填石路基施工工藝研究

黎圓圓

(貴州路橋集團有限公司)

1 填石路基的攤鋪方法

攤鋪與整平工藝是填石路基施工中的關鍵工序，其合理性將直接決定填石路基的壓實效果。

填石路基的攤鋪主要分為漸進式攤鋪、后退式攤鋪和混合攤鋪。在兩段試驗路上分別采用漸進式攤鋪和后退式攤鋪方法進行現場對比試驗，松鋪厚度和表面平整度作為評價指標，另外采用挖坑試驗觀測兩種方法所引起的填料離析程度和被壓實層的結構情況，最后用相同的壓路機和碾壓方式對填石段進行壓實，對比其壓實效果。

試驗表明，采用后退式攤鋪法施工時，所填石料表面不易整平離析嚴重，較大粒徑石料容易出露在表面，從而造成平整度難控制;另外，每層的厚度也不好控制。相反，用漸進式攤鋪法攤鋪的路基表面較為平整，無大粒徑石料外露。這可能是因為采用漸進式攤鋪法時，需要用到推土機，推土機將石料往前方推進，途中無阻擋物，已有卸料面與原壓實面存在落差，為大粒徑石料提供時機可供其尋找最佳掉落位置，從而達到穩定，與此同時，細料能充分填充空隙，彼此嵌擠緊密，提供良好的壓路機工作面。

在甘肅蘭臨試驗路段試驗數據整理如表1。

表1 蘭臨試驗路段數據

表中不難發現，用漸進式攤鋪方法攤鋪的路基在壓實層更容易整平，并且容易控制填筑厚度，這不僅能夠減少工序，而且利于提高壓實質量。

2 攤鋪過程中的施工控制

2.1 填料最大粒徑的控制

(1)最大粒徑的不同將會影響機械和攤鋪厚度。

試驗表明，填料巖性、粒徑組成和松鋪厚度相同的條件下，壓路機噸位和擊振力隨著最大粒徑增大而增大。這是因為粒徑越大給路基填筑的阻尼越大，需要的壓實功越大，因此，填石路基所用石料不宜過大。

壓實層的松鋪厚度隨著最大粒徑的增大而增大，但是松鋪厚度不能無限增大。松鋪厚度對于最大粒徑應該起到控制作用。

(2)最大粒徑對路基壓實質量的影響。

研究表明:壓實功一定時，隨著最大粒徑的增大，填石路基壓實密度增大;孔隙比一定時，規律相反。

研究了最大粒徑與沉降率的關系，水南試驗路最大粒徑與沉降率關系如表2所示，蘭臨試驗路最大粒徑與沉降率關系如表3所示。

表2 水南試驗路最大粒徑與沉降率關系

表3 蘭臨試驗路最大粒徑與沉降率關系

試驗表明:填石路基壓實層的沉降率隨著所用石料最大粒徑的增大而增大。

(3)最大粒徑與抗剪強度的關系。

通過研究，發現當密度相同時，填石路基的抗剪強度隨最大粒徑的增大，呈現減小趨勢。這可能是因為當密度相同時，最大粒徑較小的填石路基需要更多壓實能，預壓荷載增大，因此抗剪強度隨著最大粒徑的增大而減小。如果粒徑越大，越易于被壓實，所需的壓實能就越小，抗剪強度會降低。但是當壓實功相同時，抗剪強度會隨著最大粒徑的增大而增大。

2.2 最大粒徑的控制要求

上述試驗表明，隨著石料最大粒徑的增大沉降率隨之增大，這意味著路基的彎沉會減小，但并不能無限放大最大粒徑。在確定最大粒徑的控制標準時，必須考慮以下方面:(1)壓實機械的功率不宜過大;(2)必須合理確定最大粒徑，保證在該范圍內能使路基達到密實狀態;(3)確定最大粒徑時應該考慮到壓實層的松鋪厚度。

研究表明，不同填挖深度所對應的最大粒徑不同，最大粒徑隨著填石路基填筑深度的降低呈減小趨勢，除此之外，還必須考慮石料強度。研究給出最大粒徑控制的推薦值如下所示:

(1)路床以下30cm范圍內，分層壓實;

(2)路床以下30～80cm內，最大粒徑d≤15cm;

(3)80cm～5m范圍內時，堅硬類石料最大粒徑d≤35cm，軟弱類石料最大粒徑d≤20cm;

(4)5～12m范圍內時，堅硬類石料最大粒徑d≤45cm，次堅硬類石料最大粒徑d≤40cm，軟弱類石料最大粒徑d≤25cm;

(5)當在路床以下12m以上時，堅硬類石料最大粒徑d≤60cm，次堅硬類石料最大粒徑d≤50cm，軟弱類石料最大粒徑d≤25cm。

2.3 填料不均勻性的控制

(1)與密度的關系。

研究表明，不均勻性越大其越容易獲得較大的壓實密度，其所需的壓實功越小，這對于施工來說是有利的。

(2)與孔隙比的關系。

試驗路段數據表明，當不均勻系數為15時，孔隙比為20％，不均勻系數為8時，孔隙比為26％，這表明孔隙比隨著不均勻系數的增大而減小。

(3)與動變特性的關系。

試驗表明，當孔隙比一定，動變性能隨著不均勻系數的增大而減小。

調查各地區填石路基不均勻系數匯總如表5所示。研究表明，當不均勻系數在10以下時，所填石料得不到有效的壓實，不均勻系數為20左右時，能夠獲得很好的壓實效果。建議不均勻系數取10～20范圍內，此時壓實能夠獲得很好的效果，且所需壓實功最小。

表5 各地區不均勻系數匯總表

3 結論

(1)采用漸進式攤鋪法攤鋪的路基表面較為平整，無大粒徑石料外露，質量容易控制。

(2)壓實層的松鋪厚度隨著最大粒徑的增大而增大，但是松鋪厚度應在一定的條件下增大，不能無限增大。松鋪厚度對于最大粒徑應該起到控制作用。

(3)壓實功一定時，隨著最大粒徑的增大，填石路基壓實密度增大;填石路基壓實層的沉降率隨著所用石料最大粒徑的增大而增大;填石路基的抗剪強度隨最大粒徑的增大，而呈現減小趨勢。

(4)不均勻性越大其越容易獲得較大的壓實密度，其所需的壓實功越小;孔隙比隨著不均勻系數的增大而減小;當孔隙比一定，動變性能隨著不均勻系數的增大而減小;建議不均勻系數取10～20范圍內。

(5)厚度相同時，巖性越堅硬，強度越高，沉降率越大，彎沉值越小，路基模量也大;當填料巖性相同，壓實機械一定的情況下，沉降率隨著松鋪層厚先增大后減小;彎沉值隨著層厚的增加先減小后增大。

[1] 蘇明.309國道武安至山西省界段填石路堤的施工[J].華東公路，2001，(2).

[2] 楊世基.公路填石路堤的壓實[J].公路交通科技，1999，(4).

[3] 焦建明.太舊高速公路泥巖、砂巖混填路堤的施工技術及質量控制[J].山西交通科技，1996，(4).