公路工程填石路基施工工艺控制技术的探究

2016-12-28湖南省怀化公路桥梁建设总公司湖南怀化418000

低碳世界 2016年24期

郑力（湖南省怀化公路桥梁建设总公司，湖南怀化418000）

公路工程填石路基施工工艺控制技术的探究

郑力（湖南省怀化公路桥梁建设总公司，湖南怀化418000）

公路工程作为我国民生工程的重点，是货物运输安全的根本保障，其质量问题越来越受到相关部门的关注，而路基是公路工程的核心和路表负荷的根本承载面，其质量和稳定性主要受到自然因素和人为因素的影响。本文主要从填石路基施工的特点入手，并对公路工程填石路基施工工艺相关的控制技术进行分析，仅供参考。

公路工程；填石路基；控制技术

1 引言

公路工程是保障经济发展的基础产业，国民经济在迅猛发展的同时，也相应带动了我国公路工程行业的发展，在这种情况下，人们对公路工程的质量及稳定性提出了更为严格的要求。填石路基施工是公路工程重要的施工环节之一，其施工质量直接对公路工程整体的稳定性能和安全性能产生影响，因此，施工企业应对填石路基施工技术及质量予以重视，并对每个施工环节进行严格控制，从而保障公路工程的安全性。

2 填石路基施工的特点

随着社会经济的快速发展，我国公路的修筑逐渐倾向于山区、高原、低谷等地形，而填石路基施工应根据施工地形的不同，选择适宜的施工方案和施工技术。填石路基一般应用在地形较为复杂的山岭地区，由于山自身特有的线性，路堤的填筑高度普遍较高，其填方量相应较大，再加上碎石填料本身的密度较大，直接加重了公路填筑体的自重荷载，在一定程度上，对公路地基承载力面提出了更高的要求。公路路基在整体上呈现一定的刚性，若路基发生较大沉降时，路基填筑体内部就会产生相应的剪应力，一般情况下，该剪应力会比路基的极限抗剪强度大，导致路基发生较大的变形，从而无法保障路基的稳定性。而填石路基对地基中碎石的不均匀沉降表现的极为敏感，若石料之间发生嵌挤作用，在遭到破坏后难以恢复。填石路基在较高的填方路堤中，地基承载力是保障路基压实质量的关键指标，也是保证公路能够正常投入使用的前提条件，若是地基出现承载力不足的现象，则会导致路基塌方，从而使得路基遭受到破坏。

3 公路工程填石路基施工工艺控制技术

3.1 填石路基基底处理

由于填石路基填料的自重荷载较大，若路基基地处理不到位，则会导致路基的填筑堤出现较为严重的沉降或不均匀沉降现象，因此，在正式施工前，应对填石路基进行施工预处理。

3.1.1 路基承载力

填石路基由于对路基施工后的沉降要求较高，因此，应制定严格的路基承载力标准，以此来保障路基的稳定性，根据以往的施工经验以及相关的承载力测试结果，针对路基填筑高度的不同，地基承载力应满足以下要求：①当路基填石高度＜10m时，地基承载力应≥150kPa；②当路基填石高度为10～20m时，地基承载力应≥200kPa；③当路基填石高度＞20m时，路基应填筑在岩石的基面上。

3.1.2 地基处理

在填石路基填筑前，应将地表面的杂物清理干净，一般耕植土地段表土的清除深度为0.15m，同时，用满足相关规范要求的土料回填原地面的坑和洞，并按照相关规定进行压实处理。若基地为松散土，应保证其重型压实度≥90%；若填石路基深度＜0.8m时，基地的压实度应≥95%。若基地存在特殊路基，比如软土路基、膨胀土路基或黄土路基，应采取排水固结、换填、复合地基的方式对路基进行加固处理。

在土质地基上填筑填石路基的过程中，为了避免填料中细粒料发生迁移现象，可适当设施过渡层，且过渡层填料的粒径组成应满足以下要求：M15/F15＞5，M15/F85＜5，其中M15主要是指过渡层中通过率为15%的粒径，F15是地基细料土中通过率为15%的粒径，F85为地基细料土中通过率为85%的粒径，过渡层的厚度为0.5m，从而保障地基强度和均匀性。

3.1.3 排水处理

由于填石路基内部的空隙较大，水分已通过填石路基的缝隙渗入基底，从而浸湿路基基底，对路基的稳定性产生负面影响。因此，对于填石路基应提前设置必要的引排及拦截措施，将水分及时疏散开，避免水分为路基质量埋下安全隐患。3.1.4坡度处理

当原基地有一定坡度时，为了保障路基整体的稳定性，针对地基应采取以下处理措施：①在地基横坡陡于1：5的地段，保证原地面所挖的搭接台阶宽度≥1m，高度为0.3m，同时对台阶进行内倾处理，并平整压实，使得基底强度和密实度能够达到相关的设计要求；②低地基横坡缓于1：5的地段，应将树根、杂草、腐殖土清除干净，并在承载力满足相关要求的前提下，可在天然地面上填筑路基。

3.2 填石路基的填料摊铺

3.2.1 填料的质量控制

在填石路基施工开始前，应先对填料的岩性进行鉴定，防止降膨胀性岩石用于路基填筑中，同时，还应保证石料的强度、吸水率、压碎值等各项技术指标满足相应的使用要求，其中最重要的就是保证石料饱和和抗压强度的合格，各项指标的控制标准要求可参照表1。

表1 岩石分类表饱和和抗压强度标准

另外，根据填石路基填料的最大粒径控制提出以下建议值：①填石路基路床顶面以下3m范围内，填筑要求应满足路床的相关要求，并实行分层压实，以此来改善路床的受力条件及路床面的平整度；②填石路基路床顶面以下0.3～0.8m范围内，填料的最大粒径应≤0.15m；③填石路基路床顶面以下0.8～5m范围内，填料最大粒径可控制在0.35m范围内，软岩石应≤0.2m；④填石路基路床顶面以下5～12m范围内，对于坚硬类岩石填料最大粒径可控制在0.45m范围内，软岩石应≤0.25m。

3.2.2 摊铺方式的选择

常用的路基摊铺方式主要有以下三种：

①渐进式摊铺法。这种方法是运料汽车在新卸的松铺填料面上逐步向前卸料，推土机随时摊铺整平；②后退式摊铺法。这种方法主要是指运料汽车在上一层已经压实好的路基表面上逐步将填料卸下来，形成众多填料堆，并用推土机进行整平，该方法在细料含量较多的填料及细粒土中较为适用；③混合摊铺法。该方法主要是指在已经压实的层面上先采用后退式摊铺法进行卸料，形成一些较为密集的填料堆，再用渐进式摊铺法进行卸料，推土机进行整平，使其达到所要求的厚度，这种方法主要结合了后退式和渐进式的优点，适用于层厚较大的情况，但比较浪费时间。

3.2.3 整平施工

整平施工处理的施工方式主要是在公路工程中主要采取对路基表面明显的空隙铺撒碎石或碎石屑，对于大粒径碎石间的空隙，主要采用填充方式，但不允许采用细粒土对空隙进行填充，若填石路基的表面存在粒径较大的碎石，可将其挖出或敲碎，在整平施工后，有利于保障填石路基表面的平整，不会有突出石块影响到路基压实问题。

3.2.4 压实

压实对填石路基的施工质量具有直接影响，填石路基在施工完成后，由于压实度不足，会引起严重的裂缝、不均匀沉降及路面错台的问题，因此，在填石路基的施工作业中，应将压实作为施工控制管理的关键。

（1）压实方式。路基的压实方式主要包括静力压实、振动压实、冲击压实等，其中振动压实是施工中最为常用的压实方式，通过振动压实机械的机械净重压力及震动压力波，使石料能够处于运动状态，克服石料间的嵌挤阻力，产生移动，从而形成稳定、牢固的路基，不仅有利于保证路基的压实度，还有利于避免石料的大量破碎，进而保证填石路基的稳定性。

（2）压实参数。①碾压速度。压实功效和碾压速度是呈反比的，和碾压遍数呈正比，因此，在有效控制碾压速度的基础上，若要保证压实层的压实能量不变，取得相同的压实效果，碾压速度提高一倍，碾压遍数相应提高一倍，因此，碾压速度较慢的情况下，可达到较好的压实效果。但碾压速度又是决定压路机面积生产率的关键因素，减慢碾压速度则会对压实效率产生负面影响。在对压实机械的性能、经济性、实用性等因素进行综合考虑后，压实施工中最佳的碾压速度为3～6km/h。但在实际施工过程中，应根据路基碎石的不同岩性，所用合适的压路机，并通过相关的铺筑试验，来确定适宜的碾压速度。②碾压遍数。碾压施工中，碾压遍数和填石路基压实的质量会因填料的岩性、粒径组成及机械条件的不同而有所差异，其一般规律是：路基填筑体的密实度会随着碾压遍数的增加而增加，在碾压遍数在增加到一定程度后，路基填筑体的密实度的增长率开始变小，甚至会降低。

（3）碾压施工过程中质量控制。对于填石路基的碾压施工，可采用重型振动压路机实行分层碾压，比如采用18T光轮拖碾对填石路基进行碾压，若压实层厚度在0.5m时，在碾压8遍后，沉降差降为9.6mm，碾压在12遍以后才会达到较为理想的效果；若压实层厚度为0.7m时，碾压至14遍时，沉降率才会呈缓和下降的趋势，因此，在填石路基压实的过程中，18T拖式振动光轮压路机应配合其它型号的压路机进行组合碾压。

（4）填石路基施工质量的检测。在碾压施工完成后，应对填石路基的施工质量进行检测，填石路基的沉降量检测可将压实质量直接反映出来，并通过灌水试验对路基填筑的密度参数进行检测，压实的相关标准要求如表2所示。