浅谈公路路基施工

摘要: 路基是构成公路的一个重要组成部分,是公路的主体结构和路面的基础，路基的施工技术和质量控制的好坏,直接影响公路的使用寿命。没有稳定的路基,就没有稳固的路面。本文主要从实际出发，结合索约公路路基施工经验，对路基施工工序、路基施工技术以及质量控制和现场设备配置情况进行分析和总结，以供同行参考。

关键词：路基、施工工序、施工技术、质量控制

前言

路基是构成公路的一个重要组成部分,是公路的主体结构和路面的基础,它贯穿公路修筑全过程,并与桥梁、涵洞、隧道等结构物相连,共同承受行车荷载作用。

路基的施工技术和质量控制的好坏,直接影响公路的使用寿命。没有稳定的路基,就没有稳固的路面。另外由于各地自然环境和地质构造不同，路基施工受地域影响较大，所以前期施工组织设计应该充分研究当地地理特点，有针对性的进行施工。例如安哥拉索约公路位于中非西部，受到大西洋气候影响，季节呈现明显的旱季和雨季，且沿线土质多为砂性土。这种地理特点就必须考虑如下三个问题：（1）旱季路基补水，防沙化防裂 （2） 雨季路基排水，边坡支护 （3） 砂性土承载力分析或换填土料的取土场位置选择

路基施工应以招标技术规范为依据，并结合现场实际情况，优化施工工序，着重解决实际问题。本文仅以索约公路路基施工经验为基础，并将施工工序、施工技术、现场问题加以阐述和分析，以供同行参考。

1. 路基施工

1.1. 施工前准备工作 1.1.1 测量工作

测量是工程的眼睛，施工前应先进行测量工作。对以完成的导线、中线、水准点复测,根据现场实际情况增设必要的导线点、水准点。测量成果经监理工程师核准后,再按图纸放出路基中线、坡脚、边沟、路堑坡顶、取土坑、弃土场等位置。

1.1.2 路基清表

路基清表前，首先要考虑施工便道的修建。施工便道的位置选择应满足两个条件：(1) 便于排水，行车安全 （2） 离路基有一定距离，不影响正常施工。 施工便道打通之后,用挖掘机、推土机、平地机、对路基填筑范围原地面上的树木、植物等进行清理,表土清除深度15 cm～30 cm 。若清表杂物较少，则堆弃于施工便道与路基坡脚线之间；若清表杂物较多，则用自卸车运至附近弃土场。在经过水田池塘、洼地时,根据具体情况采用排水疏干、换填、抛石挤淤等处理措施,确保路堤的基底具有足够的稳定性。

清表结束后,用平地机进行整平,用压路机对清表后的原地面进行碾压,压实度符合设计及规范的要求,清表质量、压实度、清表后高程及工程数量报监理工程师检验批准。

1.1.3 试验段施工

试验段施工是为主体施工做准备，目的是确定施工参数:不同填料适宜的松铺厚度、最佳含水率，最优碾压遍数、最佳的施工组织等。

试验段的位置应选在地质条件、断面形式有代表性的地段,并考虑现场施工条件，且试验段长度不宜小于50米。 例如：索约公路的试验段选择在K36～K37之间，考虑因素有三点：（1）试验段离主营地近，机械便于调运 （2） 该种土质均匀，含水率较为合适 （3） 该种土质分布范围较广，有代表性。

以下为试验段得出的施工参数，仅供参考 ：

施工含水设计压实率范围值度 (%) (%) 21t振动压路机静振动频率95 8.2 -10.2 30 压2遍后，再振动33Hz 碾压6遍 行进速度1.5-2.0km/h 厚度(cm) 机械铺土碾压遍数 21t振动压路机使用技术参数 1.2. 路基施工工序

根据路基试验段成果，拟定如下施工流程：施工放样→基础处理→土料运输

→土料摊铺→土料碾压→取样检测→整修成型 。其中基础处理包括清表、填前碾压以及对特殊路基的处理，摊铺包括推土机推平，平地机整平。如果土的含水率较低，还要用洒水车补充水分。

施工准备 测量放线 土料开采 基础处理 土样试验 土料运输 基础验收 试验报告送监理批准 土料摊铺及碾压 三检验收 不合格 监理验收 处理 合格 进入下一工序 至设计高程 整修成型 验收 1.3. 土方路基填筑 1.3.1 路基填筑一般方法

土方路基的填筑应采用分层平行摊铺。每层铺填厚度应根据压实机械类型和规格确定,不宜超过30 cm。每层填料铺设的宽度,应超出每层路堤设计宽度,以保证修整路基刷坡以后的路堤边缘有足够的压实度。填筑时,应均匀地把材料摊铺在路堤的整个宽度,用平地机整平,并做出横坡。

1.3.2 路基填筑中注意事项

不同性质的填料应按水平分层分别填筑,不可混合到同一填筑层上,以保证该层强度均匀,特别是透水的与不透水的土,不得混杂使用,以免在填方内形成水囊,影响路堤的稳定。

填筑中若不慎混入黏性翻浆土，应该及时清除，并填入稳定土料，如合格砂砾石或级配优良土质。

填方相似作业段交接处若非同时填筑,则填筑地段应按坡度分层留好台阶;若同时填筑,则应分层相互交迭衔接。 1.4. 土方路堑开挖 1.4.1 路堑开挖一般方法

路堑的开挖方式根据实际情况而定。一般可以分为横挖法和纵挖法。横挖法适用于较短的路堑，其形式为从路堑的一端或者两端按断面全宽逐渐向前开挖。 纵挖法则适用于较长的路堑，其形式为沿路堑的宽度将高度分成不大的层次依次开挖。

1.4.2 路堑开挖中注意事项

路堑施工是按设计要求进行挖掘，并将挖掘出来的土方运到路堤地段作填料，或者运往弃土场。它不象路堤填筑那样有填料的选择和分层碾压等问题。但由于路堑是由天然地层构成，地质条件较为复杂，其边坡开挖较易受到破坏。若排水不良，支护工程未及时做好，都会引起边坡失稳，发生塌陷。

另外挖方路堑基底有渗水等病害时,必须根据实际情况采用有效措施进行处理,如进行换填、开挖排水沟、加深边沟深度等。土方、石方强风化地段,必须超挖,然后进行回填,压实度不小于设计值。

2. 施工机械设备配置

2.1．主要机械设备生产率的计算

（1）本项目部有DYNAPAC 15T CA402D压路机，21T CA610压路机两种。以15T压路机为例，按照一个工作面的碾压次数计算生产率，计算如下：

Qy=

3600(b-c)LhkB=79.28m3/h＝1260 m3/d（每天工作时间按16h计算）

L(+t)nV式中Qy——振动碾生产率，m3/h； b——碾压带宽度，此处取2.1m；

c——碾压搭接宽度，m（根据试验，此处取0.2m）； h——施工升层压实厚度，此处取0.3m； L——碾压区段长度，此处取100m；

V——振动碾碾压时行走速率，此处取1.8km/h＝0.5m/s； t——振动碾转弯、调头或换档时间，此处取20s； n——碾压遍数，此处取静2动8＝10；

kB——时间利用系数，一般kB＝0.8～0.9，此处取0.85。 或 Pd＝

1×8(B－b)ν×hKb＝738.72m3/台班＝1477.44m3/d（每天工作时间按16hn即2个台班计算）

式中Pd——振动碾生产率，m3/台班；

B——碾压带宽度，此处取2.1m；

b——碾压搭接宽度，m（根据试验，此处取0.2m）； ν——振动碾碾压时行走速率，此处取1.8km/h； h——施工升层压实厚度，此处取0.3m； n——碾压遍数，此处取静2动8＝10；

Kb——时间利用系数，一般Kb＝0.85～0.95，此处取0.9。

根据上述计算综合考虑，一台15T振动压路机的生产率约为1300m3/d（理论）。通过参数推算，一台21T振动压路机的生产率约为1800 m3/d（理论）。

（2）开挖土料时采用的是1.5方神钢挖掘机，其生产效率为：

Pn=60qnK=60×1.5×3×0.63≈170（m3/h） Pn——生产率（m3/h） q——铲斗容量1.5m3

n——每分钟挖土次数（次/min） n=60÷20=3（次/min）

Tp——挖掘机每次作业循环延续时间约20（s）

K——系数，一般为0.6~0.67。

（3） 推土机、平地机配置需根据实际情况。根据现场施工经验，一台推土机可以满足10台自卸车（1.5—2km 运距）施工，平地机则工作效率更高，故推土机和平地机一般情况下不会制约施工进度，可以根据拉运车辆和压路机、挖掘机的数量来确定。 2.2. 机械设备配置

以用一台一台350神钢挖掘机为例，计算其他机械设备的配置情况。考虑到设备实际操作及生产能力，考虑到设备实际操作及生产能力，一台350神钢挖掘机生产效率为170 m3/h ，每天挖装及运输土料的时间为10h，其工作能力接为1700 m3/d（压实方），折算成自然方约为2040 m3/d。其挖装及运输强度为2040÷10＝204m3/h（自然方），根据自卸车设备参数，三菱自卸车的装料体积约为10m3, 则每小时需土料运输车次为204÷10＝21车次。

一般情况下，土料运输距离约为1.5km（按土方填筑运距不超过3公路，取平均值计算），车辆行驶速度为30km/h，则往返一次的时间即为1.5×2÷30×60＝6min；工作面上倒车、换档、转向、装土及卸车等时间合计为10min，则每小时单车可运土料为60÷（6+10）=3.75车次。

归纳总结：通过以上计算，一台350神钢挖掘机，则需配置三菱自卸汽车为21÷3.75=6辆。一台350神钢挖掘机（1.5方），一台21T振动碾，6台自卸车（运距1.5km左右），一台推土机（山推220 或类似等级），一台平地机（中等型号） 可以满足正常施工。

3. 路基施工质量控制

3.1. 路基填料及压实度试验

就填筑路堤而言,最合适的土是砂砾土、砾土及亚砂土。这些土的内摩阻力小、黏结力小、渗水性强,其合理含水量空间较大,容易压实,又有足够的强度、稳定性,遇水不致过分软化。用这些土作填料不易引起路基沉陷。但受到地域的限制，砂砾石料场或优质取土场不容易找到。不过在施工前,均应对填筑土进行以下试验,即液塑限、塑性指数试验;颗粒大小分析试验;含水量、密度、相对密度试验;土的击实试验(以确定最大干实度和最佳含水量);土的承载强度试验(值);土的有机质含量及易溶盐含量试验等,以确定其能满足路基填筑的要求。

填筑路基时,每层碾压完成后应及时对压实度、平整度、中线高程、路基宽度等指标进行质量检测,各项指标符合要求后方能允许填筑上一层填土。通常,路基现场压实度检测主要检测方法有灌砂法(最通用的)、环刀法、核子法、等检测方法。

笔者在路基施工过程中用到的检测方法是核子密度仪法，选择的主要原因是方便快捷且能较好的反映真实情况。 3.2. 影响路基施工质量因素

从实践经验和路基检测分析得出,影响路基压实度的因素有土料的性质、碾压设备和碾压方法、下承层强度、路基土含水率等。

在压实过程中,必须随时控制土的含水量,当含水量过大时,应晾晒风干至最佳含水量再碾压。施工过程应连续作业,减少雨淋、暴晒,防止土壤中的含水量发生大的变化。

另外,在施工中,还应重视狭窄面积和一些非凡部位(指施工段的交界处,构筑物的台背、墙背,施工机具不可达到之处等)的压实。在填筑时,应选择适宜填料,并采用小型设备进行碾压,如平板振动夯实机、手扶压路机等,将其压实厚度控制在10 cm～30 cm之间,压实时严格控制含水量。

4. 施工实例

4.1．索约公路K28+320箱涵台背回填

K28+320箱涵台背回填采用如下方法：沿路线方向挖成台阶状， 回填层厚30cm，依次回填碾压，回填高度约为1.8m，台阶总宽度约为5m。箱涵基础开挖时堆放在两侧的土料，可以做为回填土直接利用；不足土料则需要从附近取土场拉运。每层回填前，应提前计算出所需的土料，便于控制拉运的车数和摊铺的高度。土方回填时，箱涵两侧穿插进行施工，提高施工效率。

平整时，先用反铲粗平，然后用平地机刮平，每层回填土的高度不大于30cm。平整完后，按犁翻、洒水、碾压的顺序进行，使压实度不小于95%。每层回填土压实度验收合格后，铺设下一层。土基回填高度至箱涵牛腿以下10cm。 碾压时，为避免对墙体造成较大侧压力或振动破坏，在靠近结构物50cm内用小型振动碾碾压，其它大面积土基使用大型振动碾碾压。

回填高度顶板0.1m回填后基础面地面线箱涵边墙0.9m1.35m4.0mK28+320箱涵台背回填简图

4.2.钢筋混凝土搭板法

为减少路与箱涵过渡段的刚度差,可在路桥过渡段范围内路基填土上可设置一钢筋混凝土搭板,一端支承在刚性基础箱涵台背,另一端简支于路基面垫层上,使之行刚柔缓和过渡,从而消除桥头跳车。

5. 结束语

目前,公路路基填方工程的质量控制尚未应用什么尖端科技,其施工质量的关键在于管理,只有在施工过程中,及时地发现问题,及时地总结经验,并在整个施工过程中制定行之有效的管理措施,以确保规范和设计得以实施,才能不断提高施工的质量,从而提高整个公路的质量。对于施工中的机械设备如何配置？怎样提高工程效率和节约施工成本？这些都值得深入的研究和总结。

笔者从事路基施工工作仅两年，但真实地感觉到科学管理、质量受控、持续改进的重要性。编写本文时，力求实用性和借鉴意义，由于水平有限，难免以一概全，希望读者批评指正。

1.基础开挖5:10.9m