AASHTO路基填料分类规范在海外工程中的应用

贾烊

(中国建筑国际工程公司,北京100029)

如今，中国企业越来越重视开发和经营国际工程市场。受到国外技术规范经验缺失的限制，与欧美同行竞争时劣势明显。在公路建设领域，美国州际公路与运输工作者协会（AASHTO）颁发的一系列规范被广泛应用于国际工程。深入研究AASHTO规范，有助于承包商深入理解设计要求，控制工程质量。路基压实度是控制公路建设质量的关键指标[1]，路基填料种类影响压实效果。某些土质由于矿物组成的缺陷，甚至完全不适用于路基填筑，冒然使用将会埋下路基开裂、失稳破坏等后患。本文以南美洲玻利维亚道路工程为例，围绕AASHTO《公路建设用土壤和土壤-集料混合料分类》（M145-91）的2017年修订版[2]（以下简称M145规范），分析了美标路基填料分类方法的特点，对中美规范之间的差异进行了探讨，所得结论能够为同类工程提供参考。

1 AASHTO填料分类方法

美标M145规范利用土壤试验所得的粒度分布、液限和塑性指数，将土壤填料分为7个群组，分类结果如表1所示。通过公式计算“群组指数 GI（Group Index）”评价土壤的工程适用性。由表1可以看出，粉质土（A-4～A-6类土）、粘土（A-7类土）的路基填筑适用性较差。

群组指数的计算方法见下式：

式中：F为通过75μm（No.200）筛的材料百分数（用整数表示），LL为液限，PI为塑性指数。当群组指数计算值为负数时，直接取为0，群组指数应精确为整数。在M145规范中，给出了A-4～A-7类土的液限、塑性指数分布情况。

2 不良填料规定

2.1 A-6、A-7类土

根据M145规范，在表1中，A-6或A-7类土被描述为相当差的路基填料类型。原因在于A-6或A-7类土在吸水膨胀量和失水收缩量均较大，对路基压实不利。A-7类土还具有A-5类土的高液限土特性（液限大于50%），其水稳定性较差，且工程强度较低[3]。

表1 AASHTO土壤和土壤-集料混合料分类

群组指数的大小与路基材料性能评价密切相关。群组指数公式的基础依据之一是路基材料的承重能力与其群组指数成反比假定，即群组指数越大，承重能力越小。如果群组指数≥20，则该材料是非常差的路基材料。需要注意的是，不是所有的公路工程都禁止使用A-6或A-7类土作为路基填料，在优质路基填料匮乏的项目中，往往通过设置附加条件来使这两类土能够用于路基施工。例如，根据文献[4]的介绍，埃塞俄比亚某公路项目的特殊技术规范认可A-6、A-7类土，但附加条件是其塑性指数及群组指数都必须小于20。

2.2 A-8类土

有机土壤（腐殖土或泥炭）可被划归为A-8类土，并且只需通过目视检查进行判断。这类土壤压缩性大、强度低，不适合在路基中使用。在我国《公路路基施工技术规范》（JTG/T 3610-2019）[5]（以下简称JTG路基施工规范）中，含草皮、腐殖质的土壤严禁作为路基填料，特殊情况下，泥炭、有机质含量超限的土壤必须经过技术处理方可使用。

3 中美规范比较

M145规范利用材料粒度分布、液限、塑性指数对填料进行统一编码，辅以群组指数进行评价。该方法操作性强，便于试验室快速判断填料的路用性能。在“分类群组的描述”条文中，介绍了A-4～A-7类土的典型材料，如砾石、砂、粉土、粘土等。其中，“粉质”适用的是塑性指数≤10的细料，“粘质”适用于塑性指数≥11的细料。对这些材料更详细的分类，需要借助美国材料实验协会（ASTM）发布的《工程土壤分类标准规程（统一土壤分类体系）》（D2487-17）[6]。

从AASHTO系列规范上来看，《公路施工指南规范》（GSH-10）、《公路工程手册》（CM-4）规定了公路施工的通用准则，且包含了大量商务合约方面的内容，M145规范仅是路基填料方面的单项规范文件，侧重于土壤的数值分类。相比之下，我国JTG路基施工规范是指导路基材料选择和具体施工的纯技术性文件，内容相对完备。在路基填料分类方面，不只规定了某种土壤“能不能用”，更解决了不同土壤“怎么用”的问题。在JTG路基施工规范中，体现了定性与定量并重的思想，考虑液限、塑性指数的数值水平的同时，将不良土壤划分为膨胀土、软土、湿粘土、盐渍土等特殊类型，便于专项处理。与美标规范类似，土壤种类的判定方法属于《公路工程地质勘察规范》（JTG C20-2011）[7]的规定范畴。此外，JTG路基施工规范还对路基CBR值、最大粒径要求及压实度等施工控制指标作了明确要求。

4 AASHTO规范的应用

4.1 工程概况

圣何塞德奇基托斯-圣伊格纳希奥德贝拉斯科段道路建设项目（以下简称双圣项目）位于南美洲玻利维亚圣克鲁斯省，由中国建筑股份有限公司承建。项目全长约208km，为沥青混凝土道路，采用双向两车道形式。路面宽度为7m，路肩宽度为1.5 m，设计时速为80-100Km/h。路基填方约478.97 万m3，路基挖方约118.77 万m3。

4.2 技术规范要求

在M145规范的基础上，双圣项目《特殊技术规范》对路基施工和材料换填作了详细规定。为了在稳定、优质的基础上进行路堤和路堑施工，对路基顶设计标高以下1.3 m的土壤进行系统控制。按照AASHTO T-193规范方法测定，绝大多数A-6或A-7类土的膨胀系数会超过2%的限值，所以必须对此类土壤进行置换。根据前期的公路地质勘测，初步确定了道路全线A-6或A-7类土的分布位置，详见表2。技术规范规定：必须使用A-2-4型或更好的材料进行替换，并且在段1至段3处，最小更换厚度为0.6 m，在段4处最小更换厚度为0.8 m。

表2 A-6、A-7类土分布区段

5 结论

5.1 路基填料分类规范是项目技术规范的理论依据，直接影响着实际工程量和工程造价。M145规范与JTG路基施工规范存在较大差异，国际工程承包商应当主动吃透美标规范，避免在市场竞争和工程履约中处于被动。

5.2 由M145规范可知，A-6或A-7类土的路基适用性为相当差，是否能够被用作路基填料要视项目具体的要求而定。这一点必须在开工前明确，否则将会影响取土场位置的确定，严重制约工程进度。