浅谈适用于农村公路的路面结构和施工技术

2022-10-10

1 典型路面结构

某农村乡村公路交通量总体较小, 车辆多为小拖拉机以及农用车, 经过有关部门分析设计, 车道标准轴载累计作用次数为Ne<3×104, 公路等级为四级。当地的水文地质情况总体是:干旱少雨、公路附近有水量较小的河流, 经调查该地粘土非常缺乏, 有大量的山皮土, 故确定采用山皮土作为路面基层材料的试验段施工。当地含有较为丰富的铁矿, 铁矿渣和矿尾砂料源丰富, 可以作为下脚料;暴露在河床中的中砂和河卵石较为丰富;山体已经全部或部分风化为山皮土;该地区人口众多, 居住分散, 经济发展落后。在对路面结构设计与验算的基础上, 并综合考虑上述因素及人们出行习惯, 确定了如图1所示的适合该地区的水泥混凝土路面典型结构。

2 施工技术研究

农村公路某试验段全长1.0km, 路基宽5m, 路面宽3.5m。由于该地山皮土有山体的表层岩石风化形成, 呈土黄色, 颜色较浅, 砂砾状, 砂砾表面比较粗糙。水泥稳定山皮土基层的设计值是宽4.0米, 压实厚度15厘米。根据室内试验结果, 采用外掺5%水泥稳定山皮土及采用外掺3%水泥+6%石灰稳定山皮土的室内试验能够满足强度要求。考虑到实际施工与室内试验的差别, 计划做外掺4%水泥稳定山皮土试验段500m, 外掺3%水泥+8%石灰稳定山皮土试验段500m。

2.1 施工设备、材料与人员的配备

材料配备方面, 石灰采用附近灰场产的生石灰, 石灰达到Ⅲ级石灰标准。水泥采用某水泥厂27.5级矿渣硅酸盐水泥。山皮土为附近某村西一小山包, 距施工路段平均距离不到400m。参加施工技术人员6人, 试验员2人, 工程师1人。组织劳动力30余人。主要的施工机械为:3Y18/21型号的18~21T压路机1台、YZ14J型号的14T振动压路机1台、带犁耙拖拉机4台、PY180B型号的平地机1台、ZL50型号的装载机1台、5t的洒水车1台, 以及3台自卸汽车和4台小拖拉机。

2.2 施工工艺及流程

试验路段全长为500米, 分两段各250米进行施工。按如下的工艺流程进行。

(1) 准备下承层。因路面宽较窄 (3.5m) , 水泥路面单幅完成, 为保证结构层厚度, 路面下承层不设路拱。在路基整平之后, 用三轮压路机进行3到4次的碾压检验。 (2) 采取水平测量和线形控制的措施, 具体在路基上恢复中线, 根据拴桩记录和线形控制数据, 恢复中线及边线, 直线段每25m设一桩, 平曲线段每12m设一桩, 并在两侧路肩边缘外设指示桩。 (3) 彻底清扫路基进行, 适量洒水从而保持路基湿润, 同时用石灰按设计宽度标出两条边线, 为防止稳定土损失过多并充分保证基层的宽度, 应当培好土路肩之后将培土排压密实, 路肩培土为1m, 厚16cm。 (4) 备料、摊铺土。首先根据计算每延米土的用量, 用卡尺码条备土。备料完成后进行集中摊铺。应当注意的是:摊铺过程中将超尺寸颗粒及其他杂物拣除, 目的是保证配料准确。如果随拉土随摊, 首先应确定松铺系数。人工摊铺时该系数可选用1.3~1.5, 推土机或平地机摊铺时, 松铺系数可选用1.2~1.3。摊铺边缘离基层边缘预留25cm。 (5) 洒水、闷料。需在土层上洒水闷料的原因是:天然山皮土含水量仅为4.0%左右, 含水量偏小。按补充一半水分控制每200m喷洒4.5吨水, 300m喷洒7吨水 (根据该地区山皮土天然含水量与最佳含水量的差距) 。洒水应均匀, 防止出现局部水分过多的现象并严禁洒水车在洒水段内停留和调头。 (6) 整平和轻压。试验段用平地机摊土。在土层摊开整平后, 应用14吨的振动压路机静碾1~3遍。 (7) 摊铺水泥。设计的每0.8m用一袋水泥, 而一袋水泥长度正好为0.8m, 故水泥袋按长度紧密码放在公路中间即可, 水泥袋码放应直顺。水泥备完后应当用刮板将水泥均匀摊开 (注意使每袋水泥的摊铺面积相等) 。 (8) 干拌。首先将铺好的水泥土翻拌两遍 (用多铧犁拖拉机) 。第一遍由路中心开始, 将混合料向中间翻, 拖拉机应慢速行驶;第二遍采取相反的顺序, 从两边开始, 将混合料向外侧翻, 接着用旋耕机拌和两遍。随后将底部料翻起两遍 (用多铧犁) , 以后每次应翻拌到底。 (9) 加水湿拌。干拌结束时混合料的含水量不足, 安排洒水车补充洒水。洒水后为使水分在混合料中分布均匀, 应再次进行拌和。为了减少水分流失拌和机应紧跟在洒水车后面进行拌和。洒水拌和过程中, 及时检查混合料的含水量 (略大于最佳值) 。 (10) 整形。混合料拌合均匀后立即整平, 用平地机由两侧向路中心进行刮平;在平曲线段, 平地机由内侧向外侧进行刮平;粗平后用拖拉机或平地机立即在初平的路段上快速碾压一遍, 以暴露潜在的不平整。在整形过程中, 严禁任何车辆通行。 (11) 碾压。整形后, 当混合料的含水量为最佳时, 立即碾压。直线和不设超高的平曲线段, 由两侧路肩向路中心碾压;设超高的平曲线段由内侧向外侧路肩进行碾压。碾压四遍后检测, 压实度达到规范要求。 (12) 养护。养护期间保证没有过湿或忽干忽湿现象。养护期为7天。养护期间未采用覆盖措施, 除洒水车外, 应保证大型车辆通过。

3 结语

在施工完成之后, 应当进行一定的数据采集, 以检验施工质量。主要的采集数据为压实度、厚度和灰剂量试验数据、无侧限抗压强度。根据设置的8个点检测, 厚度平均值15.6cm, 接近设计值。用EDTA滴定法标定相关曲线, 发现EDTA耗符合要求, 水泥含量为5%, 也符合要求。无侧限抗压强度R c=2.68 MPa, 标准差=0.308 MPa, 偏差系数Cv=11.52%。7天抗压强度平均值大于水泥稳定土的设计值2.52MPa, 该结构层可在农村公路大范围推广。

摘要：农村公路作为新农村建设中的重要基础设施, 其路面结构和施工技术的研究具有重要意义。本文以某农村乡村公路为背景, 首先分析了其地质水文情况, 综合考虑各种因素, 设计了典型路面结构, 随后介绍了施工设备、材料与人员的配备, 最后从准备下承层、备料和摊铺土、碾压等方面, 介绍了其施工工艺及流程, 具有一定的参考价值。

关键词：农村公路,路面结构,施工工艺,流程