公路施工中填石路基施工技术的应用研究

韩文辉

（青海省兴利公路桥梁工程有限公司，青海西宁810016）

0 引言

如今，山区、丘陵地区公路建设不断增加，公路路基高填深挖问题相对较多。加之西部山区地质条件复杂，各种岩石产量较高，道路作业一般需要进行爆破，以形成大直径碎石料。随着振动碾压机的普及和施工工艺技术的快速发展，为了合理利用废石，节省运输成本，大型填料路基逐渐成为路基设计的常见类型[1]。在现代公路工程的施工过程中，填石路基是一种影响公路工程质量的特殊路基形式。因此，施工人员在填石路基的过程中，应严格执行相关国家标准，避免因承载力不足而出现路面沉降、变形等问题。

1 公路施工中填石路基的施工现状

1.1 公路施工的技术标准不够明确

当前，填石路基施工技术在国内公路建设项目中的应用时间并不长，相关的施工技术仍有很大的提升空间。此外，部分施工人员对填石路基的施工技术缺乏学习与了解，导致实际应用效果大打折扣。究其根本，与填石路基技术标准不明确有关。在填石路基施工技术不断发展、适用范围不断扩大的今天，如果填石路基施工技术的应用标准不明确、制度不健全，就难以保证公路项目的施工质量，从而引发一系列的连锁反应[2]。

1.2 施工过程中的管理水平有待提高

公路项目施工过程中，施工质量控制相对薄弱，这与缺乏科学的管理机制脱不了干系。一旦管理存在问题，就无法保证整个项目的施工进度和施工质量，进而影响项目建设的整体效率。

此外，在项目建设的过程中，如果管理人员没有对施工质量进行科学、有效、充分的管理，缺乏对施工质量的整体规划与思考，不能做到定期检查，就会给公路项目后期建设与投入使用留下一定的风险与安全隐患，影响以后的运营与使用。因此，相关单位务必建立科学、规范的管理机制，从制度上保证施工进度和施工质量，为提升公路施工项目整体施工效率打好基础。除此之外，管理者也要更新管理理念，优化管理意识，提升项目整体的规范化程度，从而为公路项目的后续工作做好铺垫，提升公路建设的整体质量。

2 填石路基施工技术特征及沉降机理

一般情况下，施工单位会选择石材作为填石路基的一般填筑材料。为了使填石路基的材料选择更直观、方便，应对历史数据进行分类。石料可根据其压实特性、粒度组成进行分类，也可根据充填材料的强度和自风化程度，分为硬岩、次硬岩、软岩等类别。石料从施工单位收集后，运至施工现场，并由施工人员检查石料的强度。进行抗压强度的检验工作，所选择的石材必须具有至少15MPa 的强度，以保证填石路基的施工质量。

所选择的设备必须与实际工程相匹配。通过确保路基填料的厚度、质量控制和压实技术，为该技术应用于设备和测试奠定基础。由于石料的种类和强度不同，在应用该技术前，应检测石料的强度，并根据检测结果和相关标准确定填充物的厚度和质量控制标准。为了使公路建设工作顺利进行，建设单位必须按照公路建设要求控制施工过程。

由于施工技术本身的特殊性，现场检查起着重要的作用，需要考虑到设备、技术和人力的变化，及时对设计图纸进行有效的审查和分析。审查和分析必须按照现有的判断标准进行，符合审查机制的总体要求[3]。

填石路基的沉降变形可分为施工期沉降和施工后沉降。施工中的沉降变形主要是在压实作用和石料自重、石粒运动和重新排列、破碎填充物和弹性塑性变形的综合作用下共同诱发的，施工期间的沉降变形通常在较短时间内完成。在施工后发生沉降变形，尤其是在公路运营过程中发生沉降变形，主要是由于车辆振动、路基自重、路基施工后的石子软化等原因，骨架应力重新分布，石粒继续产生相应的压碎、细化和填充，路基的填充结构形成特定的蠕变沉降。在这个过程中，真实的应力不断释放，棱角有一些平滑的变化，真实的填筑体几乎是稳定的。

蠕变变形的一个标志是路基缓慢变形，而蠕变作为一个关键特征，是施工后沉降的关键依据。随着时间的推移，蠕变变形逐渐减小，直到石料不再碎裂而趋于稳定。

3 填石路基对地基承载力的要求

长期以来，公路填料的压实特性和测试标准的试验研究，都是以细粒土为基础的。因此，目前对其质量的检测和评价具有比较完备的技术手段和统一的技术要求。粒度较大的砾石路基应用较广，如果粒度较大的问题没有得到妥善控制，如路面不平、压实能力不足、压实机组合不当以及质量检测标准和方法不完善，更容易出现施工后的沉降和不平整现象。沉降会影响路面的平整度，甚至在路面上产生纵向和横向裂缝，影响路面的整体稳定性和耐久性。因此，迫切需要对公路建设中充填砾石、碎石、碎土的路基进行质量检测和评价。

一般认为，填石路基是理想的，具有较高的承载能力。但是，如果对填石路基的要求过低或施工过程中处理不当，仍会对路基产生负面影响。因此，对填石路基不可掉以轻心、放宽要求，应保证填石路基的平整度和强度的均匀性。在山区的施工区域经常会遇到岩石和细土混合的路段，如果不进行处理，会因为路基的强度很不均匀、表面不平而产生更大的影响。特别是在路基的稳定性方面，如果路基填筑高度较高，会增加不均匀沉降，增加路基和路面损坏的风险，所以在填筑路基前要认真思考、合理处理。根据填石路基填料的工程特性，即填料多为粒径较大的碎石，颗粒间基本没有凝聚力，抗剪强度多由颗粒间的摩擦形成，强度高且充满岩石的路基，在某种程度上可以认为是半刚性的。如果路基下沉明显，路基内部产生的剪应力大于路基的极限抗剪强度，路基将发生较大变形，失去稳定性。针对不同类型的地基，规定了相应的技术要求和处理方法，强调是否满足承载力直接影响着填石路基的整体稳定性，均匀度和平整度是关键问题。在岩石和细土混合的情况下，主要由于强度的不同而产生承载力的差异，因此必须加强细土的强度。

细粒土上必须设置过渡层，地基石齿时，石料至少要开裂80cm，用填石料代替细粒土，形成均匀、平整的岩石混合基地[4]。这是因为，如果不爆破基岩，细粒土部分则没有被压实，即使基岩被爆破，也必须用石料代替一部分细粒土，厚度减小后，才能有效压实位移。

4 公路施工中填石路基技术的应用

4.1 确保填石路基作业原材料的质量

在填石路基施工过程中，相关单位应该高度重视施工规范，加强监管环节。作为现代施工企业，在公路工程项目的施工过程中，选择填石原料时，不同项目在石料尺寸、强度等方面的参数标准都是不同的，因此，相关人员必须严格按照标准要求选择石料。选择时，必须根据相关的标准选择粒径在30～50cm 之间的材料，确认原材料符合试验参数的相关要求后，即可应用于实际的公路工程施工中[5]。在石材的选择过程中，石材的来源通常是切割和隧道爆破。为了保证填石路基的施工质量，需要在施工过程中对石材路基进行管理，管理措施大致可分为两类：一类是对于违规施工必须及时发现并纠正，确保施工质量；二类是由于施工方法在施工过程中受地形影响较大，应根据路段的实际情况采用基本稳定法。

4.2 路基基底的作业技术

施工人员必须采用合理、科学的方法保证路基良好的稳定性，比如，可以用换填方法完成对公路基础的压实。运输车辆卸完填充料后，要用推土机将填充料粗略压平，然后再结合人力进行联合整平[6]。为了便于填石路基排水，必须设置路拱，控制填床高度，可将高度控制在50m 以内，以保证填床的均匀性。实际铺设的石料，要么局部超过大粒径限制，要么在填充过程中出现明显的空隙，这不可避免地需要专门对特大石料进行破碎、清除和平整。为了处理非常大的石料，可以挖一个坑，并将石料大面朝上适当放置。如果放置不便，可能在高于石料初始平面的部分进行破碎。如果石料较硬且难以破碎，应立即将其移出并放置在路基中心，等待第二道破碎工序。路基的边缘位置是路基摊铺、平整的薄弱环节，大碎石容易集中在路基边缘，平整难度大，因此应加倍关注。碾压时，应根据石材的粒度选择合适的滚压工具。应预先设定好碾压次数，碾压时从路基两侧开始碾压，最后碾压中间部分。路基压实时，可用小石屑填充空隙，压实时可补充水分，保证压实度，有效防止公路建成后的路面沉降。路基压实后，应检查填石情况，确保公路施工符合设计要求。

4.3 填实路基的技术分析

填石路基找平过程的关键是，确保最大的石材在每层的底部，较细的晶粒在顶部，确保最佳的接合和压力传递，同时填充它们之间的孔隙，以提供嵌锁和压力传递。摊铺后，路基表面细料明显缺乏的，应加细料，并铺设碎石或石屑，填补大碎石之间的空隙，但严禁使用细粒土填充。细粒土易移动，不抗侵蚀，会降低路基的稳定性。填土路基的承载力取决于填筑高度，使用细粒土作为基础时，应保证滤层材料符合标准，厚度在30～50cm 之间。以细土为基层压平基岩，并在细土层上加装过滤层，细土的厚度要保证地基承载力的平衡。在公路工程建设中，由于路基地质、地层结构等原因，路基施工技术应用较多，技术实施质量不高[7]。

因此，要想有效提高技术的应用质量，合理防止因技术选择不合理而造成技术施工质量不合格的情况，施工单位可进行工艺技术模拟试验，加强施工设备配置，进行前期基础研究，综合分析施工数据，进行工艺技术的选型和评价，确保工艺合格。同时，应最大限度地降低技术应用质量和工艺技术应用不当导致的公路工程使用寿命不合格等不良现象。

4.4 填石路基的碾压作业

在填石路基的施工过程中，必须重视压实过程。只有严格控制压实，进行充分的压实，才能增加石块之间的嵌锁作用，增加强度的摩擦分量。它通过重新排列颗粒、填充孔隙和降低孔隙率，来提高路基的整体强度和变形稳定性。

但需要注意的是，压实功能必须控制在合理范围内，既要保证充分压实，又要防止石料反冲、不回弹，可以提供较多的压实能量，能够完全被压缩。在压实大粒径的碎石填充物时，也可能发生破碎。建议操作者在施工作业中使用压路机时，前期采用振动碾压法，后期采用静碾法。对于施工规划，操作人员要考虑施工现场具体情况，选择合理、有效的方法——分段填筑与碾压。根据国家对公路工程实际建设的相关要求，碾压作业分为初压、再压和终压三个阶段[8]。

滚动应缓慢、均匀地进行，中间不得中断，以确保项目的压缩程度和质量。中间部分在路基两侧碾压工作完成后，前进时振动轧制，后退时静轧完成。采用段填轧施工方法，每段长度约200m，前后段碾压重叠约1m，填石路基的缝隙应填满石屑或小卵石。碾压分为初压、再压、终压三个阶段，每次碾压2～3 次，速度优选1.5～3.5km/h。分层强夯法充分结合了分层填充和强力压实，可实时、有效调整上层松散路面系数，可将下一层厚度作为可靠参考，采用相同材料进行压实施工的连续密实施工方法，待石材粒度达标后进行滚压处理。在碾压过程中，如果石材的级配不理想或细料比例偏低，可适当添加一些细料以保证密实度，填石路基稳定、路面平整、车辙去除、砂石镶嵌牢固、压实度合格即可。

5 结语

填石路基技术重点解决山区公路路基大块碎石填筑过程中遇到的实际工程技术问题，这些成果的应用将对保证施工质量起到重要作用。加快发展大型碎石路基、山区公路建设，提高施工效率，降低工程成本，作为路基填筑的一系列施工技术难题，为大规模推广填石路基施工技术创造了有利条件。为了制定填石路基施工技术的相关施工规范，为填石路基检测标准提供理论依据和基础数据，这些研究成果的成功应用，将促进山区公路的进一步发展。作为新时代的筑路企业，公路建设中路基施工所需的填石料质量必须符合标准，各项准备和施工都必须一丝不苟，严格把控，从而全面提升公路工程质量。