趙懿
(云南省交通規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司,云南昆明 650000)
施工技術(shù)是保證公路路基路面得以順利施工的關(guān)鍵因素之一,施工技術(shù)與公路建設(shè)質(zhì)量與項目完工時間等直接相關(guān),必須予以重視。在設(shè)計規(guī)劃路基路面工程時,設(shè)計人員應(yīng)嚴(yán)格遵守相關(guān)準(zhǔn)則與規(guī)定開展設(shè)計工作。設(shè)計之前要注意對施工場所展開全面考察工作,同時還要全面掌握工程項目建設(shè)過程中的各個環(huán)節(jié)應(yīng)用到的設(shè)計方法。在項目設(shè)計過程中應(yīng)注意將科學(xué)設(shè)計的觀念與思路充分融入其中,從而有效提高設(shè)計應(yīng)用效果,以合理新穎的設(shè)計規(guī)劃為指導(dǎo),確保路基路面建設(shè)工程滿足新時期社會發(fā)展需求。
公路路基路面建設(shè)作為道路工程建設(shè)的關(guān)鍵組成部分,科學(xué)合理規(guī)劃設(shè)計公路施工方案,能最大限度地提升城市道路建設(shè)能力和總體效率,同時公路基礎(chǔ)鋪面也直接決定著道路建設(shè)的進度和質(zhì)量。因此,相關(guān)設(shè)計人員應(yīng)深入理解良好的公路設(shè)計對城市發(fā)展的推動作用,設(shè)計出優(yōu)秀的公路施工方案,間接加快城市化建設(shè)。對公路路基路面進行合理設(shè)計有助于城市建設(shè),在實際建設(shè)過程中要保證各項資源的合理配置與利用,提高對設(shè)計方案的重視,優(yōu)秀的設(shè)計方案是高質(zhì)量公路建設(shè)的基礎(chǔ),能夠促進國家經(jīng)濟社會良性發(fā)展[1]。
(1)用地范圍應(yīng)嚴(yán)格按照《公路工程建設(shè)用地指標(biāo)》執(zhí)行,路基工程按路堤兩側(cè)排水溝外邊緣以外,或路塹頂截水溝外邊緣以外加1m 計算;橋梁工程按橋梁上部構(gòu)造投影面積計算。
(2)互通立交用地根據(jù)互通型式、收費、管理設(shè)施等要求確定,停車區(qū)等附屬設(shè)施占地根據(jù)停車區(qū)的規(guī)模等因素綜合確定。
(3)橋頭錐坡預(yù)壓范圍為公路永久占地。
(4)隧道除洞口范圍外,其上投影不屬于公路用地范圍。
(1)項目主線路基無加寬,橋涵結(jié)構(gòu)物與路基同寬。
(2)主線的平、縱面線形及平曲線內(nèi)的橫斷面超高,按V=100km/h 的要求進行設(shè)計。
(3)項目主線的行車道及硬路肩的正常路拱橫坡為2%,土路肩正常橫坡為3%。超高路段,以中央分隔帶邊緣為超高旋轉(zhuǎn)軸,行車道、硬路肩一同超高,超高過渡采用線性漸變,超高過渡段位于緩和曲線上。
(4)當(dāng)超高值小于4%時,行車道、硬路肩一同超高,兩側(cè)土路肩橫坡保持3%不變;當(dāng)超高值大于4%時,內(nèi)側(cè)土路肩與行車道、硬路肩保持一致的超高,外側(cè)土路肩橫坡保持3%不變。
采用四車道高速公路,設(shè)計速度100km/h,路基寬度采用26m,設(shè)計荷載等級為公路-Ⅰ級,主線路基斷面形式為整體式。
公路路基路面工程整體結(jié)構(gòu)為亞粘土、亞砂土筑路路堤結(jié)構(gòu),所設(shè)計的內(nèi)、外邊率分別如下:外邊坡率1∶1、內(nèi)邊坡率1∶1.5。在制定設(shè)計方案時,相關(guān)設(shè)計人員要注意充分考察項目建設(shè)地點及其周圍環(huán)境的地質(zhì)情況,并沿著主路線進行全面考察,若發(fā)現(xiàn)土質(zhì)為低液限粉土或低液限黏土?xí)r,應(yīng)當(dāng)注意路基的安全性與穩(wěn)定性受到暴雨等惡劣天氣的影響較大。因此可以通過種植喬木、灌木等方式來加固路基,同時還能起到美化道路與優(yōu)化環(huán)境的作用。而針對超過3m 的路基位置,則需要根據(jù)現(xiàn)場實際情況以漿砌片石網(wǎng)防護的方式執(zhí)行路基防護作業(yè)。
在規(guī)劃設(shè)計項目的道路中,要注重統(tǒng)籌考慮節(jié)省土地、避免人員密集的地段、減少房屋拆除的情況;在環(huán)境因素和設(shè)計因素許可的前提下,最大程度地減少路堤長度;針對深填施工的地段,在較大范圍內(nèi)節(jié)省土地和降低工程建設(shè)措施的復(fù)雜性,采取方案的比較和研究,選擇合適的橋梁方案或放陡挖方邊坡、加強防護的方案;同時合理規(guī)劃材料開采、運輸路徑及料場位置[2]。
項目區(qū)域位于云貴高原西南側(cè),氣候溫和濕潤,冬無嚴(yán)寒,夏無酷暑,素有“四季如春”之稱,年平均氣溫15.3℃。多年平均降雨量814.4mm。擬建路線通過區(qū)域主要以中生界地層為主,有著名的“滇中紅層”之稱,分布范圍廣,厚度大,可達數(shù)千米。出露的地層主要有第四系(Q)層、白堊系(K)層及侏羅系(J)層為主[3]。
在設(shè)計規(guī)劃路面之前,應(yīng)當(dāng)充分掌握公路交通運行量、道路等級以及路面實際需求等因素。同時,還應(yīng)當(dāng)全面考察當(dāng)?shù)鼐C合環(huán)境,精準(zhǔn)掌握施工材料具體分布情況,并注意總結(jié)以往設(shè)計、建設(shè)作業(yè)的經(jīng)驗,以各項數(shù)據(jù)結(jié)果為參考依據(jù),以確保設(shè)計方案符合當(dāng)?shù)貤l件,從而有利于后期養(yǎng)護工作的順利開展,最終完成方案的制定[4],特征年車型比例預(yù)測結(jié)果如表1 所示。
表1 特征年車型比例預(yù)測結(jié)果
本項目的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的組合類型,依據(jù)實際狀況和在前期研究中所掌握的各種信息,決定了最后路面層級與類型。按照實際路面工程情況和使用環(huán)境的需要,編制了具體的道路基層設(shè)計方案:上面層結(jié)構(gòu)材料采用了AC-13C 的細粒型瀝青混凝土,上面層粗骨料則采用的是有較高強度的耐滑石料安山巖,而下面細骨料則采用了石灰?guī)r的機制砂,這種配料的使用可滿足本公路工程所要求的所有性能;下面層結(jié)構(gòu)設(shè)計為AC-20C 型中粒式瀝青混凝土,選用的集料均為石灰?guī)r。
進行道路養(yǎng)護的選型工程時,應(yīng)合理選擇材料。根據(jù)對該工程的基礎(chǔ)供應(yīng)結(jié)構(gòu)特征加以研究,由于路基土比較密實,而土壤、地下水又會對地基結(jié)構(gòu)產(chǎn)生很大沖擊,所以,在具體工程設(shè)計中,要先通過截留、引排的方法把存在的積水去除,然后再采用不易風(fēng)化片巖、塊石進行地基的建設(shè)和澆筑,因為這一類建筑材料的通透性都很好,從而可以保證路基工程的安全性。對于選用穩(wěn)定路底基礎(chǔ)材料的,也應(yīng)確保其符合有關(guān)技術(shù)規(guī)范。在設(shè)置結(jié)構(gòu)厚度時,工作人員應(yīng)通過精準(zhǔn)計算來確定,只有計算結(jié)果與實際差值很小,才能確保不同路段的施工對各結(jié)構(gòu)厚度的影響較小。
充分的施工準(zhǔn)備工作是公路路基路面開展建設(shè)工作的前提。首先,應(yīng)確定好材料來源。施工單位在正式施工之前,應(yīng)嚴(yán)格審核工程所需所有材料來源,并對材料供應(yīng)商進行系統(tǒng)性審查,最終篩選出材料質(zhì)量達標(biāo)且價格較合適的供應(yīng)商。當(dāng)原材料投入使用時,應(yīng)嚴(yán)格清點其數(shù)量,核對材料規(guī)格,并通過試驗測試材料質(zhì)量是否達標(biāo),嚴(yán)禁不達標(biāo)原材料進入施工現(xiàn)場。其次,注意機械設(shè)備的養(yǎng)護與檢查。一般情況下,在項目開始施工時,應(yīng)統(tǒng)一對所需機械設(shè)備進行系統(tǒng)性檢查與維修,及時發(fā)現(xiàn)安全隱患并進行維修,保證施工安全與建設(shè)效率。
路基開挖、填筑及壓實作業(yè)階段,其中的控制技術(shù)主要包括:①道路挖掘施工工藝。道路施工是公路路基面層施工的第一組成部分,其施工效率與整個工程效率有關(guān),現(xiàn)階段采用施工方法有兩類,即縱全寬施工、橫道路掘進施工,可依據(jù)工程實際情況適當(dāng)選擇,或采用單獨施工方法,或因施工條件影響,可聯(lián)合使用兩套施工方法。②路基填筑作業(yè)。正式實施路基填筑工作時,應(yīng)首先開展清除作業(yè),并對基礎(chǔ)土壤進行系統(tǒng)性研究,正確選擇填筑基礎(chǔ)條件,對填充物進行試驗。通常填筑工程中,多采用分層填筑路基方法進行,并根據(jù)其實際厚度,符合有關(guān)工藝要求規(guī)范;如果工地正值降雨量充沛的夏季,需要相應(yīng)提高填筑面的橫坡,避免因雨水的浸漬降低道路的品質(zhì)。③基礎(chǔ)夯實。地基壓實和回填方法一樣,均為分層的方法。壓實過程中,需嚴(yán)控填充層含水量,且依照土壤實際含水量,做好碾壓組合,確保路基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及承載力。整個道路澆筑過程中,填筑面填料含水率是關(guān)鍵點,所以澆筑前應(yīng)進行標(biāo)準(zhǔn)測試,并針對澆筑路段的氣候條件,采取調(diào)整土質(zhì)方法提高道路澆筑效率。明晰路基填料含水率以后,才能進行填筑面層碾壓,需依據(jù)含水量進行碾壓配合,提高其主體的壓實率[5],路基壓實標(biāo)準(zhǔn)及填料強度如表2所示。
表2 路基壓實標(biāo)準(zhǔn)及填料強度
若想保障路面施工質(zhì)量達標(biāo),施工人員需做好路面施工,從底基層、基層、封層以及面層開始,嚴(yán)格把控各環(huán)節(jié)施工質(zhì)量,保證路面施工滿足相關(guān)要求。需做到以下4 點:①底基層核心作用是防水、排水,且對基層具有優(yōu)化成效。因此,實際鋪設(shè)過程中,需嚴(yán)控材料顆粒大小、含砂量,保證道路鋪設(shè)質(zhì)量。②底基層進行鋪設(shè)過程中,需嚴(yán)格依照相關(guān)施工工藝要求,重視材料配比、攤鋪、碾壓。③基層施工過程中,需確保混合料具有一定強度、穩(wěn)定性,合理控制材料配合比,確保其材料可承載負(fù)荷。④石料、瀝青以及礦粉作為路面核心施工材料,在實際鋪設(shè)過程中,應(yīng)合理控制其溫度,確保材料內(nèi)部具有良好的黏結(jié)性,保證路面鋪設(shè)密實度,保證路面施工質(zhì)量,集料生產(chǎn)用推薦篩孔如表3所示。
表3 集料生產(chǎn)用推薦篩孔
路基排水作為施工質(zhì)量評價核心指標(biāo)之一,需高度重視路基排水工作。為保證最終排水、透水具有良好成效,需做好多方面細節(jié)設(shè)計,綜合考量路基路面穩(wěn)定性。排水工程核心包含兩種類型:①提升路基填土高度最小值。由于公路工程施工可能對地下水造成影響,所以正式施工之前,需布設(shè)小型排水孔,并在路基底部開展。②利用周圍溝槽、邊溝,及時疏通表積水,將其引至場地以外;同時,增加必要的排水管道,以保證施工時雨水有效排除。
公路實際施工過程中,在一定程度上會損傷土壤結(jié)構(gòu),從而形成一定應(yīng)力。為進一步解決上述問題,需采取相應(yīng)的技術(shù)措施,對路基加以防護。而道路保護技術(shù)核心目的在于防止地表水長期沖擊地基,從而導(dǎo)致巖石被沖刷和風(fēng)化,危害周邊環(huán)境。而通過合理應(yīng)用路基防護技術(shù),使用等離子切割保護技術(shù),用混凝土預(yù)制模塊保護路堤邊坡;如果路基圍巖已經(jīng)出現(xiàn)風(fēng)化的跡象,則可以使用噴射纖維混凝土技術(shù)開展路基防護。但是實踐表明,采用漿砌片的防護措施,不但具有費用高昂的缺點,而且有效年限較短,因此在實際工作中,應(yīng)當(dāng)合理借助植被防護[6]。
路基路面的規(guī)劃與設(shè)計是公路工程建設(shè)關(guān)鍵組成部分,直接決定項目最終建設(shè)質(zhì)量。因此,在設(shè)計過程中要結(jié)合工程要求嚴(yán)格按照設(shè)計規(guī)則開展設(shè)計,嚴(yán)控各施工環(huán)節(jié)質(zhì)量,針對施工中質(zhì)量通病,提前做好防控措施,并針對項目需求選擇出適合的施工技術(shù),以保證工程高效率高質(zhì)量的完成。