公路工程路基施工质量控制的关键技术研究.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 22 日 作者简介：刘晓辉（1981），男，汉族，本科，高工，中国水利水电第十六工程局有限公司，公路工程。-154-公路工程路基施工质量控制的关键技术研究 刘晓辉 中国水利水电第十六工程局有限公司，福建 福州 350000 摘要：摘要：在现代公路工程建设中，路基施工作为公路工程的基础部分，其质量控制直接影响到公路的使用性能及寿命。公路路基工程作为公路的重要组成部分，不仅承载着车辆行驶的荷载，还关系到上层结构的稳定性和整体工程的安全性。因此，掌握公路工程路基施工的质量控制关键技术，对于确保公路工程的整体质量和使用寿命具有十分重要的意义。本文围绕公路工程路基施工质量控制的关键技术进行探讨，旨在通过对现有施工技术的梳理和质量控制措施的分析，找出提高路基施工质量的有效途径。关键词：关键词：公路工程；路基施工；质量控制 中图分类号：中图分类号：U416.1 0 引言 公路工程作为国家基础设施的重要组成部分，其质量直接关系到交通运输的安全性和效率。路基作为公路工程的基础，其施工质量是确保公路长期稳定运行的基石。然而，路基施工涉及土工、材料选择、压实工艺等多个技术环节，每个环节的控制都对最终的工程质量有着深远影响。面对复杂多变的地质条件和日益严峻的环境保护要求，公路路基施工的质量控制问题变得更加复杂。如何在保证施工效率的同时，确保路基工程质量，成为工程建设领域研究的热点问题。1 公路工程路基施工的基本要求 1.1 确保公路路基结构强度符合标准 路基的安全稳定性是防止路面病害和延长公路寿命的首要条件。路基结构必须能承受预期的交通荷载以及自然条件的影响，包括雨水渗透、冻融循环等。路基的构造必须确保有足够的强度和稳定性，这就要求施工过程中必须使用符合标准的材料，采用科学的压实技术，以及精确的施工控制。此外，对于地基处理、排水施工等关键工序，也必须执行严格的工艺标准，保证各项指标满足设计要求。1.2 保障路面的稳定性 路基稳定性的维护不仅是抗压和抗剪强度的问题，更包含排水措施的有效性。路基材料的透水性、路基的排水设计以及路基与路面的结合部都应当经过精心设计和施工，确保即使在恶劣天气下，也能迅速排除积水，防止水害对路基造成的破坏。在施工和设计时，应特别关注地下水位、降雨量等因素对路基稳定性的影响，并采取相应的措施，如设置排水沟、使用透水材料、施工排水管等。1.3 保障路面的平整性 路面的平整性直接影响车辆行驶的安全，施工时需严格控制路基的压实度和平整度。为了达到平整的要求，需要采用高精度的施工设备和检测仪器，如路基压实机、平板夯、激光整平机等，确保每一道工序都能达到设计标准。此外，施工人员应具备良好的专业技能，能够准确理解施工图纸，熟悉操作规程，保证施工质量。2 公路工程中路基常见的问题 2.1 路基产生开裂 路基开裂的原因可能是由于路基材料的不均匀性或质量问题。使用的填筑材料若分选不良，含有过多的细粒土或有机质，可能在压实后发生不均匀沉降，从而导致裂缝的出现。此外，如果施工中的压实度不够或压实工作分布不均也可能产生开裂。这种由施工质量引起的裂缝，通常在路基表面呈现出网状或条状分布。气候条件也是导致路基开裂的重要因素。极端的干燥或湿润天气会导致路基材料的体积发生剧烈变化。在干旱季节，土壤会因失水而收缩，产生裂缝；而在雨季，过多的水分又会使土壤膨胀，当水分蒸发后，原有的裂缝会进一步扩大。特别是在温差变化较大的区域，日夜温差导致的收缩膨胀循环更加剧这一中国科技期刊数据库 工业 A-155-现象。再者，路基下方的地基承载力不足或不均匀沉降也是造成路基开裂的常见原因。如果地基处理不当或原有土壤承载力不均匀，路基上的荷载会导致不均匀沉降，进而产生裂缝。尤其是当路基下的土层中存在软弱夹层时，其稳定性差，容易在长期荷载的作用下产生变形，形成裂缝。2.2 路基出现翻浆 翻浆现象通常发生在路基土体的强度和稳定性不足时，特别是在含水量较高的土质中更为常见。当地下水位过高，尤其是在冰冻和春融期间，路基土层的水分在冻融作用的影响下发生体积变化，进而引起结构强度的大幅度降低，容易出现路基软弱、弹性减小的情况。此外，路基翻浆还与排水系统的设计和施工有着密切的联系。如果排水系统设计不合理或施工质量不达标，导致路基内积水不能及时排出，长时间积水会削弱路基材料的强度，进而引发翻浆现象。在雨水丰富或遭遇暴雨侵袭的区域，这一问题尤为严重。路基翻浆还与路基材料的选择和施工过程密不可分。使用的填土如果含有过多的细粒土特别是粘性土，在水分作用下会产生较大的塑性流动，容易在车辆荷载的作用下造成翻浆。如果施工过程中的压实不充分或者分层填筑不均匀，同样会导致路基强度不一，容易在交通荷载的反复作用下产生变形，形成泥浆上涌。路基翻浆不仅损害路基结构，降低公路的使用年限，而且还会因为路面不平整、弹性下降而影响驾驶舒适度和行车安全。此外，一旦出现翻浆，修复工作通常较为困难，需要进行大面积的挖除和重新填筑，这不仅耗费巨大，也会对交通造成长时间的中断。2.3 路基发生沉陷 地基承载力不足是引起路基沉陷的主要原因，如果路基下的土层承载力不足以支撑上面的路面和车辆负载，就会出现沉陷。此外，若路基下的土壤由于历史原因存在空洞或者其他结构性弱点，也容易在交通荷载的作用下导致路基发生局部或整体沉陷。路基施工中的压实不足也是引发沉陷的常见原因。如果在施工过程中，路基填料未达到设计要求的压实度，随着时间的推移和车辆的反复碾压，这些未压实到位的区域会逐渐下沉。再者，水分是导致路基沉陷的另一关键因素。无论是地下水位的升高还是表面水的侵入，都可能会使路基材料的强度降低，从而引起沉陷。尤其是在雨水较多的季节或区域，水分对路基的破坏作用尤为显著。3 公路工程路基施工质量控制的主要措施 3.1 路基开挖 在公路工程的施工中，路基开挖工序是确保后续工程顺利进行的基础，也是质量控制的起始点。开挖工作必须建立在充分的地形勘测和工程调研之上，确保路基施工的精确性和安全性。在路基开挖前，工程团队需利用现代化勘测设备如 GPS 测绘仪器、地质雷达等，对预定的公路路径进行详尽的地形和地质勘测。勘测的目的是为了获取地形地貌、土质类型、水文地质等数据，这些信息对于规划路基开挖的方案至关重要。这一阶段需要由经验丰富的工程师和地质专家共同协作，确保所有数据的准确性。在分析和评估勘测数据后，工程团队需要根据地形特点和工程需求制定开挖方案。对于不同的地形，开挖方法也有所差异。例如，对于平缓的土地，直接开挖是一种有效的方法；而对于斜坡地形，则可以采用梯级式开挖，增加工程的稳定性和安全性，如图 1。若遇到土石混合的地形，特别是近山地带，须采用纵向分层开挖法，这可以更好地控制施工过程，减少滑坡和土体移动的风险。开挖过程中，施工团队需要对开挖土石的稳定性进行实时监控，尤其是在变化多端的气候条件下。同时，对于开挖出的土石方，需合理调配使用，保证施工用土的优化，避免造成环境破坏。对于施工中产生的土方，合理的调配也是质量控制的一部分。土方应根据土质类型进行分类管理，优质土方可用于填筑，而较差的土质则应妥善处理。此外，还应根据工程需求，对土石方进行适当的处理和加固，如进行碾压或加入稳定剂。安全措施是路基开挖中不可或缺的一环。施工现场必须设立明显的安全警示标志，定期进行安全教育，确保每位施工人员了解并遵守安全规程。施工设备的维护保养也要定期进行，以避免由于设备故障引发的安全事故。图 1 路基开挖示意图 中国科技期刊数据库 工业 A-156-3.2 路基填料和防裂技术 填料技术的关键在于材料的选择和施工的细节控制。在施工前，工程人员必须对路基进行彻底的检查与清理，剔除所有杂质和不符合要求的土质，确保填筑材料与原土有良好的结合性。填料的选择应考虑当地的环境条件、土壤特性和预期的交通负荷，通常需要使用具有良好压实性、稳定性和排水性的材料。施工过程中，要采用层层压实法，严格控制每层填土的厚度和压实度，保证压实均匀，避免后期出现沉降。防裂技术的实施涉及到对裂缝成因的深入分析和预防措施的有效实施。选择优质沥青材料是减少裂缝产生的第一步，优质沥青材料应具有良好的高温稳定性和低温抗裂性。在铺设沥青层时，必须考虑当地的气候特点，合理调配沥青的配方，确保其在高温时不软化，在低温时不脆裂。同时，采用高性能的防裂纤维或网格材料，增强沥青层的抗拉强度，从而有效分散交通荷载，降低裂缝形成的可能。对于混凝土路面的防裂措施，应采用合适的水泥和骨料配合比，控制好混凝土的水胶比，使之在硬化过程中产生的收缩应力降至最低。施工过程中，合理设计混凝土浇筑的时间和养护的方法，以防止因温度变化或水分蒸发过快导致的裂缝。另外，采用预留伸缩缝和构造缝技术，使混凝土路面在温度变化和车辆荷载作用下能有足够的变形空间，从而避免裂缝的产生。3.3 路基防护措施 冲刷性防护是针对水土流失及水力侵蚀情况而设计的。在这一防护措施中，铁丝网、石笼和挡土墙等结构是常用的加固材料。例如，利用石笼作为固定坡面的结构，可以有效地控制水流对路基的侵蚀。此外，还可以在路基坡面铺设地理织物，增加防冲击的能力，同时，地理织物还能促进坡面植被的生长，自然固化土壤。此类防护工作应综合考虑地形地貌、水文条件以及可能的最大流速等因素。坡面防护旨在防止雨水直接冲刷路基，减少水土流失。通常，会采用生态工法如植草皮或播种草籽来保护坡面。通过选择适合当地气候和土壤条件的植物种类，可以有效地固定土壤，减缓水流速度，增强坡面的稳定性。此外，还可以通过人工辅助植被生长，如使用生物土工毯、植物网格等材料，帮助植物在坡面稳定生长，形成自然保护层。遮挡式防护则主要针对公路路基可能受到的重压变形及滑坡问题。在此防护中，挡板、支撑墙、拦水坝等结构是常用的防护方法。这些结构不仅能够物理阻隔土石流直接作用在路基上，也能够有效地分散和转移施加在路基上的压力。特别是在地质不稳定的区域或降雨量大的地区，这类防护措施能显著减少自然灾害对路基的影响。在实施以上路基防护措施的同时，施工团队还需要进行定期的监测和维护工作。使用先进的监测设备，如裂缝监测仪、土壤水分检测器等，可以对路基的稳定性进行实时监控，及时发现问题并采取相应的维修措施。此外，施工过程中应采取环保措施，如合理规划施工时机，减少对周围环境的影响，以及在施工完成后进行生态恢复工作。3.4 路基排水措施 高效的排水系统可以有效防止路基内部积水，减少水对路基结构的破坏作用，保障公路安全运营。为了确保水分能够从路基中快速排出，导流槽的设置至关重要。导流槽可以有效地将路面及路基的积水引导至预定区域，防止水流对路基造成侵蚀。此外，节水槽的使用可以在降雨过程中减少水流直接冲刷路基表面的情况，分散水流，减缓水流速度，从而降低侵蚀力。塑料排水板和排水沟则是路基排水系统中不可或缺的部分。塑料排水板的使用，能够在土体和结构层之间形成一个稳定的排水通道，即使在大量水分渗入的情况下，也能保证水分迅速排出，不在路基内部聚集。排水沟则根据地形和水流特点设计，布置在路基两侧或必要的位置，可以有效地收集和引导路基及邻近区域的水流，及时将水排出至远离路基的地方，如图 2。图 2 排水沟与水道衔接示意图 随着技术的发展，新型排水方法如排水暗沟和排水渗井也被广泛应用于公路路基施工中。排水暗沟是指在路基下方预留的、不可见的排水通道，它可以在中国科技期刊数据库 工业 A-157-不影响道路外观和使用的情况下，有效地收集和排除路基内部的水分。排水渗井则是利用人工加速水分下渗的方式，通过渗井将积水引导至更深层土壤或地下水中，从而减轻对路基的压力。为了提升排水系统的效果，设计时还需考虑各种气候条件，包括降雨量、降雨强度、蒸发量等因素，确保在不同气候条件下排水系统均能高效运行。同时，施工过程中要保证排水系统的施工质量，例如排水管道的接口需密封严实，防止漏水；排水沟和渗井的位置要经过精确计算，避免排水不畅导致水分回渗。最后，路基排水施工措施的维护也是保障排水效率的关键。定期检查排水系统，清理堵塞物，确保排水通道畅通无阻。在极端天气前后，特别是大雨或雪融后，更需对排水系统进行检查和必要的清理工作，确保路基排水系统始终处于良好状态，以保障公路的安全运营。通过上述措施的实施，可以显著提高公路路基的稳定性，延长公路的服务寿命。4 结语 公路工程作为国家基础设施建设的重要组成部分，其质量直接关系到交通安全和经济发展。路基施工作为公路工程的基础，其质量控制尤为重要。公路路基施工质量的提高，不仅能够延长公路的使用寿命，降低维护成本，还能有效保障交通的安全，为社会经济的可持续发展提供有力的支撑。参考文献 1柴承均.公路工程高填方路基施工技术要点及质量控制J.工程机械与维修,2023(03):173-175.2赖冠斌.市政公路工程路基路面施工技术与质量控制措施J.工程与建设,2023,37(02):689-691.3孙中举.公路工程关键部位施工技术及质量控制要点J.工程机械与维修,2023(02):82-84.4亢钰.公路工程路基施工质量控制的关键技术探究J.城市建设理论研究(电子版),2023(02):68-70.