公路路基施工技术与检测手段
2015-06-11
引言
公路路基施工技术及其检测手段在整个公路工程路基施工中具有举足轻重的作用，决定着路基施工质量，影响着公路工程使用寿命及性能。因此，对现代公路路基施工技术及检测手段进行分析与探讨具有十分重要的意义。
一、公路路基施工技术
1、公路路基施工前的准备工作
1.1仔细勘察现场，科学制定施工方案
现代公路路基施工前，必须做好准备施工相关的准备工作，以便为施工的顺利进行提供良好的保障。现代公路路基施工前的准备工作主要有以下几方面：一是，设计单位应仔细勘察施工现场，充分了解现场水文、地质、环境、气候等条件，并结合公路预计通车量，科学制定施工方案，合理编制施工组织设计；二是，在施工方案及施工组织设计制定后，必须进行严格的审核，且审核工作应由工程各参与方联同设计人员共同进行；三是，对设计方案的每一个细节进行认真核实。若是核实过程中发现问题，则应再次进行实地考察。将这次考察结果与设计方案相对比，以此解决设计方案问题，从而确定最终设计方案。
1.2测量
现代公路路基施工前应进行相关的测量工作，对施工导线精度进行测量，确保其导线点符合施工要求。若是不能满足施工要求，则应采取加设附合导线点的方法。且加设的附合导线点精度必须符合施工要求，还要采取对不符合施工要求的导线点进行固定或是改移的方式。总之，从开工到竣工都必须确保导线精度符合施工要求。另外，在公路路基施工前，应采取坐标法对放样进行测量，并对放样施工进行合理控制。但是应注意，路段中线与结构物中心及相邻施工段的中线闭合情况。
1.3技术交底
公路路基施工前准备工作的最后环节就是技术交底。技术交底是一项较为繁琐复杂的工作，要求对工程施工中的所有技术进行总结规划。例如，施工人员配置、施工材料的施工顺序及具体时间、机械设备的具体使用、路基施工时的质量监管等。对于易发生质量问题的施工环节，应特别注意，必须认真、仔细的做好技术交底工作，从而确保路基基础质量。
2、路基填压
路基填料及其压实标准
2.1路基填料
路基填料规范中规定了对路基填料应有条件的选用。对路基填料的最小强度和最大粒径给了量化的标准，采用CBR值表征路基土的强度，引入了路床的概念。对上路床的的填料提出了限制的条件，高速公路和一级公路路面底以下0～30cm的路床填料cbr值应＞8，下路床及其下面的填土，也都给出相应的规定值。当路基填料达不到规定的最小强度时，应采取掺合粗粒料、或换填、或用石灰等稳定材料处理，改变其性能。并规定对其他等级公路铺筑高级路面时，也要采用高速公路和一级公路的规定值。
2.2路基碾压
在路基压实方面，当前路基施工普遍采用了大吨位的压路机，碾压效果有了明显的改善，对于提高路基土的压实度起了很好的作用。规范规定，高速公路和一级公路路面底面以下80～150cm部分的上路堤，其压实度必须≥95%。对其他的等级公路，当铺筑高级路面时，其压实度亦应按高速公路和一级公路的标准采用。此外，还增加了对路堤基底的压实度不宜＜93%的规定。随着路基施工技术进步，对于特殊路基的处理技术也日渐成熟和完善。针对处理软土地基的施工技术:(1)灰土挤密桩。(2)轻质路堤。(3)土工合成材料加固。浅层(一般＜3m厚)的软土地基可采用先在地表铺筑上工布，再填筑路堤。土工布起分隔、过滤、排水和加速固结等作用，从而取代常规的置换方法。软土层厚度3～5m，采用土工布与砂垫层联合处治，排水砂垫层的厚度可由50cm减薄至30cm。也有在路堤下面与地表之间铺设多层土工织物，利用材料的高抗拉强度克服地基的滑动变形来保持稳定，通过控制填土速率，配合超载予压，使地基迅速固结。采用聚丙烯或聚乙烯土工格栅，以及采用网箱席垫处理软土地基，其主要作用是使地基土和填料向上和向两侧的位移受到限制，减少局部荷载。采用网箱席垫可减少总沉降量40%左右。
3、路基排水
公路排水设计应包含以下两个方面的内容:其一是要考虑如何减少地下水、农田排灌水对路基稳定性及其强度的影响，一般称之为第一类排水;其二是要考虑如何将路表水迅速排出路基之外，最大限度地减少雨水对路基、路面质量的影响，减少因路表水排水不畅或路表水下渗，对路基、路面结构和使用性能产生的损害，这称为第二类排水。第一类排水设计，通常采用适当提高路基最小填土高度或在路基底部设置隔水垫层等办法。施工期间一般都考虑在施工前开挖临时排水边沟，排除施工期地表水并降低地下水，同时在路基底部掺加低剂量石灰处理，设置40cm厚的稳定层等。采用这一系列措施可起到事半功倍的效果。第二类排水设计，一般包括:(1)通过路面横坡、边沟、边沟急流槽等，将路表水迅速排出路基以外;(2)设计中央分隔带纵向碎石盲沟、软式透水管及横向排水管，将施工期进入中央分隔带的雨水及运营期中央分隔带的下渗水迅速排出路基之外;(3)设计泄水孔以迅速排除桥面水;(4)设计中采用沥青封层、土路肩纵横向碎石盲沟或排水管，将渗入路面面层的水引出路基之外。路面渗水的排水设计:沿路面边缘设置由透水性填料、集水沟、横向出水管和过滤织物(土工布)组成的路面边缘排水系统。通过设置沥青封层、土路肩纵横向碎石盲沟和排水管，将渗入路面面层的水引出路基之外。由于通过沥青面层下渗的水量有限，考虑到排水路径的限制，在设计中采用每10m左右设置一道φ5cm横向排水管，以确保路面下渗水的排除。
4、路基防护
4.1坡面防护
坡面防护的目的是防止地表水流的冲刷、坡面岩土的风化剥落以及与环境的协调。近年来，随着对环境保护的重视，高等级公路的边坡，多采用种草防护，边坡较高时，采用砌石框格种草防护。由于西部干旱缺水，边坡种草防护类型的选择很重要，现大多采用草坪植生带，即将草籽、肥料和土均匀拌和裹于土工物内，当草籽发芽也长成草起到固土作用后，无纺布纤维自然腐烂，不会污染环境，效果很好。石砌圬工防护仍较普遍使用，混凝土预制块护坡多用在路堤边坡，连片的及带窗孔的护面墙，用于路堑边坡。破裂的或易于风化破碎的岩石路堑边坡采用锚杆挂铁丝网或高强塑料网格喷浆或喷射混凝土以及喷射纤维混凝土防护也有较好的效果。但由于石砌圬工及混凝土防护造价高、易破损等诸多问题，从保护环境的角度出发，建议大力推广既能改善生态环境，美化景观，又一劳永逸的种草防护。
4.2冲刷防护
防护沿河路基边坡免受冲刷仍多采用直接防护。传统的砌石、抛石、铁丝石笼、挡土墙等有所改进，用高强土工格栅代替铁丝做石笼，用聚脂或聚胺脂类土工织物混凝土护坡模袋做成的护面板防护受水冲浪击的边坡，很能适应土体不均匀沉降。
4.3支挡防护
在公路工程建设中，支挡防护挡土墙用于支挡防护目前仍占主要。石砌的重力式挡土墙多用于石料丰富、墙高较低、地基较好的场合;钢筋混凝土结构的悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙和板柱挡土墙其受力比较合理，墙身圬工体积小，也已广泛应用于公路路基的防护。垛式挡土墙易于调整墙的高度，并采用预制构件拼装，是一种特殊型式的挡土墙。
二、公路路基检测手段
1、现场CBR检测及回弹模量检测
路基现场CBR检测和回弹模量检测是通过现场挖坑至特定层位，将基坑表面整平，然后在其表面进行现场测试。通过检测可获得路基不同层位土体的测试指标，可作为判定路基强度最直观的一个指标。采用这两种方法检测路基强度准确，但测试过程较复杂，完成单点测试的时间长，且费用较高，一般不宜大量采用。
2、深层核子密度湿度仪检测
利用核子密度湿度仪可以检测路基的密实度和含水量，其原理是通过测量γ射线在经物质散射前后强度的变化和测试快中子的散射能量来确定被测物质的密度和含水量的。现行路基路面现场测试规程中的方法仅适用于路基路面表层检测，深层核子密度湿度仪可以通过对既有路基开孔检测深层路基。此类方法其优点在于检测指标可以参考现行规范直接用于路基评价，但需局部开挖，检测效率较低，对行车有干扰，由于仪器普及度不高，检测方法难以有统一标准，因此，深层核子密度湿度仪检测应用的范围较小。
3、动力触探、标贯试验等地基深层原位测试方法
原位测试可在原位的应力条件、天然含水量下进行，克服了钻孔及室内试验对土的扰动，对难以取原状样的土（如路基常采用的碎石土）测试优势明显。原位测试可用于土层划分、承载力确定、密实状态判断等方面。
4、路基钻探取芯检测
路基钻探取芯检测主要是抽取路基不同层位的土样，进行含水量、密度、干密度、塑液限等试验，得出相应路基土密实程度、稠度状况、土性状况，并通过经验判断路基强度指标。采用钻探取芯检测的方法获得的是最原始物理检测数据，这种评价方法直观、准确、可靠性好，但钻芯取样及后期试验过程由于很多因素对土样有一定的影响、试验操作误差、设备精度不够等问题，造成试验数据的准确性降低，这是路基钻探取芯检测方法的不足之处。
结束语
公路路基的施工在公路建设中发挥重要的作用，路基的施工水平直接关系到整个公路工程的质量。在公路路基施工中，对其质量起到重要作用的因素便是公路路基的施工技术施工要点的掌握。所以，在市场经济模式下的公路施工企业，在完成公路施工的时候一定要结合最新的施工技术，对施工要点要熟练掌握，并不断学习新的技术和方法。
