高速公路土石混填试验以及结果分析

曾 彬

(贵州省交通建设咨询监理有限公司)

1 工程概况

某高速公路全长280 km，分为东西两段，经过8个市县区域，是连接各个区域的交通要道。高速公路宽度为50 m，采用双向四车道公路的标准建设，设计行车速度80 km/h。在公路大部分地段，地质表层为种植土，上层属于较为密实的粘质土，中层和下层为片麻岩，基本上不存在地下水源，只在部分区域有少量的孔隙渗水。

2 试验准备

首先，对试验区域进行选择。在公路施工路段，根据《公路路基施工技术规范》选择具有代表性的一段长约100 m，宽度与公路宽度相当的区域作为试验段;其次，对土质状况进行检测。确定试验段土质的最佳含水率为11.2%，最大干密度为1.55 g/cm3，塑性指数为18，属于低液限粉土;然后，要对试验段进行相应的处理。在进行填筑试验前，需要对下承层的高度、压实度、平整度等进行检测和处理，确保其可以满足试验要求。同时，土石路堤对地基的不均匀沉降较为敏感，土石混合料颗粒之间的咬合作用一旦被破坏后，就难以恢复。因此，为了保证土石混填地基的承载力，需要对基底的承载力进行检查。在该工程中，承载力数值需要达到180 kPa以上，最后对试验器械进行准备。主要包括:推土机两台、挖掘机两台、20 t级压路机1台，运输车四辆、洒水车1辆，以及平地机1台。

3 试验目的

土石混填试验的目的，主要是通过试验，对相应的数据进行收集，如松铺厚度、碾压速度、碾压遍数、路基整平方法、机械组合方式、最佳含水量、施工工序等，并通过对试验结果的分析，制定出最佳的施工方案，保证高速公路土石混填路基施工的质量，降低施工成本，提升施工速度，确保工程按期保质保量完成。

4 试验流程

(1)测量放样。结合设计方案，对试验段的路基边线以及松铺厚度进行明确，结合实际施工情况，确定相关的试验数据，进行测量放样，要确保放样的准确性和合理性。

(2)松铺土料。在进行土石混合料的摊铺过程中，可以使用网格挂线的方式进行，这里采用5 m×5 m的挂线规格，使用白石灰在基地划出相应的方格，利用8 t级的运输车对混合料进行运输，在每一个方格内进行均匀摊铺。之后，使用推土机对摊铺土料进行整平，将路基摊铺成为一个横坡，坡度保持在10°左右。在摊铺完成后，需要使用水准仪，对松铺厚度进行测量，确保厚度在20 cm以下。

(3)控制含水量。在土石混合料的松铺工作完成后且质量合格后，需要使用酒精燃烧法，对其含水量进行测量，以控制混合料含水量的标准，保证后续施工的顺利进行。如果含水量偏大，则可以通过摊铺晾晒的方式，减少混合料中的水分;如果含水量偏小，则需要洒水，同时对混合料进行翻拌，确保水分的均匀渗入。在实际操作中，由于混合料的含水量容易受到土质、气候、天气等的影响，实际上是很难控制的，需要相关工作人员重视。

(4)碾压试验。在碾压试验前，同样需要对松铺厚度以及平整度进行检查，确定其符合试验要求，好使用振动碾进行碾压试验。在实际施工中，由于试验区域使用的是就近挖掘的表层土料，岩石性质偏软，振动压路机可以直接碾碎大块岩石，因此，可以按照土方路基压实度进行检验。在碾压时，采用静压与振动碾压相互结合，交替进行的方式，以保证碾压效果。

(5)确定松铺系数。松铺系数，主要是通过对原下承层的高程与碾压后高程的对比来确定的，在该工程中，试验段松铺系数，见表1。

表1 松铺系数

(6)确定压实度。根据JTG F10-2006《公路路基施工技术规范》中的相关要求，结合石料含量不同时对应的最佳含水量和最大干密度，以回归方程式进行确定，以作为实测现场含石量的依据，对压实度进行确定。

(7)确定沉降差。沉降差的确定包括两个方面的内容，其一，总沉降差。利用每一个横断面的测量数据，作为分析的单位，在对松铺层进行初步压实后，在同一个断面，选择五个点，测量其初始标高。在最终碾压完成后，测量五个测量点各自的最终标高，将最终标高减去初始标高，并去除相应的平均值，就可以得出断面的总沉降差。其二，相邻两遍沉降差。由于碾压是多次进行的，在每一遍碾压之后，都需要对测量点的标高进行测量，两次测量结果的差值，就是相邻两遍的沉降差。

5 试验结果分析

(1)试验表明，土石填料自身的含水量越接近理论最佳含水量，则压实效果越好，越容易满足道路设计对于压实度的要求。

(2)根据相应的检测结果可以看出，路基压实度与压实次数有着直观的联系。振动碾压2次，压实度可以达到91%，振动碾压4次，压实度可以达到94%，振动碾压6次，压实度可以达到95%，振动碾压八次，压实度可以达到97%。由此得出结论，压实次数越多，碾压效果越好，压实度也就相对越高。

(3)在确保压实度符合设计和规范要求的基础上，需要对碾压作业的经济性进行考虑，兼顾质量与成本。结合试验数据，推荐的路基土石混填压实工艺为:25 t级振动压路机，碾压次数为静压1次-振动碾压8次-静压1次，松铺系数为1.18，确保土料的含水量接近最佳含水量。

［1］ 胡意鹏.高速公路土石混填试验分析［J］.科技资讯，2013，(5):55，57.

［2］ 叶建文.高速公路土石混填路基施工质量控制［J］.公路与汽运，2012，(3):130-132.

［3］ 易明.湖北大广北高速公路土石混填试验［J］.水利水电技术，2008，39(11):25-27.

［4］ 肖泽林.常张高速公路土石混填路基压实特性研究［J］.公路工程，20ll，36(6):127-129，133.