公路路基路面結(jié)構(gòu)施工設(shè)計(jì)的靈活性與創(chuàng)造性分析

王慧蓉

（甘肅省交通科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司，甘肅 蘭州730030）

0 引言

公路設(shè)計(jì)是能夠直接影響公路建設(shè)項(xiàng)目的重要條件，并且其能夠直接關(guān)系到工程質(zhì)量和安全性。在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到項(xiàng)目實(shí)施過程中關(guān)于：地形、氣候和社會(huì)因素等眾多條件。由于公路設(shè)計(jì)無(wú)論是進(jìn)行新路修建還是對(duì)老路進(jìn)行二次改造，其相對(duì)來(lái)說(shuō)并沒有固定的模式。因此，對(duì)于每個(gè)公路建設(shè)項(xiàng)目，設(shè)計(jì)者都會(huì)面臨著需要將其設(shè)計(jì)的公路和周圍環(huán)境進(jìn)行充分融合，將其進(jìn)行協(xié)調(diào)統(tǒng)一甚至能夠形成一個(gè)整體的最終目的。所以，設(shè)計(jì)工程相關(guān)工作人員就應(yīng)該針對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行靈活性與創(chuàng)造性相結(jié)合的公路設(shè)計(jì)。

1 公路路基設(shè)計(jì)和路面協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)的影響因素

1.1 溫度因素影響

公路路基在設(shè)計(jì)和工程建設(shè)過程中，環(huán)境溫度因素變化影響路基和瀝青材料的路面設(shè)計(jì)彼此之間并不匹配，對(duì)路基路面效用發(fā)揮造成不利影響，在我國(guó)，公路路面設(shè)計(jì)一般都是運(yùn)用15℃、20℃來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，由于瀝青材料具有特殊性，具有感溫性質(zhì)，在高溫條件下，動(dòng)模量很低，其在55℃到60℃的時(shí)候，動(dòng)模量低于500 MPa。會(huì)導(dǎo)致在高溫環(huán)境中，路面的承載能力會(huì)大幅度下降，路基就會(huì)出現(xiàn)因?yàn)槌休d力不夠而發(fā)生破壞［1］。于是，在設(shè)計(jì)路基過程中，應(yīng)充分考慮到當(dāng)?shù)販囟仁欠駮?huì)對(duì)路基和路面造成影響。

1.2 交通軸載的影響

在我國(guó)使用的標(biāo)準(zhǔn)軸載規(guī)范下，將其分成單輪和雙輪，其中將單軸雙輪組荷載100 KN作為標(biāo)準(zhǔn)，但是卻沒有載規(guī)范中體現(xiàn)重載和超載現(xiàn)象。我國(guó)重載和超載的車輛出現(xiàn)的頻率比較大，所以，在針對(duì)路基和路面進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，為了能夠充分將重載交通軸載作用進(jìn)行反應(yīng)，針對(duì)超載和重載等現(xiàn)象就應(yīng)該找到和其能夠進(jìn)行匹配的軸載標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而將設(shè)計(jì)載荷能夠和實(shí)際交通軸載相匹配。見表1所列。

表1 軸載和輪壓下的當(dāng)量圓半徑和圓心距離

2 道路工程路基路面結(jié)構(gòu)以及設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

2.1 路基路面層裂縫控制

通過研究相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際工程施工建設(shè)過程中，對(duì)路面路基產(chǎn)生裂縫的問題，要對(duì)其進(jìn)行良好控制，選用一些穩(wěn)定性良好并且收縮性相對(duì)來(lái)說(shuō)小一些的結(jié)構(gòu)。在實(shí)際施工過程中，根據(jù)實(shí)際情況考慮材料產(chǎn)生裂縫的緣由。公路施工過程中，路基路面等結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的原因主要是材料收縮導(dǎo)致的，在材料收縮時(shí)，通常會(huì)出現(xiàn)兩種表現(xiàn)形式：溫縮一種是、干縮，出現(xiàn)這兩種收縮形式的主要影響因素是原材料的塑性指標(biāo)以及含水率。所以，在實(shí)際施工之前，詳細(xì)檢測(cè)出施工材料的相關(guān)指標(biāo)，在達(dá)到合格的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)之后才能批準(zhǔn)進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。該材料要能夠到最佳含水量標(biāo)準(zhǔn)，通過添加堿水以及具有混凝性質(zhì)的外加劑來(lái)增加含水量。

2.2 基層平整度控制

路基作為道路施工的主要部分，具有超強(qiáng)的穩(wěn)定性可以在很大程度上保證路面平整程度。在實(shí)際進(jìn)行公路施工建設(shè)時(shí)，應(yīng)著重保證路基的質(zhì)量，使基層平整度符合施工相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以此來(lái)保障來(lái)往車輛的安全和舒適程度。因此，施工單位需要嚴(yán)格控制路基路面的平整程度。

在進(jìn)行材料壓實(shí)方面，壓實(shí)系數(shù)是確定其是否能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的主要指標(biāo)。在進(jìn)行路基壓實(shí)作業(yè)時(shí)，壓實(shí)質(zhì)量和施工過程中壓實(shí)度通常使用K（%）來(lái)進(jìn)行表示。當(dāng)K（%）數(shù)值越接近1時(shí)，就證明對(duì)于路基壓實(shí)質(zhì)量要求會(huì)越高。所以在進(jìn)行施工時(shí)，經(jīng)常會(huì)使用到機(jī)械，運(yùn)用機(jī)械手段將土層進(jìn)行改變。進(jìn)而能夠達(dá)到提高土基強(qiáng)度和穩(wěn)定性的目標(biāo)。在眾多因素當(dāng)中，能夠?qū)簩?shí)度造成影響的主要因素不僅包含了其內(nèi)部含水量和土壤的性質(zhì)，還包含了外部壓實(shí)工具和壓實(shí)方法等［2］。在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)符合建筑地面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范——GB50037-965.0.4。

在進(jìn)行壓實(shí)填土地基的密實(shí)度和含水量檢測(cè)時(shí)，應(yīng)該符合以下規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)：5.0.4.1——壓實(shí)系數(shù)λc應(yīng)該大于等于0.90。5.0.4.2——控制含水量Wo（%）應(yīng)該表示為：

其中，公式1當(dāng)中的Wop主要是指土中的最優(yōu)含水量，該項(xiàng)指標(biāo)采用%表示；并且可以根據(jù)施工地經(jīng)驗(yàn)取Wp±2，選擇粉土材料應(yīng)該控制在14～18；Wp是土的塑限。5.0.4.3——壓實(shí)系數(shù)應(yīng)該經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)之后才能進(jìn)行確定。

當(dāng)沒有實(shí)驗(yàn)條件時(shí)，要求施工方在選擇壓實(shí)機(jī)具時(shí)嚴(yán)格把控，確保能夠高效完成，對(duì)于每層鋪土厚度和每一層進(jìn)行壓實(shí)遍數(shù)進(jìn)行細(xì)致檢查和嚴(yán)格規(guī)定，都應(yīng)該符合相關(guān)規(guī)定。水泥穩(wěn)定碎石和石灰穩(wěn)定土相比，在時(shí)間方面的要求更加嚴(yán)格，如果在進(jìn)行壓實(shí)時(shí)時(shí)間不充裕，會(huì)出現(xiàn)因時(shí)間不足發(fā)生的相應(yīng)工程質(zhì)量問題。為了將初凝時(shí)間充分延長(zhǎng)，可以運(yùn)用適量的緩凝堿水劑添加在材料中。如果在施工過程中需要用到攤鋪機(jī)，對(duì)于攤鋪寬度就需要進(jìn)行重點(diǎn)檢查，一旦出現(xiàn)攤鋪寬度不合適，會(huì)導(dǎo)致面層平整度不符合標(biāo)準(zhǔn)。

要提高路基路面的穩(wěn)定性和強(qiáng)度，應(yīng)對(duì)路基壓實(shí)度進(jìn)行嚴(yán)格控制，尤其是對(duì)路堤和人為建造結(jié)構(gòu)的連接位置進(jìn)行有效控制，使施工項(xiàng)目達(dá)到降低沉降差的效果。在對(duì)路基進(jìn)行碾壓，使路基密實(shí)度和橫縱坡度以及幾何尺寸等指標(biāo)達(dá)到施工要求。

3 瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)

在進(jìn)行公路路基路面建設(shè)時(shí)，當(dāng)進(jìn)行到柔性基層和半鋼性基層上，應(yīng)該將瀝青與其混合料進(jìn)行混合后按照標(biāo)準(zhǔn)鋪設(shè)相應(yīng)厚度，這個(gè)結(jié)構(gòu)稱之為“瀝青路面”。在進(jìn)行瀝青路面設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該嚴(yán)格注意施工要求和當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)以及氣候等各個(gè)方面影響因素，使路面結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)上兼?zhèn)浜侠硇院徒?jīng)濟(jì)性兩方面特性，最終達(dá)到路面承受能力符合交通荷載能力的效果［3］。要提升公路承載能力和舒適性，對(duì)于瀝青混凝土材料在路面結(jié)構(gòu)層厚度就應(yīng)該重視起來(lái)，確保計(jì)算厚度的方法必須科學(xué)合理，具有可靠性。為了能夠符合新老兩種規(guī)范中，針對(duì)結(jié)構(gòu)層厚度的計(jì)算，通過表2的數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，能夠得出，在進(jìn)行容許彎沉值設(shè)計(jì)路面厚度的計(jì)算過程中，老規(guī)范三層補(bǔ)強(qiáng)和新規(guī)范四層體系中具有相同性。并且，在進(jìn)行老規(guī)范經(jīng)驗(yàn)補(bǔ)強(qiáng)過程中，如果運(yùn)用的是雙層補(bǔ)強(qiáng)，則會(huì)出現(xiàn)末年容許彎沉值會(huì)比初年路表彎沉值大的現(xiàn)象，這樣在使勁進(jìn)行路面施工時(shí)就可以在很大程度上增加了安全性能。但是另一方面，如果選取了三層補(bǔ)強(qiáng)進(jìn)行使用，這時(shí)的路面就極其容易產(chǎn)生損害，這種情況就會(huì)導(dǎo)致使用年限變小。

表2 新舊瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范結(jié)構(gòu)層厚度總表

4 公路路基路面結(jié)構(gòu)施工設(shè)計(jì)的靈活性與創(chuàng)造性的運(yùn)用

在公路路基支擋的形式中，我國(guó)相關(guān)技術(shù)人員可以借鑒國(guó)外部分設(shè)計(jì)理念和施工技術(shù)以及工作經(jīng)驗(yàn)，積極創(chuàng)新路基路面防護(hù)治理的新技術(shù)，根據(jù)不同地區(qū)的不同地質(zhì)狀況，進(jìn)行靈活性和創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)和建造。

4.1 邊坡設(shè)計(jì)

公路路基在邊坡上的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)擬建土地的土質(zhì)情況進(jìn)行，在設(shè)計(jì)過程中，注意按照規(guī)范進(jìn)行，邊坡坡度盡可能做到自然，達(dá)到美觀的效果［4］。

4.2 支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

支擋結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)，要進(jìn)行多次驗(yàn)算和矯正并對(duì)邊坡采用防護(hù)加固結(jié)構(gòu)。對(duì)于材料的選用可以根據(jù)工程建設(shè)項(xiàng)目所在地的材料市場(chǎng)條件靈活優(yōu)化選擇。

4.3 公路擋土墻設(shè)計(jì)

在進(jìn)行公路擋土墻設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)部門對(duì)先進(jìn)理念進(jìn)行參考和借鑒，積極建立防護(hù)技術(shù)模型，從源頭開始進(jìn)行靈活和完整的有效改進(jìn)和升級(jí)［5］。在公路設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，提升結(jié)構(gòu)物其自身的設(shè)計(jì)美感。在擋土墻進(jìn)行選擇材料時(shí)，應(yīng)該就地取材，盡可能不適用光面混凝土建造擋土墻，不僅能夠使得其更加自然，還能夠最大程度提升來(lái)往車輛駕駛體驗(yàn)。

在公路路基和路面進(jìn)行靈活性設(shè)計(jì)和創(chuàng)造性設(shè)計(jì)不是要對(duì)設(shè)計(jì)工作進(jìn)行硬性要求，而是想要通過既定的標(biāo)準(zhǔn)上更加靈活創(chuàng)新的運(yùn)用規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工［6］。這種情況不僅能夠保證設(shè)計(jì)的科學(xué)性，還能夠在施工方面做到對(duì)質(zhì)量進(jìn)行充分把控。這樣不僅能夠使施工產(chǎn)品滿足基本的使用功能，還能帶來(lái)視覺享受。

5 結(jié)束語(yǔ)

公路工程路基路面的施工是一項(xiàng)工程量比較大耗時(shí)比較長(zhǎng)的工作，其內(nèi)部涉及到的工作內(nèi)容不僅多而且比較復(fù)雜。公路路基路面結(jié)構(gòu)施工設(shè)計(jì)和技術(shù)應(yīng)該通過相關(guān)組織，根據(jù)規(guī)定進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，運(yùn)用科學(xué)有效的設(shè)計(jì)方法，能夠滿足公路工程設(shè)計(jì)質(zhì)量的要求。