山皮石在绕城高速公路建设领域中的应用

刘欢LIU Huan

（中铁十七局集团第三工程有限公司，石家庄 050000）

0 引言

许昌绕城高速位于河南省许昌长葛市，沿线所经地区几乎全为耕地，而河南省高速公路的规划指导理念为“保护农田基本设施，减少占用耕地、服务社会、尊重地区特性、整体协调尊重自然”，导致路基土料紧缺，且受现行政策影响，多处禁止开采；若由外地转运而来，例如距离项目约50km 的郑州新郑市取土点，或距离项目约45km 的禹州市取土点，则土料单价及运输成本较高。

本标段起点里程K34+800，终点里程K53+490，线路全长18.69 公里。本标段路基设计要求路床80cm 范围采用水泥土填筑，其中路床上部40cm 采用掺4%的水泥土，路床下部40cm 采用掺3%的水泥土，路床填料64.9 万方，土方需求量巨大。

路线所经区域属于许昌市属北暖温带季风气候区，雨量充沛，特别是每年5 月至9 月份为该地区雨季，持续时间长、降雨量大。传统路床施工采用水泥土时，如遇下雨天气，由于水泥遇水板结硬化，会导致路床填筑困难，路床施工质量难以控制。因此，路床水泥土施工受天气影响较大，严重制约施工进度。

根据《公路路基施工技术规程》JTG/T3610-2019 相关规定，一级公路路床填料宜选用沙砾、碎石等水稳性好的粗粒土。许昌禹州市山皮石含量丰富，料质量好，石料的产量较大，质量好，交通方便，就近采用山皮石填筑路床，既可以节约材料费及运费，又能提高路床施工进度。经本项目试验检测及路床试验段总结验证：山皮石具有强度高、稳定性好的优点，且施工不受雨天影响。

鉴于上述情况，本项目提出采用山皮石代替水泥土用于高速公路路床填筑施工。

1 山皮石路床填筑控制指标

1.1 山皮石含水量

路床填筑时必须考虑填料的含水量，含水量对填筑质量有很大影响，如果含水量过低，会导致填料之间摩擦力较大，不易压实；如果含水量过高，会导致填筑后的路基出现下沉、变形等问题。因此，在填筑前需要对山皮石填料进行适当脱水，严格控制其含水量。

1.2 山皮石压实度

压实度是影响山皮石路床填筑质量的重要因素之一。如果压实度过低，会导致路面出现龟裂、沉陷等问题；如果压实度过高，则会导致路面出现过度变形、开裂等问题。因此，在填筑过程中需要严格控制压实度。

1.3 山皮石孔隙率

高速公路的路床宽度和高度一般都比较大，因此需要使用大量的山皮石进行填筑。但是，由于山皮石的颗粒较大，容易出现空隙和孔洞等问题。因此，在填筑过程中需要注意控制空隙和孔洞的大小，保证孔隙率符合使用需求。

2 施工工艺

施工工艺流程见图1。

图1 施工工艺流程图

3 工艺流程

3.1 基底处理

首先对填筑区下路堤进行验收，检查下路堤宽度、高程是否符合设计要求，检测顶面压实度是否达到94 区检验合格标准。

3.2 操作要点

①放样前首先检查、核对使用的控制点精度，经计算和实测复核，控制点满足施工规范要求。

②测量工程师依据复核后的控制点，进行路床放样。用全站仪、GPS 等精确测量出填筑路段的中线、坡脚线（外扩50cm）；并撒上灰线，中线和坡脚线用花杆标出松铺厚度。（图2）

图2 路床放样大样图

图3 撒白灰线网格大样图

图4 碾压厚度控制大样图

③根据计算出的每车装料数量，确定卸料间距为：松铺厚度为24cm，每车装土数量20m3，每个松铺段落按照100m 控制，纵向网格10m，横向8.3m，洒出白灰线网格。

④以上工作完成后即进行高程测量，每10m 观测一个断面，每个断面布设3 个点，测量工程师同时做好记录。

3.3 卸料方法

按画出的白灰线，由现场施工队长指挥运输车辆卸料。卸料时先从中间开始，纵向延申20m 后，再逐渐向两边卸土。每车材料卸在画好的白灰线中心，横平竖直，堆放整齐。

填料含水率较低时，应及时采用洒水措施，洒水采用存料场内提前洒水闷湿或路床内喷洒，填料含水率过大时，采用推土机翻松晾晒。

3.4 摊铺方法

先用推土机初平，再用平地机整平，填层目视平顺。为保证每填层的平整度及层厚的均匀，路基边、中、边每隔15m 钉摊铺层厚桩纵横挂线，进行厚度检查核实。每一层填筑时均须形成2%的横坡。按每车松散系数装车计算，施工中卸料按纵向间距10m，横向卸料间距8.3m 布置。

3.5 高程测量

推土机初平完成后，进行高程测量。测量人员在线外架设水准仪，读取对应数据并记录，随后每压实一遍进行一次测量记录。

现场随机选取区域挖到原地面，利用50cm 钢尺进行测量压实厚度，再利用水准仪进行测量高程，双重控制目的是确定松铺系数及确定压实厚度是否达到设计要求。

3.6 压实工艺

路床填筑选择振动压路机进行碾压。碾压时先静压一遍，再进行振动碾压。碾压时严格按照施工方案上规定“先边后中、先快后慢，先静后振”的原则及碾压遍数进行碾压，碾压时轮迹应重叠30cm 以上，保证做到无漏压、无死角，表面无轮迹。96 区松铺厚度为24cm，压实厚度为20cm，压实系数为1.2，压路机行驶速度控制在4km/h 以内，压路机先静压一遍，再振动碾压三遍（强振三遍），最后静压收面一遍，压实度达到合格标准。

4 机械配置

4.1 主要机械设备表（表1）

表1 主要机械设备表

4.2 试验仪器表（表2）

表2 试验仪器表

4.3 测量仪器统计表（表3）

表3 测量仪器统计表

5 结语

路床是路基的重要组成部分，路床材料以及施工质量对于后期路面施工有较大影响。本文详细分析了山皮石路床施工的施工工艺和具体操作方法，降低了路床填筑过程中材料质量的影响以及雨季施工的影响。利用全站仪水准仪等精密仪器控制路床压实度、沉降差、弯沉等数据。经试验段试验表明，利用山皮石作为路床填筑材料，有效提高了压实度，减少了沉降差，此方法切实有效地解决了路床填筑过程中的难题，确保路床工程符合规范要求。目前，该施工方法已应用于许昌绕城高速公路XCTJ-3 标路基路床的施工并取得了显著的经济效益、技术效益和社会效益，为类似工程提供了具有价值的参考实例和经验。