浅谈戈壁大风沙、长日照地区高速公路路基施工技术

单静云

摘 要：随着西部大开发的推行，穿越戈壁地区的高速公路建设项目越来越多。结合现场施工经验，分析其质量控制要点。希望对戈壁大风沙、长日照地区的路基施工能够起到参考作用。

关键词：戈壁地区;路基施工;快速封闭;质量控制

中图分类号：U213.1 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）22-0129-02

0 引言

在高速公路路基施工中，干旱少雨、大风及沙尘暴、高寒将给施工带来一定的困难，特别是路基施工中，如何对戈壁、风沙路段采取有效措施，减小填筑土中水分蒸发，保证其最佳含水量，将成为保证工程质量、降低工程造價的关键。该项技术的探究，能够更好地提升戈壁大风沙、长日照地区高速公路路基施工技术的操作、控制水平，提升戈壁地区高速公路路基施工的整体质量。

1 工程简介

柳格国高（G3011）敦煌至当金山高速公路作为柳园—格尔木国家高速公路的重要组成部分，是沟通格尔木和拉萨的重要迂回线路。项目的实施对加强我国与欧亚各国之间的合作，构建开放型经济新体制，提升丝绸之路经济带上的通达能力，有着重要和深远的战略意义。

柳格国高（G3011）敦煌至当金山高速公路试验段DDSY-2标段，线路起讫桩号为K285+400～K297+275.448，主线长度11.875公里，其中路基4.3km，作业内容为路基土石方开挖及填筑，桥涵过渡段填筑，路基附属工程等。

项目地处戈壁地区，主要环境特征为大风频繁、风力强劲;日照时间长，早晚温差大;气候干燥，降雨量小，蒸发量大，夏季短暂炎热，冬季漫长严寒。

2 路基施工技术

2.1 填土

作为路基压实质量检验的主要参数之一，路基分层压实厚度的控制是其中的关键，分层施工控制的质量直接影响路基压实的质量和施工工效。

本项目路基填筑采用“网格法”布料摊铺，在路基填筑面用白灰画出网格，网格尺寸计算时以路线纵向为长边、横向为短边，以便控制运输车辆按网格顺序倾倒填料;在网格节点处做好标高台（按试验段确定的松铺系数1.2，控制松铺厚度），标高台顶面用白灰做出标记，以便摊铺平整时能够准确控制摊铺厚度。按松铺厚度30cm控制时，根据路基填筑面宽度计算网格规格，有效避免了摊铺厚度不均匀、粗颗粒汇集在一起的问题。本项目自卸车的车厢容量为24m3，根据路基宽度合理分部网格数量。

在路基边坡边缘埋设标有红白相间的花杆，用以控制路基边缘处的松铺厚度。

2.2 摊铺整平碾压

路基填筑面按照网格布料后，用推土机、装载机进行摊铺、粗平，平地机精平的方式（如图1），控制填筑层在纵向、横向的布料平顺均匀，有效保证压路机的钢轮表面能与填料密贴，达到要求的碾压效果。

在摊铺、粗平时，用推土机、装载机对路肩部位进行压实，保证压路机在碾压施工时，能够压到路肩而不产生滑移。压实之后，对局部凹坑采用人工补料修整。

2.3 机械碾压施工

路基施工填筑过程中压实机械采用22T重型压路机，碾压顺序从线路（整体式路基）两边向中间、由低处向高处逐步碾压，碾压工艺为：先静压1遍，再弱振1遍、强振（碾压遍数按不同压实度要求确定），最后静压1遍。

本项目在93区、94区、96区试验段的碾压控制方式如表1。

2.4 检验签证

本标段高速公路路基设计为整体式结构，对路基的工后沉降有着严格的要求，因此控制路基填筑的质量显得尤为重要，问题的核心在于严格控制路基的压实质量。

本项目在路基填筑施工时，对填料加大抽样频率，做标准击实试验，对每次试验结果严格按照相关试验控制指标控制施工。施工现场在碾压施工前先进行含水检测，含水量达到最佳含水量要求的范围时，再进行碾压施工。

碾压时多台压路机同时作业，快速封闭，有效保证了路基在碾压时的含水量，确保压实质量。

3 施工控制要点

3.1 填筑方式

路基填筑应横向全宽、纵向分层填筑压实，严禁出现纵向接缝。当原地面凹凸不平时，应先从最低处分层填筑，两边向中间填筑。路基边坡超填宽度为30cm。当路基各段分别填筑时，接头处应挖台阶，台阶宽度大于2m，台阶高度与填筑层厚度相同。

3.2 填料控制

在路基施工前，对填料的级配、粒径、强度等相关技术参数按规范要求的试验方法进行检验，确保填料的相关技术参数达到要求。分层填筑厚度应根据压实机械的压实度的要求值、填料类型和压实能力，通过施工试验段确定。本项目采用砾石类土填筑，22T重型压路机碾压，分层的最大压实厚度控制在小于30cm。

本项目设计要求路基路堤填料CBR不小于4%，最大粒径小于150mm;下路床填料CBR不小于5%，最大粒径不超过100mm;上路床填料CBR不小于8%，最大粒径不超过100mm。通过对取土场填料的取样分析，得知填料主要为粗圆砾土构成，最佳含水率5.9%，最大干密度2.34g/cm3， 天然含水率为0.9%，填料粒径小于150mm占试样总质量的81%，小于100mm的占72%。填料存在超粒径的现象，需要对填料进行筛分，粒径才能达到设计及规范要求。

筛分操作分两步进行操作：

第一步，在自卸车车厢顶部架“人”字型车背筛，“人”字型车背筛两边延长，超出车厢边框30cm，防止筛余超粒径的废料损伤车辆，车背筛采用型钢做骨架，弹性钻杆焊接成条状筛网;

第二步，填料运至现场，在摊铺施工过程中，人工对扁长状的大粒径砾石、卸车时从筛网上掉落的块石进行最后捡出。通过以上两个步骤，从而确保填料满足设计要求。

3.3 路基焖料

在戈壁地区，天然取土场的路基填料天然含水量小于最佳含水量，且水分蒸发快，在实际施工中采取了取土场焖料和填筑现场洒水相配合的方案解决填料含水的问题。

填料在装车运输的前一天晚上，采取“梅花桩+导流沟”的方式挖坑储水焖土（如图2），然后装车运至现场填筑。

由于气温和大风的影响，被焖好的填料从取土场到摊铺粗平后，含水损失很大，还需要采取及时洒水补充的措施，洒水后及时碾压封闭，洒水量根据实测值与最佳含水量的差值确定。

由于施工地段严重缺水，因此控制含水率成为土方路基填筑施工工序中关键控制工序。项目部积极应对缺水情况，通过多水源地拉水、路基洒水闷料等方法，有效的解决了路基填料含水的问题，保证施工质量。

3.4 填料最佳含水率控制

本项目地处戈壁荒滩地区，大风天气频繁、风力强，气候干燥，蒸发量大，受地形影响，气候差异较大，项目区最高气温35～37.7℃，年平均降水量42.4～151.4mm，年平均蒸发量2005.2～3523.9mm，春夏秋季多东风，冬季多西风，年平均风速3.7m/s。在摊铺整平过程中，填料水分散失比較大，常常会超出最佳含水范围，影响路基的填筑压实质量。通过试验检测统计发现，填料在运输过程中含水量损耗0.3%，摊铺的过程中含水量损耗1.7%。在摊铺完成后，对填料进行洒水补充，保证碾压时填料有着最佳含水率。

计划填筑方量3000m3（实方），填料闷料需水（298m3）。

已知：ω最佳=5.9%，ω天然=0.9%，ρ=1668Kg/m3

闷料需水：M水=M湿（ω最佳-ω天然）/（1+ω天然）=1.2ρV（ω最佳-ω天然）/（1+ω天然）=1.2×1668Kg/m3×3000m3× （5.9%-0.9%）/（1+0.9%）=297562Kg=298m3

摊铺后补水：M水=298m3-179m3=114m3

碾压时多台压路机同时作业，快速封闭，有效保证了路基在碾压时的含水量，确保压实质量。

4 结语

本项目通过自卸车车厢架设“人”字型筛网提高了填料过筛效率，节省了施工成本，局部通过人工挑拣扁长状及散落的块石有效解决了路基填料的超粒径填料问题，确保了填料的均匀性，提升了路基填筑质量。

通过现场试验进行施工现场补水量测算，M水=M湿（ω最佳- ω天然）/（1+ω天然）;本项目地区填料在闷料后含水量损失为2%左右，闷料后根据水份蒸发情况洒水补水，通过填料料场闷料和现场摊铺补水措施使填料含水率始终控制在最佳含水量-1%～2%及时碾压，实现工、料、机最佳组合，保证路基填筑压实效果。由于本项目所在戈壁地区的填料含土量较小，在施工中，通过分析施工地段填料的性质，进一步研究采取何种措施可以使该类土填筑的路基“板结”效果更加，达到较为理想的压实效果。在本项目路基施工中，通过不断的交流施工经验，总结出戈壁大风沙、长日照地区高速公路路基压实质量控制施工关键技术，为今后戈壁大风沙、长日照地区施工提供经验参考。

参考文献

[1] 杨总峰.极旱荒漠戈壁地区高速铁路路基施工质量控制浅议[J].甘肃科技，2011，27（18）：157-158.

[2] 韩文峰.戈壁大风地区高速铁路路基施工技术[J].科技创新与应用，2013（24）：21-22.

[3] 程丽霞.戈壁干旱地区高速铁路路基填筑质量控制[J].科技风，2016（7）：189-190.

[4] 徐成权.戈壁土路基施工工艺及关键技术研究[J].民营科技，2013（4）：298.