1 工程概况
柳州至南宁高速公路是国家高速公路网中泉州至南宁的重要组成部分,柳州(鹿寨)至南宁高速公路改扩建工程项目起自柳州鹿寨北互通式立交,接已建的桂林至柳州高速公路和在建的阳朔至鹿寨高速公路,止于南宁那容互通式立交东,接南宁新外环高速公路,全长约248km。
本合同段为该项目的第14合同段,起讫桩号为K1452+300~K1469+300,路线全长17km,主要施工内容包括路基、桥涵、交叉、路面基层、水泥混凝土路面及13标、14标沥青路面工程。其中,计价路基土石方:1764122m3;涵洞:35座;通道:41座;水泥混凝土路面:271995.4m2;沥青路面数量:803456.4m2;大桥:146.08m/1座(折合为双幅);中桥:215.16m/4座(折合为双幅);分离式立体交叉桥:124.85m/5座(折合为双幅);桥式通道:16m/1座(折合为双幅);车行天桥:201m/3座(折合为双幅)。本项目施工过程中,要求不中断主线的交通,在保证原4车道正常通行的情况下,进行路基、路面、桥涵的施工。
柳南高速公路于1999年建成并开始通车,属于整体式路基,其路基宽28m,分为双向4车道,行车的时速是120km/h。广西柳南高速是我国一条极具战略地位的地理、经济的大动脉。但是目前广西的柳南高速交通压力出现了严重问题,即随着近几年不断增加的交通流量以及不断降低的道路通行能力的服务质量,使道路被严重破坏,从而阻碍了交通运输的发展,由于停滞的交通运输跟不上快速增长的需求,相关部门开始进行大规模的拓宽并改建柳南高速。根据当地交通运输厅的改造规划,计划将柳南高速旧路的路基宽度由28m改建为42m,改建时通过拼接加宽旧路的走向两侧,其中在其两侧分别拼接加宽7m,行车时速不改变,行车道改为双向8车道,并将改建后的柳南高速公路定为汽车荷载等级为公路I级的高速公路。
2 技术路线
本文研究目标为广西壮族自治区柳南高速六景西枢纽互通加减速车道延长工程路基拓宽修筑技术,基于柳南高速公路工程实体的基础,并结合大量的调研资料,对柳南高速公路拓宽修筑技术进行分阶段研究。图1为柳南高速公路的研究技术路线。
图1 技术路线图
3 路基分层碾压施工工艺
3.1 施工准备
在施工前,需要预先做好以下两项准备工作,具体如下:
3.1.1 主要的施工机械设备
在施工过程中,虽是经过处理的建筑渣土,仍然会存在砖块或砼块骨料,所以要特别注意压实工艺,其中压实工艺包含压路机的类型和吨位,还应包括碾压设备如何进行组合、碾压的次数等。只有保证压实功的适当程度,方可充分破碎建筑渣土中的骨料或砖块,细化骨料颗粒或砖块的粒径,将填料中的空隙有效地进行填充,最后是路基形成紧致密实的结构。此研究项目运用的施工方案是采用了光轮压路机组合分层碾压拖和式羊角碾。碾压设备的组合是:自行式振动羊角碾(YzT-22)和单钢轮压路机(YZ22)各1台、1台型号为PY180A的平地机、2台吨位为8t的洒水车、ZL-50的装载机以及120kW的推土机各1台。此外,为了更有效地确保建筑渣土满足运输能力的填充需求,还需配置20辆吨位为15t的运输车。需注意,一定要保证该施工务必要连续不断。
3.1.2 施工前地基的处理
在施工前需要对地基进行处理,详细步骤可参照如下3点:
(1)假如施工路基的基底属于耕殖土或腐殖土,那么在填筑路基前,需要在其宽度范围内按照两侧分别是1:1.5的比例进行边坡内清除原地面表层。清表就是指要把原地面表层植被、树根以及杂草全部清理干净,然后将清理出来的渣土集中堆放。填补并充分压实原路面的低洼处和坑洞,对于原路面的松散处进行松土晾晒,然后重新进行仔细碾压,确保碾压完的路面平整和密实。
(2)在完成第一步后,根据设计的要求处理地基,同时在填充前也需要压实地基,确保地基强度均匀,然后再进行填充。验收合格后,以地基的实际情况为准,确定基底防水,土质基底一般设置的厚度为30cm,用灰土垫层,然后再进行压实,压实度一般≥96°。
(3)根据设计桩位对中线和边线进行恢复,同时指示桩应该设置于道路的两侧路肩边缘处,经过水平测量,以试验路施工在最初拟定的松铺系数和填筑厚度测定高程控制点。
3.2 具体工艺流程
分层碾压路基详细的工艺流程如下:施工准备→地基处理→恢复中线→运输填料、并按灰线方格布料→推土机和平地机整平→洒水→羊角碾和单钢轮振动压路机碾压→路堤、路床→测量沉降差、检测压实度、检测基顶弯沉→路基施工质量检查→路基交工验收。
施工过程中的关键控制点如下:
(1)填料在运输时的注意事项。填料运输需要配一个专门指挥的人员,并提前对填料的运输线路进行安排。
(2)在布料和整平路基时的注意事项。一些准备工作要在布料前期准备好,如预先在路基填筑的中桩和边桩现场放上样品,通常情况下边桩放样超宽50cm,根据试验路施工初步拟定的施工参数计算每车填料的摊铺面积。施工过程中的参数不仅包括填筑层的压实厚度和压实系数,还应包含运输车辆的容积,在施工的现场用灰线打出明显的方格,在方格中卸上填料,然后测定标高控制点;将卸在灰线方格中的填充料用推土机推平,此时需要注意的是在用推土机推平时务必要采用渐进式的摊铺方法,因为这样可以有效地控制离析现象,就是将建筑渣土卸于初平的填料面上,即在卸完第一车后,紧接着在其末端卸第2车料,确保第2车料完全将第1车料的未末端压住,运用推土机逐渐将填料向前摊铺;完成上一步骤后,再借助平地机对路面进行精平,通常情况下松浦系数的参数设置为1.2,经平地机平整后,不允许路基表面出现错台以及坑洼处;对于平整后的地面,需对建筑渣土再生料的松铺厚度及时测定,其厚度应<40cm。如果松浦厚度>40cm,需再次借助平地机进行整平,直到松铺厚度符合要求;对于平整后的路面,如果发现有粗骨料集中的部位,则需要通过人工找平,将其清除出去。
(3)洒水。在洒水时,应该预先对填料的含水量进行测定,然后计算出后续应该补充的水量。通常情况下,14%被确认为是填料最佳的含水量;在洒水时还需注意:在进行第一次洒水时,要补充60%~70%的所需水量,然后开始闷料,经过2~4h的闷料后,挖开几点进行检查。如果在路基表面不存在大面积的积水,且水渗透的深度>3/4厚度时,此时则开始对路基面进行碾压,一般借助羊角碾压路机进行1~2次的稳压。在碾压完毕后开始第二次洒水,剩余的洒水量需要全部通过第二次洒水补充充分(所需水量的30%~4O%),然后进行复压,并借助平地机刮平路基面,再次经过2~4h的闷料,最后借助钢轮压路机对路基面进行终压;均匀洒水,避免路面出现积水现象。在全部碾压完后,再次检测填料的含水量(通常是最佳含水量的-2%~+2%之间);如果路基裸露于气温高的环境中时间过久,则需要根据实际情况补水。
(4)路基的碾压。在对路基进行碾压时,要求将振动压路机施的频率设置为30~35Hz,振幅>1.8mm,速度为2~4km/h,开始碾压时保持慢速;振动压路机碾压要遵循4个原则:先路边后中间,先轻后重,先慢后快,轮迹重叠。
4 施工过程质量控制
分层碾压路基完成后,对路堤及路床的施工质量进行控制时采用的常用方法包括轮迹法、沉降差法和灌砂法。在控制土石混填路基施工的质量时,不仅可以采用轮迹法,还可以采用沉降差法,而控制路基的密实度则主要是采用灌砂法。
5 结语
综上所述,在实际工程应用中,将建筑渣土经过适当的处理、破碎,然后当作填料运用于公路建筑中是一种很好的节约资源的途径,不仅有利于保护生态环境,还能循环利用资源。建筑渣土再次利用于路基填料不仅可以有效地解决建筑渣土的处置问题,最大限度地节约建设公路的成本,更有利于保护生态环境,响应国家绿色施工的号召,因此在建筑行业中不仅具有较高的推广价值,更具有较好的应用前景。
参考文献
[1]刘泽锋.建筑渣土用作路基填料的施工工艺[J].公路与汽运,2014,(4).
[2]徐宝龙.建筑垃圾土性能及其作为路基填料的施工[J].中国市政工程,2011,(2).
收稿日期:2018-03-06
作者简介:李国(1986-),男,广东中山人,供职于中交路桥华南工程有限公司,研究方向:施工管理。