市政道路桥梁工程中沉降段路基路面施工技术.pdf

-91-CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Apr.2024中国科技信息 2024 年第 7 期两星推荐沉降问题是市政道路桥梁工程建设中所面临的高发问题类型，因路基路面施工质量不达标所引发的此类问题需基于对施工技术的充分考量，因此，要从路基路面基础性施工中影响路面结构变形、开裂等因素着手，以此确定后续应对方向。结合大量资料来看，影响路基路面沉降程度的因素为压实效果、地质条件、原材料配合比等，由此可见，后续施工中的各项技术要围绕影响因素展开。分别按照路基和路面施工的具体项目，合理引入路基路面处理压实、路面材料科学配比等针对性技术，以此达到降低沉降程度的效果。市政道路桥梁工程中沉降变形机理及影响因素沉降机理发生沉降变形的可能作用时期为施工期和施工后。其中，施工中发生沉降是因填料自重和压实功将共同作用于路基路面处，使得石料等颗粒材料出现弹塑性变形的情况，路基路面上的材料破碎填充、移动重排，造成原基础路基路面发生一定程度的变形。施工时所产生的沉降变形所用时间较短，往往伴随施工进行。而施工后的沉降主要因石料软化、路基自重和车辆振动原因，出现材料间互相填充、挤压的情况，形成蠕变沉降。因本文所研究的时期为施工阶段，在此不对施工后的沉降作深入研究。影响因素在路基施工中，部分工程所使用的石料粒径较大，需配备相应的碾压振动机械和施工工艺，而对于搭接处，施工难度大，易出现未压实的死角。如此将带来同一平面上欠压实和充分压实间的沉降差异，随着时间累积，路基产生沉降变形。除此以外，地基的承载力和强度存有一定差异，当路基横纵向填筑时，将在高填方路基和土质路基处出现不均匀沉降变形。经研究，石方路基和土质路基的沉降量与填筑高度呈现正相关的规律，即沉降量随着填筑高度增加而增大，且在穿越沟谷区域时，所形成的中间高、两侧低的结构形态将加重沉降作用，增大沉降差。除此以外，摊铺路面的原材料配合比不科学，将出现由于混凝土拌合物中各成分的黏结度不够的粗集料沉降。说明要注重配合比设计和离析问题，引入路面摊铺材料配合比科学设置工艺和路面压实技术，二者相互配合消除因混合料离析作用发生的沉降。行业曲线开放度创新度生态度互交度持续度可替代度影响力可实现度行业关联度真实度市政道路桥梁工程中沉降段路基路面施工技术李 治李 治菏泽城建工程发展集团有限公司李治（1987），内蒙古，本科，助理工程师，研究方向：市政工程。中国科技信息 2024 年第 7 期CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Apr.2024-92-两星推荐市政道路桥梁工程中沉降段路基路面施工技术应用工程概况本工程为某市政道路桥梁项目，路基填筑所使用的原料为花岗岩，且填筑高度较高，中心高度约为 45m，通过设计沉降监测试验，发现沉降速率约为3.0mm/d，出现较大沉降。同时，按照规范级配范围设计 AC-20、AC-25 的沥青路面将出现混合料离析问题，需在改进级配设置指标的基础上，应用压实技术，保证路基路面在可控范围内沉降。路基施工地基处理地基处理要根据作业前所测定的承载力选择相应的方案，结合实践施工资料可以得到表 1 结论。表 1 不同填筑高度对地基承载力的要求填筑高度地基承载力要求150kPa10 20m200kPa20m路基位于岩石基底本工程中因所形成的路基为填石路基，采取石质地基更为贴合施工区域地质条件。路基处理质量受到细粒土和岩石强度的影响，出现承载力分布不均匀的情况，因此，要就细粒土的强度进行强化，炸平岩石，加设过渡区域，利用平整均匀的混合基底置换原有基底层。地下水过于富集将冲击地基，出现失稳现象。同时，因地基中所使用的填石空隙大、粒径大，极易将地表水引入到地基中。为此，地基处理过程中要配合排水施工，建设 30cm 的透水层，将片石、砂砾石作为施工材料，引排和拦截雨水，降低地基遭受破坏的可能性。因原有地基存在坡度，需针对不同坡度施以处理办法。在本工程中，坡度小于1：5的区域，采取直接铺筑的施工方案；坡度大于 1：5 的区域，采取先搭接宽 1.2m、高 30cm 台阶，后压实 3%内倾坡面的施工方案。路基压实经摊铺整平作业后，进入到控制沉降的关键阶段，施工人员要就路基压实施工给予高度重视。首先，路基压实施工要确定路基最大粒径。在本工程中，采取观测方法判断合适的粒径范围。经分析，在路床顶面 30cm 以下，坚硬类岩石仅需符合路床要求即可；在 30 80cm 以内，坚硬类岩石的最大粒径为 15cm；在 80cm 5m 以内，坚硬类岩石、软岩石的最大粒径分别为 35cm、20cm；在5 12m 以内，坚硬类岩石、次坚硬类岩石、软岩石的最大粒径分别为 45cm、40cm、25cm；在超过 12m 范围，坚硬类岩石、次坚硬类岩石、软岩石的最大粒径分别为 60cm、50cm、25cm。其次，根据最大粒径确定松铺厚度，按照公路路基施工技术规范（JTG F10-2006）中对厚度的规定，以2/3 层厚作为限制路堤石料最大粒径的范围。但出于对经济和施工难度的考量，以此标准设计最大粒径和松铺厚度会增加机械的激振力和吨位，因而要适度减小最大粒径，对应降低松铺厚度。除最大粒径的影响作用外，考虑松铺厚度要联系沉降率。通过设计控制变量实验，保持机械设备、填料粒径和岩性一致，发现二者呈现正相关关系，但当层厚增加到65cm 使，开始呈现反比关系，说明在同一路基结构中，碾压厚度设置为 65cm 可实现最大沉降率，达到最佳效果。最后，压实施工要选择合适的机械设备。实际施工中，部分施工人员对压实机械组合所带来的效果认知尚浅，具备较大的盲目性。在本工程中，提前就单机型和复合机型振动压路机的效果进行实验。经实验，在实验中所测 试 的 YZ18JT、YZ18F、YZ16B、YZ18B、YZT18B、YZTK18B 中，专用型复合式振动压路机 YZ18JT 更为适合此工程，其在碾压 10 次后，沉降均值量为 52.34mm，沉降均值率为 8.98%，以上两数值均优于其他机型，因此选定此种类型机械作为路基压实的设备。为最大程度保证压实质量，实际应用多种组合压实施工方案，分别为 18t 拖式光轮压路机与 18t 拖式压路机联用、18t 自行式设备与 18t 拖式凸轮设备联用、18t 自行式设备与 18t 拖式光轮设备联用、18t 拖式凸轮压路机与 16t 自行式压路机联用。经实验，得到 18t自行式设备与18t拖式凸轮设备联用最为经济、高质的结论，且 18t 拖式凸轮压路机碾压 6 遍，18t 自行式压路机碾压 4遍的沉降率最高，为 7.88%。实际施工中，当 18t 拖式凸轮压路机无法正常工作时，用 18t 拖式光轮压路机替代。在确定压实质量控制因素的具体参数后，控制碾压速度和碾压遍数。在考虑压路机的安全稳定性、经济因素和性能基础上，按照 4 5km/h 的速度碾压。碾压初期要适当降低速度，结合压实机械和岩性碎石类型调整实际速度。碾压次数方面，在层厚为 50cm 区域，使用专用压路机碾压 6 遍，或自行式碾压 2 遍、拖式碾压 6 遍；在层厚为 60cm 区域，使用专用压路机碾压8遍，或自行式碾压4遍，拖式碾压6遍；在层厚为 70cm 区域，使用专用压路机碾压 12 遍，或自行式碾压 6 遍、拖式碾压 8 遍。施工中按照先两边后中间、先低后高的顺序操作，碾压轮迹重合 45cm 左右，前后间隔重合宽度为 120cm。路基边坡防护边坡防护施工按照准备材料、测量放样、定位外侧石料、摆放内侧石料、调平和处理结合部的流程进行作业。本工程运用码砌边坡的作业方式，根据填方高度确定码砌厚度。当填方厚度低于5m时，厚度需大于1m；当填方厚度为512m时，码砌厚度需大于 1.5m；当填方厚度超过 12m 时，厚度为 2m。且填方高度超出 10m 后，在边坡支护施工中要增设台阶，阶高为 6m，宽度为 2.5m。并按照自上而下的方式设置排水设施，放缓基底不良位置的路基坡度。借助先填后码的施工方法，摊铺压实填充于超出路基宽度的填料，经刷坡后，进入到边坡码砌环节。设定码砌控制厚度，在此工程中为 50m，且采取单坡码砌的作业形式，分段完成施工。伸缩缝间隔 10m 予以设置，当在施工中发现路基基底土质出现变化时，要在对应位置增设沉降缝。路面施工设计原材料配比在本工程路面施工中，初步确定的路面原材料为 AC-20、AC-25，但以上级配范围在实际应用中并不适用，因此，-93-CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Apr.2024中国科技信息 2024 年第 7 期两星推荐对原材料的技术要求进行改进。改进前后情况见表 2。表 2 路面原材料技术要求改进前后对比项目调整指标改进前改进后单位SBS 改性沥青软化点差 3 2.5细集料65蒸馏后残留物延度60cm针入度10 25m蒸馏体积低于 2207%低于 32025%低于 35035%黏度C60.55 15s进行路面材料配合比设计的环节，区别于传统作业中取中值的方法，根据表 2、3 中的范围，确定集料级配，更为适合当前工程特点。通过对改进前后混合料配合比设计的残留稳定度进行计算，得出 AC-20、AC-25 残留稳定度由75%增大至 85%的结论，说明按照上表技术要求设计混合料可有效提升沥青混合料的性能。在此标准下，使用泡沫沥青作为原材料，RAP：水泥：细集料：粗集料=78：2：12：8，发泡水量为 3.5%，发泡温度为 165，最佳含水量为 5.4%，最佳泡沫沥青用量为 2.5%，经冻融劈裂试验，得到冻融劈裂强度比为91.0%，干湿劈裂强度为 86.5%，劈裂强度为 0.698MPa。施工中，当新添入粗细集料时，要重新检测材料性能，验证配合比是否合理。为筛除不满足粒径要求的铣刨料，使用平板筛或振动筛，按 1、2 档筛分。烘干粗细集料和沥青铣刨料，测定含水量，依据结果调整配合比。拌合过程要考量设备生产效率对沥青混合料均匀性的影响，将额定生产能力管控在 75%80%的范围内，结合当地气温确定新添水量是否合理。路面摊铺摊铺过程所使用的机械设备为摊铺机，运用连续摊铺的作业方式，以阶梯式摊铺形式间隔 15m 完成施工。在熨平板处使用木板按照松铺标高垫高，保证摊铺厚度。摊铺机行走过程中，以 2.5m/min 的速度连续、均匀、缓慢行进，运料车停在距离摊铺机 25cm 的位置，便于在装卸料。卸料环节保持挂空挡状态，运料车要紧贴摊铺机，维持相对静止，以便于及时清除洒料。布料设备以低于最大高度 2/3 的高度进行布料，匀速行驶，降低离析发生的可能性，进而缓解沉降问题。如若在施工中发现离析问题，应当清除已摊铺的材料，填补新料。按照松铺系数为 1.28 预压实铺筑段，并力量用平接缝方法处理横向接缝。路面压实压实作业中所使用的设备为双钢轮压路机、胶轮压路机和单钢轮压路机，先静压再复压，最后终压。所使用的机械设备分别为双钢轮压路机、胶轮压路机和单钢轮压路机、双钢轮压路机，交替作业。将双钢轮压路机、胶轮压路机和单钢轮压路机的碾压速度分别控制在 1.5 4km/h、2.5 3.5km/h、2 4km/h 的范围内。遵从低幅、高频、慢压的原则，尽早碾压，并控制每次碾压长度。本工程中周期内碾压长度为 45m，自低向高碾压。结束语综上所述，市政道路桥梁沉降段路基路面施工所引入的技术以控制沉降为关键目标，文章分别就路基路面施工中所应用的各项技术予以分析，重点放在压实作业和混合料配合比设计上，以此为实际工程项目应对沉降问题奠定坚实基础。在后续同类型施工中要依托于施工区域的地质环境，合理调整技术应用要点，实现控制沉降目标。