浅议填石路基施工工艺控制技术分析

于艳

【摘要】道路路面下的基础建筑称为路基。路基必须有足够的强度和稳定性，即在其本身静压力下，地基不发生过大沉陷；在车辆动载作用下，不应发生过大的弹性或塑性变形。路基从使用材料上可以分为土路基、石路基、土石路基。填石路基作为一种特殊结构形式的路基，目前在我国山区公路建设中广泛应用，而现行的路基设计与施工规范对这种路基的施工工艺规定的不夠详尽，施工现场缺少定量的技术指导，从而施工质量得不到保证。本文结合十天高速白河连接线工程路基的施工，从地基的处理要求、材料应用及压实工艺方面等对填石路基施工工艺控制技术进行探讨。

【关键词】填石路基；施工工艺；控制技术

填石路基施工质量的好坏，直接影响公路的使用寿命，只有好的路基才能有稳固的公路，路基的建设质量是整个公路工程建设质量的关键之一。针对填石路基的施工工艺、检测手段、检测标准和粗粒压实特性等面对的各种难题，进行公路填石路基施工技术总结和探讨工作具有社会实用性价值。

1、工程概况及地质特征

十天高速是一条连接湖北十堰至甘肃天水的连接鄂、陕、甘的高速公路，白河连接线在陕西省境内，采用二级公路技术标准， 汽车荷载等级为公路II级，设计速度为60公里/小时，路基设计宽度为12米，线路全长14.384公里。线路位于汉江中游，大巴山北麓，地貌主要为山地，地形复杂，区域内以少土多石的山区为主；地质情况主要为强风化千枚岩、弱风化千枚岩，岩层节理发育，岩质较差。而公路上填石路基的石料多来自沿线，石料的开采、爆破以及破碎工艺相对难以控制，从而导致填料的粒径组成变化较大，路基施工的碾压参数变化较大，致使填石路基的质量控制相对而言比较复杂。

2、填石路基地基处理要求

2.1对地基承载力的要求

填石路基对于地基承载力要求严格，在地表上开挖或填筑路基，必然会改变原地层的受力状态。原先稳定状态的地层，有可能由于填筑或者开挖而引起不平衡，导致路基失稳。在填石路基填筑前应对地基的承载力进行测试，地基的承载力应满足路基不同填筑高度的要求：（1）当填石路基填筑高度小于l0m时，地基承载力不宜低于150KPa；（2）路基填筑高度为10-20m时，地基承载力不宜低于200KPa；（3）路基填筑高度大于20m时，路基应宜填筑在岩石基底上。

2.2填石路基前的清理、压实要求

在路基设计高程以下600mm以内的树木、灌木丛等杂物均应砍伐或移植，将树根全部挖除，并以好土等材料将坑穴填土夯实。砍伐的树木应堆放在路基用地之外，并妥善处理。当路基原地基强度、稳定性不足时，在进行路基表土清理后，于填筑之前进行压实工作。其高速、一级、二级公路的基地压实度不应小于90%，三级、四级公路的基底压实度不应小于85%。

3、填石路基摊铺材料的技术分析

3.1填料的分类

公路行业路基填料的分类方法主要考虑的路基承载力，但实际目前对于路基填料的分类方法主要是按照粒径的颗粒大小特征来划分，并不能直接反映出承载能力的情况。此外，填料的工程性质还与其岩性、强度、抗风化程度及吸水性有关。我国现行规程中，对于大粒径碎石路基要求填料中粒径大于60mm的颗粒含量大于50%，粒径小于0.074mm的颗粒含量小于10%。

3.2摊铺施工工艺

摊铺施工工艺与技术是填石路基压实质量的重要决定因素之一。研究摊铺工艺可以明确采用何种摊铺方法可以从最大程度上避免填料的离析现象，以形成较为理想的结构状态。在施工中我们常用的摊铺方法主要有：渐进式摊铺法、后退式摊铺法及混合摊铺法。渐进式摊铺法：是运料汽车在新卸的松铺填筑材料面上逐渐卸料，推土机随时推铺整平。后退式摊铺法：是指运料汽车在上一层已压好的路基表面后退卸料。形成许多密集的填料堆，表面不易平整，易产生离析现象。这种方法适用于细料含量较多的填料及细粒土。混合摊铺法：在已压实的层面上，先采用后退法卸料，形成一些分散的填料堆，再在其上面采用渐进式摊铺法卸料，推土机平整。达到要求的厚度。这类方法适用于层厚较大的情况，兼有渐进式摊铺法与后退式摊铺法的优点。

4、机械碾压施工工艺的探究

不同条件下的填石路基要想达到理想的压实效果除了碾压的机械选择，对碾压速度与碾压遍数都有着不同的要求。

4.1选用振动压路机保证填石路基的施工质量：振动压实时，石料颗粒处于运动状态，填料内部阻力大大减少，同时振动压实机械静重作用和压力波形式的动力作用产生压实力和剪应力，促使颗粒移动，重新排列得以密实。

4.2填石路基压实机械的参数及压实速度的研究。随着石料的强度增大，相应的增大压实机械的激振力。当松铺厚度在60cm--80cm之间时，压实机械的吨位大于18T，其激振力在400KN左右。振动压路机的激振频率越接近填料的固有频率，路基的压实效果越好。填石路基采用振动压路机时的适宜频率为35Hz--50Hz。

4.3碾压次数。在施工中，碾压遍数与填料压实质量的关系因填料的岩性、粒径组成、碾压机械等条件的不同有所差异。随着碾压次数的增加，路基填筑体的压实密度随之增加，当碾压次数达到一定程度后，密度的增长率变小，趋于缓和。

5、填石路基检测标准

目前国内外还无完备的技术和手段针对填石路基尤其对大粒径碎石路基的质量进行准确的检测与评定。现行中大粒径碎石路基压实质量的检测方法可根据施工阶段的不同、要求不同和便利性不同而采取不同的具体检测方法：

5.1试验路段采用孔隙率指标检测压实度。受荷载作用填石路基表面会产生形变，路基表面或体内空隙率会不断发生变化。利用静载试验测得路基表面位移曲线，可确定路基初始孔隙率，则路基压实度即可确定。亦可在施工现场采用灌砂法或灌水法测得填料压实度。

5.2施工阶段常采用沉降法

压实沉降差：测量人员在线外架设水准仪，每40m一个断面，每个断面布设5～9个点，并用石灰线准确打出该点的所在位置，测其高程，并做好记录，再用振动压路机碾压一遍（强振，行走速度不超过4km/h），压实后再重测一下原来点的高程，当压实层顶面稳定，无轮迹，各点在振动前后的沉降差平均值不大于5mm，标准差不大于3mm时即为合格。

6、结束语

目前国外缺乏针对填石路基施工工艺的系统试验研究，而国内对填石路基的研究起步较晚，对大粒径碎石这一填料的工程特性和施工工艺还没有较为系统深入的研究和完善的施工经验总结，并且这些经验也缺少一定的理论指导和支持。现行公路设计施工规范中相关条文是借鉴填土路基和土石混填而来的，或者是取自水利、铁路工程施工经验，针对性不强，而且对于施工工艺的要求简单，没有定量的技术指标。

参考文献：

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