路基影响沥青路面平整度的原因分析及处理措施

近年来,我国高速公路事业得到了突飞猛进的发展,同时也带动了国省干线公路的快速改建升级。公路工程建设质量也在日益提高,特别是沥青砼路面的迅速普及,带动了与柔性路面相关的基层和路基施工技术的革新,这也对公路工程的施工质量提出了更高的要求。《公路工程质量检验评定标准》中,沥青砼面层共有十个检查项目,其中平整度首当其冲,它的合格率既反映行车舒适度,又反映施工队伍的施工和管理水平。沥青路面施工质量影响因素很多,单是路面平整度,就与施工人员素质、路基、路面结构层施工质量、桥头涵洞两端及桥梁伸缩缝的处理、路面施工机械的选用及路面材料的质量有关,而这些恰恰就是影响路面平整度的主要因素。现就路基施工对沥青砼平整度的影响进行分析,并借此探究沥青砼路面产生不平整的原因及处理措施。

一、原因分析

沥青砼路面为柔性路面,总体结构刚度较小,在车辆荷载作用下易产生较大的弯沉变形,路面结构本身的抗弯拉强度较低,它通过各结构层将车辆荷载传递给路基。作为路面的基础,路基施工质量的好坏会反射到路面结构层,其中对路面平整度影响最大的就是不均匀沉陷。路基不均匀沉陷必然会引起路面的局部或大面积的凹陷,引起路面不平整,分析其原因,不外乎:

⑴新老路基搭接不理想产生沉降不均匀,引起路基和路面结构层的纵向裂缝和错台。

⑵特殊地基处理不当,特别是地势低洼常年积水的湿软地基处理不好,路基的防护、排水系统不完善,造成路基局部沉陷和变形,从而影响路面平整度。

⑶路基填料选择不当、路基填筑工艺存在问题,使路基在使用过程中产生不均匀沉降。

桥头、涵洞两端引起的跳车现象,成为公路工程施工中不可避免的弊病,也是影响路面平整度的罪魁祸首。

二、处理措施

1、路堤填筑前原地面处理

路基的施工质量,是路基路面工程能否经受住时间、车辆运行荷载考验的关键。要做好路基工程,必须扎扎实实地进行路基填筑,尤其注意对原地表的处理和坡面基地的处理:

⑴填筑路堤时应首先进行原地表处理。路堤修筑范围内,原地表的坑、洞等,应用原地的土或砂性土回填,并按规定进行压实。路堤基底为耕地或松土时,应先清除有机土、种植土,平整后按规定要求压实。路堤基底原状土的强度不符合要求时,应进行换填,换填深度应不小于30cm,并予以分层压实,压实度应符合规范要求。

⑵加宽旧路堤时,应遵守下列规定:所用填土宜与旧路相同或选用透水性较好的土。清除地基上的杂草,并沿旧路边坡挖成向内倾斜的台阶,台阶宽度应不小于2m。而且台阶顶面应做成向堤内倾斜的坡度,并分层夯实。在路基填筑完成时,可设置新旧路的搭接层(如两层15cm的石灰土补强层),防止新老路基的纵向裂缝;也可以延长施工工期,第一年完成路基工程,第二年再进行路面结构层施工,使新路基在第一个冬季自然沉降以减少新老路基的不均匀沉降。

2、路堤填料的选择

路堤填料一般应采用砂砾及塑性指数和含水量符合规范的土,不使用淤泥、沼泽土、冻土、有机土、含草皮土、生活垃圾及含腐殖质的土。对于液限大于50,塑性指数大于26的土,一般不宜作为路基填土。由于费用和当地土质的原因,受工程作业现场条件限制,必须使用,作了如下处理:

⑴控制最佳含水量,保证土料在最佳含水量下达到最佳压实度。由于当地土质含水量特别大,通过翻晒来实现,使其达到最佳含水量。

⑵掺外加剂改良。对含水量大、塑性高的土或强度不足的其他材料如含有大量细粒砂的砂质土掺入石灰、水泥工业废料或其它材料的稳定剂,对土的性质进行改良,达到填土要求。

⑶采用不同土质填筑路堤时,采取以下措施:

①层次应尽量减少,每一结构层总厚度不小于0.5M,不得混杂乱填,以免形成水囊或滑动面;

②透水性差的土填筑在下层时,其表面做成一定的横坡,以保证来自上层透水性填土的水分及时排出;

③合理安排不同土质的层位,采用不因潮湿及冰融而变更其体积的优良土填上层,强度较小的应填在下层;

④在不同土质填筑的路堤交接处应做成斜面,并将透水性差的土填在斜面的下部。

3、填土路基压实

路基施工时,应严格按现行《公路路基施工技术规范》要求进行,并应通过试验路段来确定不同机具压实不同填料的最佳含水量、适宜的松铺厚度和相应的碾压遍数、最佳的机械配套和施工组织。

4、特殊地基处理

软土地基具有天然强度低、压缩性高、透水性小,在荷载作用下有可能出现过大变形和强度不够等问题,在填筑路基前必须进行必要的处理。在山东省东营市地区地势平坦,属黄河三角洲沉积的退海之地,地势较低,地面高程西部最高海拔11M,东部最低海拔1M。所在区域水系较丰富,地下水位较高,有盐碱上升现象。作为中新生代的一个沉积区,一般基岩埋置较深,表层基本为第四季全新世的松散沉积物所覆盖,大部分土质具有高压缩性及容许承载力较低的现象,加上地表水和地下水的共同作用,湿软地基现象十分普遍。根据近几年的施工处理经验,比较有效的处理的方法为:

⑴完善排水系统。在路基填筑范围外侧2-3m处挖渗水边沟(离路基太近容易引起路基边坡的滑塌,太远则影响渗水效果),并把渗出的水及时排出渗水边沟。

⑵渗排水7-10天后,根据实地情况,采用30cm水泥固化土或砂砾垫层和50cm建筑碎砖垫层的处理方案。具体实施情况如下:

若路基基底承载力有了明显的提高,可以承受水泥固化土的机械化作业施工,可以优先采用该处理方案。该方案的优点是:可以大范围的实施机械化作业,处理速度快,效果好。

若地下水位依然居高不下,路基基底承载力没有明显的提高。在这种情况下可以采用砂砾垫层或碎砖垫层处理方案。在条件允许的情况下可以优先考虑碎砖垫层处理方案,此方案解决部分建筑物拆除的废弃物利用,又可降低工程施工成本。

⑶对于软土地基也可采用垫隔土工布、碎石桩、加固土粉喷桩的办法处理。

5、桥头、涵洞两端及伸缩缝的防治措施

桥头、涵洞两端引起的跳车现象,成为公路工程建设不可避免的弊病,要对其彻底进行治理,我认为要从以下几点着手:

⑴桥头设计过渡段,即在一定长度范围内铺设过渡性路面或设置搭板,可以使在柔性结构路段产生的较大沉降通过过渡段至桥涵结构物上,车辆行驶就不至于产生跳车。

⑵台背填料的选择,在挖方地段的台背回填部位,因场地特别窄小,可选用当地的石渣、砂砾等优质填料;在高填方的拱涵及涵洞与侧墙的相接部位,尽量选用内摩差角大的填料进行填筑,而且施工时应注意填料土压力的平衡,以免造成工程事故。

⑶在靠近构造物背后设置必要的地下排水设施,避免因水的原因引起桥头路基的水损坏。

⑷强化施工质量管理,提高桥涵两端路提的施工质量,完善施工工艺和方法。为适应桥涵端部而路提施工场地窄小、压实区域形状不规则而工期又紧迫的特点,应使用专用的小型压实机械。

结束语

路面平整度控制,要从路基施工准备阶段就开始重视,并加强对关键工序的施工控制,如填前碾压、软基处理和桥涵结构物台背回填等工序。所有参加公路建设的施工单位,都必须强化施工管理,完善施工工艺和施工方法,提高施工质量,才能从源头上、根本上解决路基对路面平整度的影响,公路工程建设项目的经济效益和社会效益才能得到充分的体现。