定性的作用。根據(jù)公路設(shè)計承載力的不同,其厚度也有較大的差別。為了能夠壓筑密實,通常應(yīng)該分層鋪筑,每層厚度不應(yīng)該超過20cm。在分層填壓的過程中,注意高層和坡度的控制。每層反應(yīng)結(jié)束后再進行上一次的鋪筑。

同時注意各種管線和井道處的壓實:在水穩(wěn)層中鋪設(shè)的過路管道、雨水井、污水井處,是碾壓機壓實的死角。在這些部位可以將水泥的含量適當(dāng)提高一些,骨料粒徑相對選擇較小的,同時輔助一些小型的壓實機械多夯實、碾壓幾遍,再配合路面的井圈混凝土加固,基本可以保證壓實度要求。

2.6 合理設(shè)置施工縫

水穩(wěn)層在反應(yīng)凝結(jié)的過程中,會產(chǎn)生較多的熱量,導(dǎo)致體積的膨脹;在水文散失的過程中,又會導(dǎo)致體積的收縮,特別是在溫差變化較快的區(qū)域,對混合料的體積影響更大,在內(nèi)部形成各種剪切應(yīng)力。為了減少這些體積和應(yīng)力變化,可以采取剪個一段距離設(shè)置施工縫的方式。將這些應(yīng)力在縫隙的位置得到釋放,能有效減少路面的變化。

2.7 含水率的控制

含水率分為兩個方面,一個是基礎(chǔ)土體的含水率,二是水穩(wěn)層混合料中的含水率。根據(jù)具體地質(zhì)情況和路基荷載設(shè)計要求,每一層的含水率要求不同,但應(yīng)該控制在設(shè)計范圍內(nèi)。防止在水分散發(fā)的過程中造成體積大量的變化。

2.8 加強養(yǎng)護并控制好面層鋪筑時間

帶路基基礎(chǔ)做好后,由于基礎(chǔ)土體沒有完全硬化、水泥與骨料間沒有完全融合,其承載力根本就沒有達到設(shè)計值。在此階段,很多施工單位為了施工其它部分會將一些大型車輛直接在水穩(wěn)層上行走,造成局部的沉陷。

所以要求施工單位要做好管理,在沒有達到設(shè)計強度值前,禁止大型車輛在上面行走或者堆放過多的材料。并根據(jù)溫度變化,進行適當(dāng)?shù)臑⑺B(yǎng)護等措施。

3 結(jié)束語

路基的是保證路面承載力要求的重要組成部分,只有從基礎(chǔ)土層開始進行有效處理,保證土層的密實度和各性能指標(biāo)滿足要求;然后控制水穩(wěn)層的材料、配比、壓實度、含水率等都符合要求。以實驗數(shù)據(jù)來驗證合格指標(biāo),就一定可以保證公路的長久耐用。

參考文獻

[1]李晉安.高等級公路路基質(zhì)量通病成因分析及對策[J].山西建筑,2003(06).

[2]李章樹.高等級公路路基施工技術(shù)管理研究[J].煤炭技術(shù),2010(12).

[3]王燦彬,柏冰.高等級公路路基施工的質(zhì)量控制要點分析[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2013(03).

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