城市道路路基质量控制措施

发表时间:2021/6/24   来源:《建筑实践》2021年5期(中)   作者:王翔宇
[导读] 长春新区新型城镇化建设项目(一期工程---2017年长春北湖科技开发区道路及排水EPC工程)
        王翔宇
        中建二局第三建筑工程有限公司  北京   100070
        摘要:长春新区新型城镇化建设项目(一期工程---2017年长春北湖科技开发区道路及排水EPC工程),工程位于长春北湖科技开发区,共包含25条街路。作为城市道路,城市道路路基的病害对城市道路使用寿命的影响极大,虽然我们不能完全避免道路病害,但我们可以从各个环节做起,减少病害的产生。
前言
        路基是道路的重要组成部分,主要用来承受由路面传下来的荷载,所以路基应有足够的强度、稳定性和耐久性。一旦路基出现病害,就会直接导致路面出现起拱、龟裂及沉陷等现象,大大影响道路的使用性能及使用寿命。在交通量日益增加的城市由道路路基病害引起的道路重建、修复工作不仅浪费人力、财力、物力,还会进一步增大交通压力。所以防止或减少路基病害的产生,对城市的交通有着非同一般的意义。
一、城市道路路基常见病害概述及成因分析
        道路起拱、龟裂、沉陷是长春地区沥青道路的最常见病害。
        起拱主要表现为道路出现局部鼓包或波浪形带状拱起;龟裂表现为沥青面层或基层破坏产生的一系列相互贯通的裂缝。
        道路起拱、龟裂通常出现在已建成多年的沥青道路上,此类病害道路有一个相似之处就是道路沥青面层下采用的大多是二灰碎石基层。二灰碎石是常见的路基填筑材料,是由石灰、粉煤灰及碎石按一定的比例配合,并在现场摊铺碾压成型具有一定抗压强度的基层。由于二灰碎石基层价格便宜、初期强度高、易于施工,被广泛用于道路施工中。二灰碎石中的粉煤灰采用的是火力发电厂燃烧副产品,主要成分是SiO2,Al2O3,Fe2O3,还有其他微量化合物达二十余种。这些成分复杂的化合物长期与石灰,水产生化学反应,使二灰碎石路基体积膨胀,疏松,强度下降等,直接导致起拱、龟裂病害的产生。
        路面沉陷常表现为较大面积的变形,下沉。产生沉陷的主要原因有:土质路堑排水不畅,路床下部路基过湿产生不均匀沉降,引起路面局部下沉。
        道路沉陷病害通常起始于道路底基层,在道路基层直接承受由路面传递下来的荷载的同时,道路底基层对道路基层起着支撑的作用。长春地区道路底基层大多采用石灰稳定土(俗称白灰土)。石灰稳定土是优秀的道路底基层填筑材料,由于石灰在土中水化,水解和结晶作用,使混合料产生强度和板体性,此混合材料初期工作性能一般,但随着时间的推移,强度逐渐提高,刚度逐渐增大,经过长期作用,它的最终强度、刚度及弹性模量均比不掺石灰的粘土要大好几倍。但同时石灰稳定土也比较容易出现各种病害,受地下水、雨水和冬季雪水春融冬冻的影响,长期对石灰稳定土浸泡、侵蚀,极易造成路基强度下降,间接诱发道路沉陷病害的产生。
二、城市道路路基常见病害的防治
        防止或减少道路路基病害的产生,可以从以下几个方面做起:
        1、改进路基填筑材料
        虽然二灰碎石有着价格便宜、初期强度高、易于施工等众多优点,但其中粉煤灰的复杂成分难以控制,这些成分与石灰及路基中的水长期起化学作用,产生对路基有害的化学物质,往往是引起后期道路出现起拱、龟裂的罪魁祸首。而近些年出现的水泥稳定碎石是二灰碎石的理想替代者,水泥稳定碎石是以级配碎石为骨料,采用水泥稳定的路基填筑材料。

相较于二灰碎石,水泥稳定碎石有着更高的强度,其比较简单的成分也保证后期使用过程中不易出现起拱、龟裂等病害,但水泥稳定碎石有着更高的施工技术要求,水泥稳定碎石中的水泥含量是重中之重,“水泥剂量太小,不能保证水泥稳定土的施工质量;而剂量太大,既不经济,还会使基层的裂缝增多、增宽,从而引起沥青面层的相对应的反射裂缝。所以必须严格控制水泥剂量,做到经济合理,精益求精,以确保工程质量。”普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥均可作为结合料,快硬水泥、早强水泥以及已受潮变质的水泥不能使用,一般宜采用标号325或者425的水泥。作为混合料骨架,碎石的级配、粒径及压碎值等各项指标要求均应满足规范要求。对于水泥稳定碎石基层,都应采用集中厂拌法拌和混合料,并用摊铺机摊铺混合料。水泥稳定碎石施工时应分层进行摊铺碾压。铺筑后应注意养生,要及时浇洒透层油并做好下封层,不得使基层长时间曝晒,如基层出现开裂现象,应立即进行灌缝处理。
        2、做好地下水的控制
        由于地下水往往是引发道路路基沉陷的主因,所以我们在道路施工时应做好地下水的防治工作,目前解决地下水破坏的主要途径是:路基结构层高程位置大于地下水位高程位置;人为降低地下水高度,设置人工障碍物(隔离层)阻止地下水对路基的浸湿;人为引流地下水。
        路基施工前应做好排水和填前碾压工作。农田段应先开挖纵横、排水沟,以疏干地表水及降低地下水位。当使用石灰稳定土作为路基底基层材料时,所有石灰稳定土的碾压成型均应在最佳含水量的状态下完成,在含水量较大的地段可适当加石灰稳定土的含灰量。在排水设施尚未形成以前,路基边应开设临时排水沟并有出路,保证路基在施工过程中不受雨水和外来水的影响。于此同时可在石灰稳定土的底部增加一层或两层级配碎石作为垫层,并在垫层顶部增铺一层防水土工布及土工格栅,也可在石灰土下部设置透水层并布设盲管,这样在防止地下水浸湿石灰稳定土的同时,又可减小路基的不均匀沉降,从而阻止或减少道路路基沉陷的发生。
        3、提高设计标准及施工质量
        路基病害的防治应从源头抓起,设计单位在前期做方案时,应认真研究分析地质报告,然后进行实地踏勘,根据实当地际情况选择合适的路基填筑材料。明确各级路基填料质量标准要求,施工图设计中,应按照设计规范的路基填料最小强度要求,来确定填筑材料的选择,必须明确不同填筑高度内路基填料的最小强度及最大粒径要求,在条件允许的情况下尽量提高每层路基填料的的压实度及弯沉指标,并在施工图中对要重点注意的事项予以重点说明,以指导施工单位的操作。在路基设计中我们应该本着防重于治的方针,将可能导致道路路基病害的因素减到最少。
        施工单位在道路施工前,要全面熟悉设计施工图并进行现场调查,根据工程实际情况编写科学的施工方案,制定周密合理的施工计划,并推广先进的技术的应用。在道路施工过程中严格按照施工图纸及规范进行,发现问题要及时向各方反应,在得到明确的回复后,再进行下一步工作。施工时不得偷工减料,及时做好路基填料的保护。填土的土质必须均匀,不得夹有泥块和其它不良土质。如使用不同种类的土壤填筑时,应以同一种类的土壤填筑在一起,不同种类的土壤不能夹杂填筑,以免造成不均匀沉陷或产生水囊现象。填土中如有团块,应先粉碎或挑拣后后再摊铺碾压。路床应分层填筑压实,含水量应控制在压实最佳含水量(0~2%)之内,路基要使用具有良好的级配、强度与水稳性能的集料,保证混合料各项指标满足规范要求。保证混合料碾压时的含水量接的接近最佳含水量,路基的摊铺和压实要严格按试验段的数据指标指导摊铺施工,加强试验及测量控制,满足基层的密实度及平整度要求。路基压实度应采用重型压实标准。基层施工完毕后,要做好路基养护工作,密切注意地下水位置,如地下水对路基有浸湿时,要及时做好排水、降水工作。
        三、结束语
        城市道路路基的病害防治是一个长远的话题,虽然我们不能完全避免道路路基病害,但我们可以从各个环节做起,减少病害的产生。在实际工作中,我们从设计、原材料进场、原材料保存到后期施工,都必须采用一系列预防及改善措施,从根本上阻止或减少道路路基病害的发生,使城市道路建设质量全面提高。
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