李偉
(中建路橋集團有限公司,河北 石家莊 050000)
當前,我國高速公路路基路面水損害問題較為突出,如果不及時采取良好的排水措施,水分將會進入瀝青混合料的空隙,導致瀝青混合料的整體性能下降。與此同時,積水還會在路面形成一層隔離層,降低輪胎與瀝青路面的附著性和摩擦力,導致車輪打滑。有研究表明:當車輛行駛時速達到90km后,2mm深的積水將會導致輪胎發(fā)生側(cè)滑[1]。為提高路面的排水性能,減少水損壞現(xiàn)象的發(fā)生,本文根據(jù)工程實例對高速公路路基路面排水技術展開研究。
在高速公路路基施工過程中,當路基需要填土修筑且填筑高度較小時,為了防止路基受到地下水的影響,需要在路基坡腳設計邊溝排水。采用哪種邊溝形式要根據(jù)現(xiàn)場的實際情況確定,設計時還要統(tǒng)籌考慮當?shù)氐匦蔚刭|(zhì)、農(nóng)田水利、降水量與排水量大小等因素,當排水量較大時,除了選擇合適的邊溝類型外,還要對邊溝進行加固處理,確保邊溝的排水性能正常。
在高速公路路基路面挖方路段施工時,第一步是開展排水設計。在地質(zhì)情況較差的路基處設置邊溝十分必要,除了起到必要的排水作用外,還能防止水分沖刷路基,從而引發(fā)路基滑塌等病害。此外,設計排水溝時還要根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況設置土堆,土堆應靠近邊溝內(nèi)側(cè),距離邊溝3m左右,主要是為了防止因截水溝水量過大導致水分溢出,進而流入挖方路基內(nèi)。截水溝結(jié)構形式以梯形為主,溝深至少要達到0.5m以上,每隔500m需要設置一個出水口,避免水分滯留溝內(nèi)。
路基表面的水分可以通過邊溝、截水溝匯集后經(jīng)由排水溝排出,而路基內(nèi)部的水分則需要通過盲溝排出。設計盲溝時,要綜合考慮土壤含水量的大小、地下水影響和毛細水上升高度等因素。盲溝的主要作用是降低路基含水量,使路基處在干燥或中濕狀態(tài)。目前,經(jīng)常采用的盲溝形式是管式滲溝,管式滲溝的特點在于能夠適應水分含量較高的路基,一般管式滲溝長度為100m~300m,需要在滲溝端部設置泄水孔,排出滲溝中滯留的水分。
排水溝屬于路面排水設施,其主要作用是匯流,一般設置在截水溝端部用于匯集水分,排水溝的設置需要同當?shù)剞r(nóng)田水利相結(jié)合,因此設計時要對當?shù)貙嶋H情況進行勘測,在保證路基路面排水性能的同時,方便農(nóng)田灌溉[2]。
某高速公路位于地勢低洼的平原地域,路線全長74.56km,道路設計時速為120km,由于當?shù)亟邓渑媲衣肪€經(jīng)過地區(qū)地勢低洼,水分較難排出路基路面范圍,常年出現(xiàn)脹凍翻漿病害。為了提高道路工程排水性能,項目選擇k25+000~k27+000作為試驗路段進行路基路面排水性能研究。
1.施工準備
提前組織機械設備、人員和材料進場,根據(jù)不同施工工序配備合適的施工人員和工程師,施工前做好安全和質(zhì)量教育,嚴格要求施工人員根據(jù)設計文件開展施工操作。此外,測量路基中心線、坡底標高,現(xiàn)場進行放樣處理,確定好路基開挖深度或填筑高度。對于不良路段的路基土,根據(jù)土質(zhì)類別進行針對性處理,如存在膨脹土時可采用石灰改良后進行壓實,對于軟土等難以被壓實的土質(zhì),可先對土層進行挖掘,然后再填以砂類土等土質(zhì)良好的土壤[3]。
2.溝槽施工
首先要根據(jù)降雨量和排水量確定好溝槽的開挖深度與形狀。該項目采用的是機械和人工同步挖掘的方式,由于機械挖掘時無法精準控制深度,因此采用機械挖掘至20cm~25cm時就需要人工開挖。需要注意的是,開挖過程中產(chǎn)生的土不能隨意丟棄或堆積在溝槽旁邊,應及時運送至規(guī)定的地點做廢棄處理。
3.片石砌筑
開挖好溝槽后,要及時采用片石砌筑,以免在水流沖刷下出現(xiàn)嚴重的土壤流失問題。砌筑時,需要將粒徑較大的片石鋪設在下層,選取合適尺寸的片石均勻鋪設在上層,同時將砌縫的寬度控制在40mm內(nèi)。
4.抹面
片石砌筑完成后,采用砂漿對排水溝進行抹面處理,避免水分滲入后破壞排水結(jié)構的穩(wěn)定性。抹面前,要采取噴灑水的方式做好浸濕處理,待其表面完全濕潤后方可開始抹面施工。
k25+000~k26+000路段未進行排水設計施工,壓實度檢測結(jié)果如表1所示;k26+000~k27+000路段已進行排水設計施工,壓實度檢測結(jié)果如表2所示。
根據(jù)壓實度檢測結(jié)果可知,由于k26+000~k27+000試驗路段進行了排水設計施工,當碾壓第5遍時,路基壓實度達到98.2%,已經(jīng)滿足路基規(guī)范要求的98%壓實度,相比沒有進行排水設計施工的k25+000~k26+000路段,當碾壓第5遍時,路基的壓實度僅為95.6%,沒有達到規(guī)范要求的壓實度。當碾壓第9遍時,k25+000~k26+000路段的壓實度才滿足要求,此時k26+000~k27+000試驗路段的壓實度已達到99.2%。結(jié)果表明,進行排水設計施工后,路基能更快地達到規(guī)范要求的壓實度,且排水性能良好,大大節(jié)約了施工成本。
表1 k25+000~k26+000路段壓實度檢測結(jié)果
表2 k26+000~k27+000路段壓實度檢測結(jié)果
本文詳細闡述了高速公路路基路面排水施工技術,并結(jié)合具體施工實例,驗證了該技術的應用效果,研究結(jié)果表明:通過排水設計施工后,路基的壓實度能在較短的時間內(nèi)達到規(guī)范要求,在提高路基路面排水性能的同時大大節(jié)約了施工成本。