第４期（总 ２４７期） 塾 ＸＩ山西交通科技 ｏｆ生墨 ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ Ｎｏ．４ Ａｕｇ． 高速公路土石混填路基施工技术研究 蔺学贤 （山西路桥第二工程有限公司，山西 临汾０４１０５１） 摘要：结合原神高速公路施工具体实践，阐述了土石混填路基施工技术流程，对施工过程 每一环节进行精细化动态控制，以保证土石混填路基施工质量，减小工后沉降，为类似工程施 工质量控制提供有益参考指导作用。 关键词：高速公路；土石混填路基；施工技术 中图分类号：Ｕ４１６．１１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—３５２８（２０１７）０４－００２３－０３ 山西原神高速公路路基第ＺＢ１—１合同段全长 ６．６ ｋｍ，地处山区丘陵地带，本项目路基土石方工程 挖方总数量４７９ ０１２ ｍ３填方总数量１ ３２０ ８３６ ｍ３， 在不考虑材料合格与否的情况下，即使将所挖土石 材料按“移挖作填”要求全部用于路基填筑，仍有近 ６５％的土石方需要线外借土。经前期调查，充分考虑 环保要求，保护自然环境、节省土地资源，在不占用 农田的情况下，结合沿线沟谷河床多且少水的实际 情况，项目部采取沿沟谷河床就近取土，同时也配合 当地村镇拓宽疏通了河道。沿线沟谷河道大部分材 含量高于７０％，干密度将会随着粗颗粒的增加而变 小［１］。从本质上来看，土石混合料的实体，实际上是一 种低压缩性土，如果材料中粗颗粒含量不达７０％， 随着粗颗粒含量的增加，土体压缩系数、孔隙比都会 变小，而弹性模量则会变大。在保证压实的情况下， 可以有效减小工后沉降，继而减小回弹弯沉。 ２土石混填路基施工技术探讨 土石混填路基施工流程如图１所示。 不 料是土石混合料，按照土石路堤施工技术要求进行 路基填筑。高速公路土石混填路基施工，必须重视试 验段施工，做好相应施工技术研究与分析，选择合理 工艺流程和施工参数，确保路基整体质量达到标准 规范强制性要求。 １土石混合材料 合 格 土石混合材料，又称土夹石或混合土，在公路土 的分类中定名为粗、巨粒土，它是土体各地表层及岩 石在长期外力作用下，最终形成的一种材料。在山区 丘陵地带，其地形、地貌、地质、水文条件比较复杂， 路基施工时通过山体机械开挖或者爆破方法得到土 石混合料。此外，河床沉积地段，曾经受水流的作用， 也会形成土与砾石混合材料。 土石混合料是一种天然筑路材料，其具有的性 质如下：土石混合料的材料组成具有较大的差异性； 土石混合材料具有良好的压实性，如果材料中的粗 颗粒含量低于７０％，此时混合材料的最大干密度则 图１土石混填路基施工流程 ２．１施工准备 路基施工前，项目部工地实验室从线外取土场 取料进行试验，确定含石率在２０％～６０％范围内，含 石率 与最大干密度ｌ， 的线性回归方程为】，１＝ ０．００７ ６Ｘ＋１．９１６（Ｙ 单位ｇ／ｃｍ，Ｘ单位％），相关系数 ｒ＝０．９９２ ８，相关性较好。用此公式计算得出的最大干 密度控制试验路压实度。含石率 与最佳含水率ｙ 的线性回归方程为Ｙ 一０．０３３Ｘ＋７．８４（Ｘ、Ｙ 单位均 为％），相关系数ｒ一０．９９１ ４，相关性较好。具体线性 会随着粗颗粒含量的变大而增加，相反，若粗颗粒的 收稿日期：２０１７—０７—１７：修回日期：２０１７—０８—０９ 作者简介：蔺学贤（１９８Ｏ一 ），男，山西临汾人，工程师，２０１４年毕业于山东交通学院工程管理专业。 ・２４・ 山西交通科技 ２０１７年第４期 《爵 舡 嚼 回归分析见图２。 ２． ２． ｙ１＝Ｏ．００７ ６．】【ｉ＋１．９ｌ６ ２． ＾ｎｎｎ ｏ ｄ ｍⅢＵ． ，ｔ，ｔｒ＿ｒ＿ ２． ／ Ｉ ２． ／ ２． 妻 ／ ／ Ｉ ２． ０ １０ ２Ｏ ３０ ４０ ５Ｏ ６０ ７Ｏ 含石率／％ ‘＼ 、 ＼ ＼・ ｒ２＝一０ ０３３ ｒ．８４ ＼ ｒ＝－Ｏ． ９９１ ４ ＝Ｏ． 》８２ ９、 ０ １０ ２０ ３０ ４０ ６０ ６０ ７０ 含石率 ｂ．含石率与最佳含水率线性回归 图２线性回归分析图 土石混合料中，石料强度也会对路基的质量产 生相应影响。因此也对土石混合料中的石料取样试 验得出其天然状态单轴抗压强度为３２．２ ＭＰａ，属中 硬石料，其最大粒径不得大于压实层厚的２／３，避免 造成上下层石块重叠，致使碾压不稳定。施工规范规 定，膨胀岩石、易溶性岩石等不宜直接用于路堤填 筑；崩解性岩石、盐化岩石等不得直接用于路堤填 筑【２］。本项目取土在沟谷河床，不存在以上不适宜填 料。根据以往施工经验，项目部提前进场施工机械有 大型履带式推土机、５０型装载机、卡特３２０Ｄ型挖掘 机、５０型破碎机、１８ ｔ拖式凸块压路机、２０ ｔ自行式 振动压路机、洒水车、自卸汽车等。 ２．２基底处理、检测 本项目路基原地面为非岩石地基，清除地表草 皮、腐殖质土后，对地表进行碾压，压实度检测合格 （不小于９０％）后，方可进行路堤填筑。当地面纵坡 大于１２％或横坡陡于１：５时，按设计要求设置坡度 向内并大于４％、宽度大于２ ｍ的台阶。考虑到本项 目土石路堤多在陡、斜坡地段或半填半挖地段，靠山 一侧提前做了排水沟，并进行了沟底防渗处理。此 外，虽然本项目路基地基范围内不存在地下水，但由 于土石混合料的孑Ｌ隙较大，水较容易从边坡进入路 堤中，很容易浸湿路基，会影响土石路堤的整体稳 定。项目部经设计变更，在路堤底部增设了５０ ｃｍ厚 的透水层，选用透水性良好的砂砾石作为填料，要求 砂砾石含泥量小于５％。 ２．３试验路段施工 土石混填路堤施工前，必须做好试验路段施工， 做好试验路施工总结报告，以便指导后续路堤填筑 施工。本项目试验路段在Ｋ０＋２０５－－Ｋ０＋３４０段，段落 长度１３５ ｍ。土石混填试验段施工前，先分两层填筑 了砂砾透水垫层。经过试验段施工，得出如下参数： 以推土机摊铺整平为主，每层填料松铺厚度４０ ｃｍ， 松铺系数１．１２—１．１８。一台１８ ｔ拖式凸块压路机配 合２台２０ ｔ自行式振动压路机进行碾压，碾压时应 顺路基纵向方向碾压，先用２０ ｔ振动压路机静压２ 遍，碾压速度控制在１．５～２．０ ｋｒｎ／ｈ；再用１８ ｔ拖式 凸块压路机振压２遍，振压速度１．５—２．０ ｋｍ／ｈ；最 后用２０ ｔ振动压路机振压３遍（９６区振压５遍），振 压速度２．０—２．５ ｋｍ／ｈ。直到压实层顶面稳定、石块 紧密、表面平整无明显轮迹，相邻两次压实的沉降差 在５ ｍｍ以内。试验路压实度检测，采用挖坑体积量 测法检测，试坑尺寸８００ ｍｍ ｘ ８００ ｍｍ。大规模正常 施工时，压实质量按沉降差和工艺参数进行双控。 ２．４填料摊铺、整平 填筑路堤，要先放样，然后对坡脚位置加以确 定，应进行超宽填筑，每层两边应各超出设计宽度 ３Ｏ一５０ ｃｍ，按松铺厚度４０ ｃｍ拉杆挂线。结合路堤 摊铺宽度、厚度及填料运输车辆车载数量等，事先计 算出每车料的堆放距离，用石灰画出堆料方格。每车 拉料数量应尽量控制均等，运至路基上后严格按已 画好的方格线进行卸料。安排专人指挥车辆卸料，并 且要事先制定好土石混合料运行路线，完成卸料作 业；卸料时应先两边后中间，尽量减少堆料离析。卸 料的方法有后退法、进占法、混合法，为减少混合料 土石分离，本项目施工时采用后退法。 路堤填筑过程中，选用合理的摊铺工艺，可以使 土石混合料构成的状态变得更加合理，最大程度避 免填料发生离析，促使压实效果得到进一步提升。土 石混合料的土石比例差异大、不均匀，透水性差异 大，因此在具体填筑过程中采用分层或分段填筑，避 免纵向分幅填筑。用推土机摊铺整平，摊铺整平尽量 一次到位，避免反复往返碾压而影响松铺系数；对个 别粒径大的硬质石块采用破碎机破碎，石料间空隙 或个别不平处辅以人工配合，用小粒径石块、石渣和 土找平空隙，路基边部机械处置不到位的也采用人 工整修。 ２．５填料压实 填料压实是高速公路土石混填路基施工过程中 的一个关键环节，土石混合料粒度成分变化大，材料 本身匀质性差，压实不良是土石混填路堤不均匀沉 降的主要原因。所以，在施工期间为了确保路堤的整 体质量能够达到标准要求，要按照试验路段确定的 工艺流程和施工参数进行充分压实，对沉降变形进 ２０１７年第４期 蔺学贤：高速公路土石混填路基施工技术研究 ・２５・ 行严格控制。 和防排水工作。施工过程中，临时排水设施要与永久 碾压前采用酒精燃烧法快速检测填料含水率， 排水设施协调考虑，避免水毁致使二次修补而影响 确保填料含水率控制在±２％范围内再开始碾压。若 路基整体质量。要重视试验路段施工总结，以指导后 填料含水率偏低，采用洒水车补充洒水，提高填料含 续路堤填筑。土石混合料变异性大、匀质性差，运料 水率。依据施工时实际情况变化，可以对压路机压实 至路基后卸料和摊铺要预防离析，避免石料堆积而 遍数、碾压速度进行适当调整。压路机始终要以纵向 影响压实质量。 进退方式进行重复遍数压实，碾压时应遵循“先慢后 土石混填路基施工，最关键之处是保证压实质 快”、“由低向高”；“先静压、再振动”、“先两边、再中 量，减小过程中不均匀沉降和工后路基沉降。控制好 间”的原则。前后两次轮迹重叠１／３以上，每一层路 土石混合料的含水率，必要时在料场闷料。路基压实 堤两侧加宽碾压以保证边坡密实。在具体碾压过程 度各区间要求不同，可以根据实际情况适当调减填 中，必须对碾压作业进行详细记录，对比试验段工艺 料摊铺厚度。按试验路确定的工艺流程和施工参数 流程和施工参数，适时动态微调，同时碾压必须细 进行充分压实，强调动态调整；要严格超宽填筑、超 致，不得存在死角，要确保压实的均匀性。 宽碾压，层层把关，严格检测，保证路基整体质量及 ２．６质量检测 边缘压实度都能满足标准规范要求。必须强调：严格 完成碾压后，要及时检查压实质量，肉眼观察压 控制松铺厚度、填料含水率和严格工艺流程、工艺参 实层顶面稳定、石块紧密、表面平整无明显轮迹；同 数是控制土石混填路基压实质量的关键，而合适的 时恢复控制点位，用水准仪测量沉降差，为确保测量 压实质量检测方法也至关重要。 的合理性，一般每２０～４０ ｍ检测一个断面，每个断 ４结语 面应当布置５～９个点，沉降差控制在５ ｍｍ以内。 必要时，可以采用挖坑法检测压实度，对沉降差和工 高速公路土石混填路基施工使用的土石混合料 艺参数进行复核，做好记录。 变异性大、匀质性差，这给施工质量控制提出了很高 对沉降差和压实质量的检测工作必须层层进 的要求，如何保证路基成型后稳定、减少沉降，压实 行，确定施工质量达到标准要求后，方可进行下一层 施工控制和压实质量检测是关键。因此施工过程中 填料铺筑。完成碾压后，还要对路基的边坡码砌质 要运用动态控制原理适时调整相关参数，对施工过 量、宽度、平整度、横坡等各项目依据规定频率进行 程中的每个环节都要进行精细化管理，严格要求，严 检测。平整度用３ ｍ直尺检测控制在２０ ｍｍ以内， 格检测，确保工程质量。 横坡偏差控制在±０．３％以内。 参考文献： ３质量控制 ［１】吴斌．市政公路土石混填路基施工控制技术的研究［Ｊ】．建 施工过程中要抓住关键环节进行质量控制。施 材与装饰，２０１５（４７）：２５２—２５３． 【２】中交第一公路工程局有限公司．ＪＴＧ Ｆ１Ｏ一２ｏｏ６公路路 工前，要严格进行“三级”技术交底制度。土石路堤对 基施工技术规范［Ｓ］．北京：人民交通出版社，２００６． 地基的不均匀沉降较敏感，必须重视填前基底处理 Ｔｈｅ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｅａｒｔｈ．ｒｏｃｋ Ｆｉｌｌｅｄ Ｅｍｂａｎｋｍｅｎｔ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ ＬＩＮ Ｘｕｅ—ｘｉａｎ （ｒＩ＇ｈｅ Ｓｅｃｏｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｓｈａｎｘｉ Ｒｏａｄ＆Ｂｒｉｄｇｅ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ， Ｌｉｎｆｅｎ，Ｓｈａｎｘｉ ０４１０５１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ Ｙｕａｎｓｈｅｎ Ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｅｘｐｏｕｎｄｅｄ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｅａｒｔｈ—ｒｏｃｋ ｆｉｌｌｅｄ ｅｍｂａｎｋｍｅｎｔ．Ｅａｃｈ ｓｅｃｔｉｏｎ ｄｕｒｉｎｇ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｗａｓ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｅｌａｂｏｒａｔｅｌｙ ａｎｄ ｄｙｎａｍｉｃａｌｌｙ ＳＯ ａｓ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｅａｒｔｈ．ｒｏｃｋ ｆｉｌｌｅｄ ｅｍｂａｎｋｍｅｎｔ ａｎｄ ｒｅｄｕｃｅ ｈｔｅ ｐｏｓｔ—ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ，ｗｈｉｃｈ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｖａｌｕａｂｌｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｑｕａｌｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｓｉｍｉｌａｒ ｐｒｏｊｅｃｔｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ；ｅａｒｔｈ－ｒｏｃｋ ｆｉｌｌｅｄ ｅｍｂａｎｋｍｅｎｔ；ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
