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摘要:为进一步提升市政道路施工质量,完善路基路面压实施工技术成为相关学者研究的重点内容。在本次研究中,文章先介绍了几种常见的路基路面压实技术,包括夯实法、碾压法、振动压实法等。之后围绕压实施工工艺要求,介绍了一套完整的路基路面压实工艺方法,对该工艺中的场地处理、原材料准备方案、摊铺与碾压方案展开深入分析,最后提出了现场施工的注意事项。
关键词:市政道路施工;路基路面;压实施工
1.几种常见的路基路面压实技术
1.1夯实法
夯实法中通过将夯锤提升至设计高度后解除约束,夯锤经自由落体后锤击至在土壤上,在夯锤外力作用的影响下可以达到压缩土体孔隙、提升密实性的效果。根据当前道路工程项目的施工经验,夯实法中夯锤重量约为2.0t,自由下落高度为4m,也可以根据具体工况灵活调整;而针对夯实难度偏高的路段,可考虑采用重锤夯实工艺,将夯锤重量提升至8t以上,最低落距为6m,这样可提供更强的夯实冲击力,对地基的加固效果更满意。目前夯实法通常被应用在黏性土、湿陷性黄土、碎石类土壤中,但在应用该技术时应注意夯击对建筑物稳定性的影响,当市政道路与建筑物距离偏小时不建议采用夯实法工艺。
1.2碾压法
该工艺通过滚轮施加的压力作用可以改善软弱土壤性质,提升物理性能,其工艺要点包括:(1)在大半径曲线段与直线段施工中,应先压实道路边缘位置,之后逐步转向中间区域;针对较小的半径曲线段,针对路基路面可能出现的超高问题,可考虑根据“先内侧后外侧”的工艺稳步推进[1]。(2)为保障路基路面压实后的完整性,道路碾压重叠轮宽应维持在1/3左右。(3)连续碾压6次以上时检查压实质量,对于压实效果不满意位置可继续碾压。(4)施工时设备匀速进行,一般行进速度为3-6km/h,其中设备运行速度偏低会影响工期,而碾压速度过快不利于保证压实度。
1.3振动压实法
振动压实法是目前市政道路工程中较为常见的路基路面压实工艺,该方法的核心思想,是将振动压实机放在土层表面,通过设备振动土壤颗粒,在外力作用下使土壤颗粒发生明显位移并达到紧密状态。振动压实法常用于非粘性土壤中,并且随着相关施工工艺不断成熟,部分道路工程将振动法与碾压工艺结合在一起,取得了更满意效果。该技术的优势显著,表现为:(1)振动压实的深度深、厚度大,有助于控制施工成本;(2)压实施工后上下均匀性良好,因此施工后的压实效果更好,有助于延长使用年限;(3)施工后不会出现表面松散等质量缺陷,表层水封性良好;(4)设备压实施工质量满意,工程经济效益满意,再加之压实能量利用率,有助于减少能源浪费,符合绿色施工发展要求。
2.路基路面压实工艺分析
2.1场地处理
在路基路面压实处理前应做好准备工作,具体内容包括:(1)清理现场,将路基路面草根、大碎石等垃圾清除现场;(2)做好地基检测,了解项目不良地质情况,做到心中有数;针对不良地层可考虑采用补强或者换填等方法处理。(3)重视现场排水。在了解现场排水条件的基础上,确保积水顺利排出场地。
2.2压实试验
为保障路基路面压实施工质量,可通过现场试验方法评估施工质量。相关研究可知,松铺厚度对碾压施工质量有重要因素,因此在试验中可参照公式(1)评估施工效果。
公式(1)
在公式(1)中,n为松铺系数;h为下承层高程;表示松铺厚度高程;
表示碾压成形后的高程。
2.3原材料准备
填石料性能指标对碾压施工质量有直接影响,其质量管理内容包括:(1)填石料粒径应小于等于30mm,碎块含量低于30%;(2)石料抗压强度也是施工中不容忽视的问题,一般其抗压强度应大于等于25MPa,若低于该标准可能会导致路面结构承载力下降,影响使用年限。
同时项目中用水量、粗集料的量与粗集料的最大粒径、砂的粗细、坍落度要求、外加剂种类、施工温度等因素存在相关性。例如在使用425号水泥时,其单位用量应大于等于335kg;若使用525号水泥,其单位用量应大于等于305kg。
2.4摊铺
(1)下承层厚度控制是填石料摊铺质量管理的重点内容,一般厚度为20-25cm;摊铺过程中应密切关注石料含水量变化,其标准的含水量参数为0.8%±0.2%。(2)做好摊铺机防粘处理可以避免填石料粘连在摊铺机上,因此可用防黏液实现防粘,进而连续摊铺[2]。(3)摊铺施工中应注意避免反复修补,多次修补可能会导致施工缝等质量问题,不利于提升施工质量。因此在施工中应尽量确保摊铺过程一次成形,适当控制摊铺时路面碾压次数,有助于保证施工质量。(4)摊铺作业时应营造良好的摊铺形式,其主要目的是避免石料规格过大而影响路面平整度。(5)将摊铺速度控制在2.5m-3.0m/min,设备匀速行驶,避免因为速度突然变化而造成填石料聚集。
2.5碾压工艺分析
2.5.1初压
初压目的是整平混合料,使填石料处于稳定状态,为后续施工创设条件。在采用普通沥青混凝土时,设备初压的温度应大于等于140℃;若使用改性沥青混凝土,则初压温度应大于等于160℃。初压时用3台自重大于等于12t振动碾压机施工,先静压一遍后再以高频率、低振幅工艺连续振动碾压2次以上。初压时设备碾压速度为2.0km/h。初压时驱动轮应始终处在从动轮以前,尽可能减少或避免刹车与转向,若无法避免,应减慢速度平稳实施。为保证初压质量,采用“从外向内”的碾压工艺,从外侧开始向内依次碾压,并确保两条碾压带之间的重叠轮宽为1/3。同时考虑到道路边缘无支撑、遮挡物,可在第一遍碾压时预留30cm的距离不施工,第2遍碾压时再碾压该部位,该施工工艺可以有效避免混合料推移,保证质量。最后在初压环节应及时检查质量,若发现路基路面出现蜂窝、裂纹等质量问题时及时处理。
2.5.2复压
初压结束后即可复压道路,复压的目的是加快混合料密实,促进混合料成形,并且施工后要避免道路表面出现明显轮迹。复压时混合料温度应大于等于120℃。本环节施工中可通过振动压路机连续碾压道路5遍,设备行驶速度为4km/h。复压环节随时检查道路的压实度与平整度,避免出现质量隐患。
2.5.3终压
复压结束后即可终压,终压施工目的是消除道路表面缺陷与轨迹,使道路密实。终压环节,若使用普通沥青混凝土时材料温度应大于等于80℃;若使用改性沥青混凝土,则终压温度应大于等于90℃。终压环节可用振动压路机连续碾压两遍以上。终压结束后检查路面压实度指标,若发现路基路面强度不符合要求,则可根据具体情况补压。本文所介绍的碾压速度控制方案如表1所示。
表1 碾压速度控制方案
碾压阶段 | 碾压速度 |
初压 | 2.0km/h |
负压 | 4.0km/h |
终压 | 3.0km/h |
2.6路面压实
在路面压实施工中可采用分层次多道碾压施工工艺,例如在路面初次碾压时可用振动式压路机,在高温条件下推平、碾压沥青层,在施工结束后即可组织二次复压。为保证本环节碾压施工质量,可用6吨以上机械设备连续碾压3次以上;若使用振动式压路机,可设定40Hz频率持续振捣路面表层沥青与下层填料。初步碾压结束后即可夯实。
结束语:在市政道路工程项目中,完善路基路面压实施工工艺有助于消除潜在质量风险,根据本文的研究结果可知,在压实施工工艺中做好路面的初压、复压与终压可以提升路基路面的均匀性与稳定性。因此对于技术人员而言,在施工前应正确评估碾压条件、碾压设备、路基路面材料配置方案等因素对施工质量的影响,做好质量控制与风险识别,这样才能最大限度上消除市政道路施工质量风险,具有可行性。
参考文献:
[1]陈标.探索市政道路施工中路基路面压实技术[J].建筑与预算,2022(08):55-57.
[2]刘禹辰.市政道路施工中路基路面压实技术[J].建材发展导向,2022,20(08):184-186.