高速公路路基施工中巨粒土填筑技术的应用

杨劲

【摘要：】文章分析了巨粒土填筑技术的特点和影响巨粒土填筑施工的因素，并与工程实际相结合，对高速公路路基巨粒土填筑施工需要开展的填料性能检测、施工工艺以及施工结果进行探讨，证明将巨粒土填筑技术应用在高速公路路基施工中不但能使施工成本降低，还能使施工质量和施工效率得到提高。

【关键词：】巨粒土填筑技术;路基施工;高速公路

U416.1+11A080253

0 引言

在高速公路结构中路基是非常重要的部分，高速公路的稳定性会受到路基填筑质量的影响。在路基填筑中使用巨粒土材料，必须对含泥量进行合理控制，从而防止对压实效果产生影响。当拥有过大的粒径时，必须合理地进行剔除与压碎处理。为了使巨粒土填筑路基拥有更高的质量，必须充分了解和掌握相关技术要点。

1 巨粒土填筑技术的特点

巨粒土路基是一种使用土石混合填料作为填筑土，采用不同的内部土石占比，使其拥有不同的结构特性，在通过碾压施工后表现出不同工程性质的路基。巨粒土拥有较好的透水性和较高的结构强度，相比于普通填筑土拥有更大的压缩模量和固结系数，在施工时使用巨粒土可以对大面积变形进行有效预防，使路基的整体稳定性得到明显提升[1]。但是当增加巨粒土的含石量时，整个填料就会向骨架空隙结构转变，所以在含石量不同时对巨粒土的工程性质存在不同的影响：当拥有较大含石量时，填料土质为影响巨粒土工程性质的主要因素;当拥有较小含石量时，石料性质能够直接影响其工程性质;当拥有较少的细粒土含量时会对填料内粗细集料组成差异产生影响，使各粒径集料之间的嵌挤作用降低[2]。巨粒土含量丰富的地区大多存在非常复杂的地形，如沟谷或斜坡等，压实难度较高，如果不合理选择施工技术会对路基压实效果产生不利影响，所以必须对巨粒土压实工艺进行合理选择与控制。

2 影响巨粒土填筑施工的因素

2.1 巨粒土填料性质

填料性质主要是由填料的级配、结构、粒径等决定的。填料性质能够对高速公路路基施工的难度和方式产生影响，填料质量好，在施工时受到其他因素的影响较小，能够有效提高施工效率、缩短施工周期;如果填料性质较差，会增加施工过程中出现问题的概率，需要满足更高的管理要求和技术规范，同时在填料的级配、粒径存在差异时，需要采用不同的压实机械和压实方式。

2.2 气候条件

当填料为硬质碎石或软质岩石时，风化的可能性很大，这时处在水分较大的环境中会导致填料崩解或松散，如遇雨水天气会使车辆行驶的难度提升，在很大程度上对施工进度产生影响[3]。

2.3 场地条件

料场、边坡及原地面的处理是项目施工场地的主要影响因素。当高速公路边坡稳定性较好时，能够有效避免在雨季发生崩塌、滑坡等问题，对施工影响较小。当原地面边坡拥有较好的稳定性时，无须特别处理即可使安全性得到一定保障。如果存在完整的岩体结构，可以利用洞室爆破;在缺乏稳定性时，可以对地面爆破的方式进行利用;如果在爆破后还有较大的颗粒粒径以及级配，需再次进行爆破。

2.4 施工周期

施工周期就是对于各项施工任务的时间安排计划。能否合理地安排工期将对整个高速公路路基工程的效益和质量产生直接影响。如果一味地缩短工期，将会在不同程度上降低施工质量。

2.5 项目管理

由于巨粒土填筑路基工程的工作量较大且施工难度较高，参与施工的人员較多，因此必须充分重视管理工作的有效开展[4]。同时，由于各种机械的操作非常复杂，需要有效地协调各项施工任务和人员调配，所以在管理时应该对现阶段各种先进的技术进行充分利用，如多媒体技术、计算机技术等。

2.6 压实方式

在巨粒土路基填筑施工中，利用不同的压实机械会产生不同的施工效果、质量以及效率。在气候条件、场地条件以及填料性质一致的基础上，选择不同的压实机械和压实方式会产生不同的经济效益。

3 工程实例

3.1 工程概况

某高速公路路基工程宽24.5 m，长32.3 km，设计为双向六车道，线路中存在山岭重丘地形地貌，结合降低工程造价的目标和该路段的实际条件，决定对当地原有材料进行利用，到附近天然取土场完成路基填筑材料巨粒土的获取，并与冲击碾压技术相结合，使巨粒土填筑路基拥有更高的施工质量。

高速公路路基施工中巨粒土填筑技术的应用/杨 劲

3.2 填料性能

在开展正式施工前，选择一路段为试验段，开展路基巨粒土的界限含水率检测、CBR值检测以及重型击实试验。

3.2.1 重型击实试验

试验的目的是为了明确本次工程中巨粒土填料中石料的最佳掺加比。所以在进行试验时分别选择含有60%、50%、40%、30%、20%石料掺量的巨粒土，并选择重4.5 kg、直径50 mm的击实锤进行重型击实试验。将击实锤提升至45 cm高度，并选择高12 cm、内径15.5 cm的试验桶，确定三层击实层数，进行共98次击实。具体重型击实试验结果见表1。

3.2.2 界限含水率检测和CBR值检测

界限含水率能够直接反映巨粒土填筑材料的物理性能，选取40%石料掺量的巨粒土填料，利用液塑限联合检测仪检测界限含水率。显示结果为，其拥有7%的塑性指数、23%的塑限、26%的液限，能够满足有关规范。

对巨粒土填料的CBR值进行检测得出，上路堤为36.6%，下路堤为14.1%，路基顶面0.8 m以下为75.2%。与相关规定中的路基填料强度下限相比，巨粒土填料明显拥有更高的CBR值，表明本次路基工程选用的巨粒土填料能够满足相关的强度要求。

3.3 施工工艺

由于巨粒土填筑材料拥有较高的石料含量，为了使路基工程拥有更高的结构稳定性和强度，必须充分重视碾压压实施工。所以，在正式开展该高速公路路基施工前，在试验段同时开展分层压实施工试验，从而对最佳的碾压次数、碾压速度、碾压方式以及摊铺厚度等参数进行明确，并与相关参数相结合开展正式路基施工[5]。F9B57ECE-6143-440D-9FE3-977D76C47B17

3.3.1 基底处理

路基的整体质量受路基基底压实度和基底强度的影响。由于巨粒土填筑路基出现沉降问题的概率较大，所以更应该开展高质量的基底处理工作。在开展基底处理施工时，对于原地面横坡1/5以下的路段，需要先对土层和杂草进行有效处理，然后再进行路基填筑施工。如果存在不足2 m的覆盖土，应先挖除覆盖土层。由于当地气候变化多样，所以在清理原地表时，正常情况下应选择约30 cm的地表处理厚度。与设计和施工相关规范相结合，当碾压和夯实基底时，如果路堤整体高度>10 m，地基应该达到180 kPa以上的承载强度;如果路堤拥有10 m以内的整体高度，地基应达到145 kPa以上的承载强度。当完成地基验收后，需要与施工方案相结合开展中线和边线的测量放样，确定“设计值+50 cm”的路基测放宽度，并将路基边线、中线以及相应高程标出。

3.3.2 运输及摊铺填料

在对巨粒土填料进行采集时必须保证相应的强度满足要求，并且结合人工和机械的选料方式提升选料的准确度。由于巨粒土存在不同的粒径和形状，离析现象出现的概率较大，在路基摊铺施工开展前，运输车辆应以较低的速度将巨粒土填料从天然取土场运输至施工现场，这样做能够有效避免因剧烈晃动产生的离析现象。

巨粒土填料摊铺施工时会有摊铺不均匀的现象出现，往往需要二次补挖。为了避免这种情况，必须与设计的施工流程相结合，有序地开展摊铺施工。该高速公路路基工程的施工流程为：按照先两侧后中间、由低至高、水平分层的次序卸料，并且对各侧填料铺设宽度进行严格控制，使其满足“设计宽度+50 cm”的标准，从而为路基边缘压实提供有效保障。在根据相关要求卸下巨粒土后，应该先利用推土机粗略找平，再利用平地机进行精确找平。如果发现巨粒土填料存在过大的粒径，应该采用人工方式进行剔除。

在使用巨粒土填筑高速公路路基时，必须与设计坡度相结合完成专用排水横坡的修建，保证顺利排出路基积水及降雨，并且应该将排水沟、截水沟等设施修建在横坡下，从而防止路基边坡受到水流的过度冲刷，为边坡稳定提供有效保障。

3.3.3 实际含水率控制

在路基填料摊铺完成后，必须先检测巨粒土填料的实际含水率，并以重型击实试验得到的最佳含水率为标准，确保填料实际含水率值与试验值的误差≤2%。若是填料实际含水率无法满足上述要求，需要合理选择晾晒或者补水的方式对其含水率进行调整，在补水后需要进行持续2～4 h的闷料，从而为碾压施工提供有效保证。

3.3.4 碾压施工

使用振动压路机和自行式压路机相结合的方式碾压高速公路路基巨粒土，在碾压曲线段时应该由内侧向外侧进行，碾压直线段时应该由两边向内侧进行。两种碾压机应该控制约3 km/h的行进速度，其中保持2.0～2.5 km/h的中振碾压速度和2.5～3.0 km/h的重振碾压速度。在进行压实时，行与行之间应该保持约45 cm的重叠，前后相邻段应保持约130 cm重叠。在对路基边缘进行碾压时，两种机械的碾压应与路线横断面保持45°，从而有效避免死角、漏压等问题[6]。在完成碾压后还应该用洒水的方式养护路基，最后使用光轮压路机进行一遍静压收光整平。

3.4 实际施工效果

3.4.1 沉降观测

完成高速公路巨粒土路基填筑施工后，在碾压和自重等因素的共同作用下，路基结构中必然会发生沉降，高速公路的行车舒适性和安全性会受到沉降情况的影响，所以必须在较长时间内观测该路段的沉降情况。本工程拥有较大的路基宽度，应该将3块沉降板分别设置在路基断面的两侧及中间，从而做到全面掌握路基沉降情况，详细沉降结果见表2。

由表2可知，刚结束填筑施工的路基拥有较大的沉降量和较快的沉降速率，而后期则越来越稳定;早期的沉降速率和沉降量能够满足相关规范;与路基中间相比，路基两侧的沉降速率和沉降量更小。这些路基沉降趋势也与相关研究的结论相符合。

3.4.2 压实质量观测

在高速公路路基填筑施工完成后，应该采用环刀法来抽检路基实际压实度，与相关结果相结合，所选取的8个测点分别拥有98.0%、97.2%、96.9%、98.8%、96.8%、96.7%、97.7%、97.3%的压实度。抽检结果表明，在完成巨粒土路基填筑施工后，本公路路基工程满足了相关规范要求，证明工程施工取得了较好的压实效果。

4 结语

综上所述，高速公路路基的填筑材料可以选用巨粒土，但要使巨粒土的优势得到充分发挥，必须对相关的施工规范与要点进行准确掌握，同时结合科学准确的测试试验，保证巨粒土的性能符合相关要求，为高速公路路基的稳定提供有效保障。所以，相关人员应该加强对巨粒土路基填筑施工技术的研究力度，促进其不断完善和改进，助力于我国的公路建设。

参考文献：

[1]王 凤.V型沟谷巨粒土高填方路基修筑技术研究[D].重庆：重庆交通大学，2014.

[2]龚凯超.特铢路基施工关键技术研究[J].中国高新技术企业，2008（8）：293-294.

[3]郭精德.山区高速公路巨粒土填方路基施工的质量控制与检测[J].公路交通科技（应用技术版），2016（1）：79-80.

[4]宋軼璋，何照勤，申宝稳.弃渣弃方巨粒土填筑技术在高速公路路基施工中的应用[J].公路，2016（6）：86-89.

[5]李 兵，阎宗岭，贾学明.瑞雷波技术在巨粒土路基中的应用研究综述[J].路基工程，2011（2）：41-43.

[6]赖文博.基于巨粒土填筑技术的路基施工要点分析[J].建筑工程技术与设计，2018（21）：134.F9B57ECE-6143-440D-9FE3-977D76C47B17