填方公路填石路基施工关键技术分析

张 岩

(山西省交通科学研究院，山西 太原 030006)

0 引言

随着公路工程建设能力和技术的快速提升，大量山区公路建设项目不断开工，为了实现省内农村公路建设的质量和效率，必须进一步细化山区部分填方路段的施工能力。在山区填方公路中，路基填石施工技术是常见的施工方式之一，也是确保公路路基稳定性和承载能力的关键。本文以省内填方公路填石路基施工为研究案例，对具体的填石路基施工技术进行了相应分析，就路基填石的施工标准、施工质量控制及施工关键技术和流程进行对应分析，以期提升省内公路工程中填石路基的施工质量。

1 省内填石路基施工技术规范

在省内填方公路填石路基施工过程中，为了保证路基施工质量和路基承载能力和稳定性满足设计及规范要求，必须从以下几方面进行规范控制:

1)应控制填筑材料质量，路基填筑石材标准为：填筑材料最大粒径应低于路基石材厚度的65%，且最大粒径值应低于300 mm，若原有石材粒径值较大，可选用机制设备粉碎，防止石材粒径过大导致的石材间内摩擦力较低、密实度不足的问题。

2)在路基填筑过程中，为了保证路基层形成较强的承载能力，必须保证粒径骨料之间的咬合力，路基填筑后，应及时组织压实，做好路基材料的初压和终压施工，保证后期路基层总体沉降值和不均匀沉降值均满足规范和设计要求。

3)需对填筑材料的性能进行控制，保证施工填筑材料的饱水率及抗压强度达到规范和设计要求，具体控制指标为：填筑材料在饱水情况下的极限抗压强度应大于20 MPa，路基层总体抗压强度满足设计和使用要求。

4)需保证材料的质量，加强施工材料的管理和监督，确保膨胀性岩土、粉质岩石等物理性能较低的岩石坚决不进施工现场使用。

2 山区公路填石路基施工关键技术

2.1 做好路基设计和压实质量控制

由于地质条件的不同造成路基施工的环境复杂多样，而路基的施工质量往往直接决定公路工程的质量和使用年限。因此如何确保路基施工的强度和稳定性成为了公路施工的重中之重。为加强对公路填石路基的质量控制，首先应在设计阶段进行管理，即对设计方案进行审查。严格审查设计方案的征地情况与当地实际情况是否相符，路面宽度是否可满足交通量的需求。路基是否能承担起相应的荷载等级，是否具有安全性，道路工程的预算是否合理，只有严格地对设计阶段进行控制，才能对工程质量进行保障。此外，道路施工质量的管理离不开施工工艺。一般而言，选择合适的施工工艺、制定合适的施工方案，对最终工程的质量具有控制作用。因此为制定切实可行的施工方案，需要在进行方案的设计人员对方案进行制定时严格遵循规范。在现场进行施工时需要安排专业人员对施工过程进行监督，做好施工过程的监督报告，对施工方案的实施和建设进行实时监督以控制施工的质量。例如在填方施工进行前，首先对填方材料进行压实试验，得到准确的数据来满足预定的压实度、密实度的要求。施工时为防止地基层与原土层的连接不良，通常会在填方施工前对原土层的表面进行清理。而为保证地基的承载力通常会在清理工作完成后对原地面进行压实，防止将来投入使用后因为水或车辆荷载发生地基的不均匀沉降，破坏路面结构的完整性和功能性。对压实的技术要求一般是分层压实，即待松铺厚度达到要求时就用压实机进行一次压实，由于路基粒径均值大于150 mm，为了保证摊铺质量和厚度均匀，应选用大功率摊铺设备，本项目中路基初压采用振动式钢轮压路机，终压采用振动式钢轮压路机和双胶轮压路机配合施工。即待松铺厚度达到要求时就采用相应的压实机进行一次压实，在每次压实工作完成后还需对压实质量进行检查，这样可以有效避免因施工过程的不达标带来的安全隐患。

2.2 填方公路填石路基分层填筑层厚控制

在山区填方公路填石路基施工实践中，为了保证填石路基的整体质量和整体夯实度，必须选用分层填筑、分层压实的施工方式。路基填石经压实后分层填筑料之间应能够形成足够的咬合力，层间的内摩擦力需满足设计及规范试验指标，只有这样才能确保路基的整体性。经实验研究发现填石粒径超过标准粒径值时，不但会影响压实设备的正常工作，而且难以使石料之间达到设计咬合力和承载能力的要求。因此为确保路基层间的连接，填石的粒径应低于填筑厚度的65%。进行摊铺工作前应设置专人对填石粒径进行严格筛分，从而间接的控制单层摊铺厚度。

2.3 山区填方公路填石路基压实控制

在山区公路填石路基施工过程中，为了保证填石路基的整体质量和承载能力，必须确保摊铺及压实的可靠性，在路基压实施工中，为了保证填石路基各层充分密实，防止后期路基在荷载作用下出现大幅整体沉降及局部不均匀沉降，应采用重型振动钢轮压路机和胶轮压路机联合施工。此外，在压实过程中，可以在填筑料中添加一定比例的水，用以润滑填石石料。一般情况下，振动钢轮压路机的振动频率应控制在20 Hz～35 Hz之间，具体振动频率应根据施工现场环境进行微调。在碾压过程中，为了保证压实质量，初压及终压共计压实至少8次，压实施工必须保证全方位，防止出现局部漏压问题。图1为填石路基摊铺及压实施工现场。

3 山区填方公路填石路基施工技术及工艺特点

3.1 填方公路填石路基施工材料及压实施工特点

公路填石路基施工质量取决于施工填筑石材的粒径和石材密度，通常情况而言，由于施工材料选用的差异，导致路基填筑成型质量和承载能力存在较大差异，因此，为了保证填方公路的填筑质量，必须对备选石料进行试验检测。且试验初始密度指标仅作为参考。此外，填方公路填石材料性质与普通路基填筑材料的性质存在差异，普通公路的路基填筑料，在长期荷载作用下，很容易出现不均匀沉降及变形，导致路基结构使用寿命缩短，但填石路基材料的弹性模量指标较高，在同样荷载作用下，变形较小，相应的沉降值也较小。在后续压实施工过程中，必须保证摊铺均匀，骨料级配合理，防止在压实过程中出现严重的离析问题，从而导致路基材料局部不均匀。

3.2 科学选取填石路段

在填方公路填石路基施工实践中，为了保证填石路基的施工质量和施工适用性，必须选取满足填石路段要求的路段进行施工，一方面充分发挥填石路基高承载能力和小变形特性，另一方面是最大程度降低施工路段后期养护维修成本，提升公路使用的可持续性和公路建设投资效率。此外，具体的施工方法必须严格依照路基材料性质，主流的施工方法有分层填筑和土石方交替填筑两种基本方法。例如，对于沿河高填方路基施工而言，由于沿河路段在长期河水侵蚀作用下，路基结构容易渗水，长期作用下，容易引起路基材料级配变化，影响路基的综合承载能力和耐久性。为了提升路基填筑材料的密实性，应采用土石方交替填筑的方式进行，确保压实效果和压实质量。

3.3 填方公路填石路基基础施工方式

在填方公路填石路基施工基础底部施工过程中，应加强基础施工质量，必须意识到基底质量对整个填石路基的质量影响，基础底部承载能力均匀性应处于规范给定范围内。在使用土石方交替填筑施工方法中，应对颗粒直径较小的进行处置，保证石材及小粒径土层之间的承载能力二者间差异降低。此外，选用土石方交替施工法进行施工前，应确保设置三层以上的过滤网，且填石材料的厚度应超过400 mm以上。

3.4 填方公路填石路基摊铺施工

在具体的填方公路填石路基施工阶段，为了保证分层摊铺质量和填筑后路基结构层的整体质量，应选用可靠的渐进式摊铺施工技术，以保证每层路基填筑材料的夯实能力，为了提前落实路基结构摊铺工作，应先安装项目实际情况对路基结构的宽度和摊铺面积进行提前设计试算，使用功率较大的推土和摊铺设备进行路基摊铺和压实。且在摊铺过程中，必须保证路基材料向前推移有效值在5 m以上，一层推移完成后，在已经推平的路面上再次放上施工材料，并再次使用大功率推土机来进行二次摊铺施工作业。最后，在填石路基摊铺施工的尾声，还应该使用部分施工材料来填补原有填石路基上的孔隙和微裂缝，直至路基表面未见明显裂缝为止。