公路路基路面施工技术研究

２０１０年第８期　黑龙江交通科技　Ｎｏ．８，２０１０　（总第１９８期）　ＨＥ　ＬＬＯＮＧＪＩＡＮＧ　ＪＩＡＯＴＯＮＧ　ＫＥＪＩ　（Ｓｕｍ　Ｎｏ．１９８）　公路路基路面施工技术研究　陶耀华　（黑龙江省龙建路桥第二工程有限公司）　摘要：公路路基是按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物，是公路与自然地面接触的最基本的部　分，是路面的基础，承受路面结构自重及由路面传递下来的行车荷载和自然因素的作用。　关键词：公路路基；施工技术；研究　中图分类号：Ｕ４１６．１　文献标识码：Ｃ　文章编号：１００８—３３８３（２０１０）０８—００５２—０２　１公路路基工程的特点　路面中水分的侵蚀，会引起沥青结构层剥落，结构松散。砂　路基是在天然地表面按照道路的设计线形和设计横断　石路面，在雨季时，会因雨水冲刷和渗入结构层，而导致强度　面的要求开挖或堆填而成的岩土结构物。路面是在路基顶　下降，产生沉陷、松散等病害，因此防水、排水是确保路基路　面的行车部分用各种混合料铺筑而成的层状结构物。路基　面稳定的重要方面。　是路面结构的基础，坚强而又稳定的路基为路面结构长期承　３路基的常见病害产生原因及治疗措施　受汽车荷载提供了重要的保证，而路面结构层的存在又保护　３．１路基的主要病害　了路基，使之避免了直接接受车辆和大气的破坏作用，长期　路基裸露在大气中，经受着土体自重、行车荷载和各种　处于稳定状态。路基和路面相辅相成，实际上是不可分离的　自然因素的作用，路基的各个部位将产生变形。路基的变形　整体，应综合考虑它们的工程特点，综合解决两者的强度、稳　分为可恢复的变形和不可恢复变形，路基的不可恢复变形将　定性等工程技术问题。　引起路基标高和边坡坡度、形状的改变。严重时，造成土体　２公路建设对路基的基本要求　位移，危害路基的整体性和稳定性能。路基的主要病害有以　２．１足够的强度和刚度　下几种。　行驶在路面上的车辆，通过车轮把荷载传给路面，由路　（１）路基沉陷。　面传给路基，在路基路面结构内部产生应力、应变及位移。　路基沉陷是指路基表面在垂直方向产生较大的沉落，路　如果路基路面的结构整体或某一组成部分的强度或抗变形　基的沉陷可以有两种情况：一是路基本身的压缩沉降；二是　能力不足以抵抗这些应力、应变及位移，则路面会出现断裂，　由于路基下部天然地面沉载能力不足，在路基自重的作用下　路基路面结构会出现沉陷，路面表面会出现波浪或车辙，使　引起沉陷或向两侧挤出而造成的。　路况恶化，服务水平下降。因此要求路基路面结构整体及其　路基沉缩是因路基填料选择不当，填筑方法不合理。压　各组成部分都具有与行车荷载相适应的承载能力。　实度不足，在路基堤身内部形成过湿的夹层等因素，在荷载　２．２足够的整体稳定性和水温稳定性　和水温综合作用下，引起路基沉缩。　天然地表面建造的道路结构改变了自然的平衡，在达到　地基沉陷是指原天然地面有软土、泥沼或不密实的松土　新的平衡状态之前，道路结构处于一种暂时的不稳定状态。　存在，承载能力极低，路基修筑前未经处理，在路基自重作用　新建的路基路面结构袒露在大气之中，经常受到大气温度、　下，地基下沉或向两侧挤出，引起地基下陷。　降水与温度变化的影响，结构的物理、力学性质将随之发生　（２）边坡滑塌。　变化，处于另外一种不稳定状态。路基结构能否接受这种不　路基边坡滑塌是最常见的路基病害，根据边坡土质类　稳定状态，而保持工程设计所要求的几何形态及物理力学性　别、破坏原因和规模的不同，可分为流方与滑坡两种情况　质，称为路基结构的稳定性。在地表上开挖或填筑路基，必　①溜方。溜方通常指边坡上表面薄层土体下滑。主要　然会改变原地面地层结构的受力状态。原来处于稳定状态　是由于流动水冲刷边坡或施工不当而引起的。　的地层结构，有可能由于填挖筑路而引起不平衡，导致路基　②滑坡。滑坡通常指一部分土体在重力作用下沿某一　失衡。如在软土层上修筑高路堤，或者在岩质或土质山坡上　滑动面滑动。滑坡主要是由于土体的稳定性不足引起的。　开挖深路嵌时，有可能由于软土层承载能力不足，或者由于　（３）破落和崩塌。　坡体失去支撑，而出现路堤沉落或坡体坍塌破坏。路线如选　剥落和碎落是指路堑边坡风化岩层表面，在大气温度与　在不稳定的地层上，则修筑或开挖路基会引发滑坡或坍塌等　湿度的交替作用，以及雨水冲刷和动力作用下，表层岩石从　病害出现。因此在选线、勘测、设计、施工中应密切注意，并　坡面上剥落下来，向下滚落。大块岩石脱离坡面沿边坡滚落　采取必要的工程措施，以确保路基有足够的稳定性。　成为崩塌。　大气降水使得路基路面结构内部的湿度状态发生变化，　（４）路基沿山坡滑动。　低洼地带路基排水不良，长期积水，会使得矮路堤软化，失去　在较陡的山坡填筑路基，若路基底部被水浸湿，形成滑　承载能力。山坡路基有时因排水不良，会引起滑坡或边坡滑　动面，坡脚又未进行必要的支撑，在路基自重和行车荷载作　塌。水泥混凝土路面如果不能及时将水分排出结构层，会发　用下，整个路基沿倾斜的原地面向下滑动，路基载体失去稳　生唧泥现象，冲刷基层，导致结构层提前破坏。沥青混凝土　定。　收稿日期：２０１０—０４—１１　作者简介：陶耀华（１９７８一），男，中级，研究方向：道桥。　・５２・　第８期　陶耀华：公路路基路面施工技术研究　总第１９８期　（５）不良地质和水文条件造成的路基破坏。　不良地质条件（如泥石流、溶洞等）和较大自然灾害（如　大暴雨）地区，尽可能导致路基的大规模毁坏。　３．２路基病害病害的防治措施　态时，路槽底面距地下水位或地面长期积水位的最小高度。　在填方路段，保证路基具有一定的高度，可借以保证路基上　不受或少受地面滞水和地下水的浸湿作用。　（４）充分压实土基，保证达到规定的压实度。　对土基的压实程度直接影响路基的强度和稳定性。未　经压实的土质路基在自然因素和行车荷载作用下，必须产生　较大的变形或破坏。在季节性冰冻地区，由于毛细作用，水　分积聚会发生冻胀和翻浆现象。因此，对路基土应给予充分　压实，使之具有一定的抵抗水分浸湿的能力。　（５）正确地进行地面和地下排水设计。　（１）正确设计路基横断面。　在正常的地质和水文等条件下，一般路基的填土高度和　挖方深度小于规范规定的值。根据长期的生产实践和科学　研究总结，这类路基已有了成熟的设计规定，拟定了典型的　路基横断面。因此，此类路基的设计可根据当地地形、地质　等情况，直接套用路基标准横断面图。对于特殊路基，由于　受不同气候、地形、地貌、地质等自然条件的影响，它不能直　接套用典型路基横断面图，而应作特别设计，对其进行稳定　性分析和验算，以确定经济合理的路基断面形式和稳定的边　坡值，或采取相应的防护与加固措施。　（２）选用工程性质良好的土填筑路基。　填筑路基所用土的质量是影响路基压实度的主要因素　之一。土类不同，最佳含水量及最大干容重也就不同；液限　和粘性较高的土，最佳含水量较高，最大密度较低；砂性土的　压实效果优于粘性土。对于粉土或粉质亚粘土等水温稳定　地表水和地下水是造成路基病害的主要原因，因此路基　应设置完善的排水设施，以排除路基范围内可能危害路基的　地表水和地下水，保证路基的强度和稳定性。正确设计路基　排水系统，并经常疏浚，以保持畅通，使地表水得以迅速排　除，以疏干路基。　（６）设置隔离层，用以隔绝毛细水上升。　用透水性良好的材料或不透水的材料，在路基内修筑隔　离层，以隔绝地下水的毛细上升或负温差的作用而向上移动　的水分，从而保证土基上层较为干燥。　性差的土不宜用在路基的上层，而应采用透水性性良好、水　稳定性较强的砂性土或亚砂土。　（７）采取边坡加固、修筑挡土结构物、±体加筋等防护　技术措施，以提高其整体稳定性。　参考文献：　（３）适当提高路基，保证要求的最小填土高度或路基临　界高度。　路基最小填土高度是指为保证路基稳定，根据气候、土　质、水文、地质条件所规定的路基肩边缘距原地面的最小高　度。路基临界高度是指在不利季节，当路基处于某种干湿状　（上接第５１页）　３．２采用合理的沥青混合料配合比　［１］朱思哲．路基土的ＣＢＲ试验研究［Ｊ］．公路，１９８１，（４）．　［２］张生辉．沙漠地区路基路面修筑技术研究［Ｄ］．长安大学　１９９９．　３．４施工质量　在沥青混合料的配合比设计中，对沥青路面车辙产生影　响的因素，主要包括两个方面：一是集料的级配组成：二是各　种材料的配比。这两方面均应按设计要求，以马歇尔实验及　车辙实验结果为依据进行确定，但对集料的级配组成在现有　的规范范围内尽可能地采用大粒径较多的骨架密实型结构。　沥青路面在施工中，除了应严格按施工规范要求进行施　工外，最重要的有两点：一是沥青混合料施工温度的控制；二　是沥青路面的施工碾压。沥青混合料施工温度控制包括料　拌温度、出厂温度、到场温度、初压温度，应严格按施工规范　控制，尤其是拌和时要分别控制沥青温度、集料温度，任何一　个温度控制不到位，都会影响混合料的性能。沥青混合料温　对沥青的用量则应选择最佳沥青用量范围的下限。因为沥　青用量的大小对沥青混合料的高温抗车辙能力具有敏感性。　３．３采用新结构、新材料　采用间断型级配沥青混凝土（如ＳＭＡ结构）作为抗滑表　层，面层采用连续级配的中粒式或粗粒式沥青混凝土以承担　疲劳、耐久、防渗任务，这样就可满足抗车辙、抗裂、防水、抗　滑、耐磨等要求。　ＳＭＡ结构作为最近引起人们注意的一种新型抗车辙表面　度过高，易导致沥青的老化，过低时又会给摊铺碾压造成困　难。而及时有效压实更是沥青路面施工的最后一道工序，也　是防止或减轻路面车辙的最重要的一个环节。所以，沥青路　面压实机具的配备不仅要满足施工的基本要求，而且要有足　够的数量和压实功能的机具，以确保沥青混合料摊铺完毕后　进行及时有效的压实。　４沥青路面车辙的治理措施　在我国，由于高等级公路沥青路面普遍采用半刚性基　层，不仅在欧洲得到推广应用，美国、澳大利亚、日本也已修筑了　大量的ＳＭＡ路面，我国在也首都机场和八达岭高速公路有使　用，在保津高速、京秦高速也都有实验路段，但还须继续深入研　究，ＳＭＡ是一种抗车辙能力强、耐久性能良好的面层混合料，主　要用于重交通道路，而且多作为表面层。它是由轧碎集料和填　充在骨架空隙的玛蹄脂（沥青、填料、纤维的整体）所组成的一　种间断级配沥青混和料。值得补充的是，为了防止混合料流淌，　层，绝大多数车辙属于流动型车辙和压缩型车辙。对于压缩　型车辙，由于车辙浅，不影响使用，一般可不做专门处理，严　重时可以通过热拌沥青混凝土找平辙槽，达到恢复路面性能　的目的；而对于流动型车辙，目前还没有经济、有效的维修工　艺，通常是铣刨、重铺沥青混凝土面层，或者采用热再生养护　维修工艺，而一般流动型车辙延续段落长（达到好几公里）、　涉及整个面层，采用这些工艺维修费用较高，对交通影响大，　大面积应用需要特别慎重。　５结语　以及能够增加沥青用量，减少粗骨料与玛启胡旨的离析，常在生产　过程中添加纤维稳定剂和（或）使用改性沥育。ＳＭＡ作为间断　级配混合料表面层，其高的粗骨料含量增加了碎石之间相互嵌　挤而形成矿物骨架，阻碍混合料发生永久变形，从而大大改善沥　青路面抗车辙性能。首都机场高速公路表面层采用ＳＭＡ结构，　经现场取样重塑试件车辙实验发现其动稳定度值接近无穷大，　远优于普通密级配结构。　高速公路建成通车后的病害治理是目前公路建设管理　的任务之一，在加强日常养护的情况下，也不能忽视道路的　维修，如何在设计、施工、养护各个环节严密控制确保减少道　路病害，增加其使用寿命将是每一个参与公路建设的技术人　员应该思考并注意的问题。　・５３・