高速公路土石混填試驗以及結果分析

曾 彬

(貴州省交通建設咨詢監理有限公司)

1 工程概況

某高速公路全長280 km，分為東西兩段，經過8個市縣區域，是連接各個區域的交通要道。高速公路寬度為50 m，采用雙向四車道公路的標準建設，設計行車速度80 km/h。在公路大部分地段，地質表層為種植土，上層屬于較為密實的粘質土，中層和下層為片麻巖，基本上不存在地下水源，只在部分區域有少量的孔隙滲水。

2 試驗準備

首先，對試驗區域進行選擇。在公路施工路段，根據《公路路基施工技術規范》選擇具有代表性的一段長約100 m，寬度與公路寬度相當的區域作為試驗段;其次，對土質狀況進行檢測。確定試驗段土質的最佳含水率為11.2%，最大干密度為1.55 g/cm3，塑性指數為18，屬于低液限粉土;然后，要對試驗段進行相應的處理。在進行填筑試驗前，需要對下承層的高度、壓實度、平整度等進行檢測和處理，確保其可以滿足試驗要求。同時，土石路堤對地基的不均勻沉降較為敏感，土石混合料顆粒之間的咬合作用一旦被破壞后，就難以恢復。因此，為了保證土石混填地基的承載力，需要對基底的承載力進行檢查。在該工程中，承載力數值需要達到180 kPa以上，最后對試驗器械進行準備。主要包括:推土機兩臺、挖掘機兩臺、20 t級壓路機1臺，運輸車四輛、灑水車1輛，以及平地機1臺。

3 試驗目的

土石混填試驗的目的，主要是通過試驗，對相應的數據進行收集，如松鋪厚度、碾壓速度、碾壓遍數、路基整平方法、機械組合方式、最佳含水量、施工工序等，并通過對試驗結果的分析，制定出最佳的施工方案，保證高速公路土石混填路基施工的質量，降低施工成本，提升施工速度，確保工程按期保質保量完成。

4 試驗流程

(1)測量放樣。結合設計方案，對試驗段的路基邊線以及松鋪厚度進行明確，結合實際施工情況，確定相關的試驗數據，進行測量放樣，要確保放樣的準確性和合理性。

(2)松鋪土料。在進行土石混合料的攤鋪過程中，可以使用網格掛線的方式進行，這里采用5 m×5 m的掛線規格，使用白石灰在基地劃出相應的方格，利用8 t級的運輸車對混合料進行運輸，在每一個方格內進行均勻攤鋪。之后，使用推土機對攤鋪土料進行整平，將路基攤鋪成為一個橫坡，坡度保持在10°左右。在攤鋪完成后，需要使用水準儀，對松鋪厚度進行測量，確保厚度在20 cm以下。

(3)控制含水量。在土石混合料的松鋪工作完成后且質量合格后，需要使用酒精燃燒法，對其含水量進行測量，以控制混合料含水量的標準，保證后續施工的順利進行。如果含水量偏大，則可以通過攤鋪晾曬的方式，減少混合料中的水分;如果含水量偏小，則需要灑水，同時對混合料進行翻拌，確保水分的均勻滲入。在實際操作中，由于混合料的含水量容易受到土質、氣候、天氣等的影響，實際上是很難控制的，需要相關工作人員重視。

(4)碾壓試驗。在碾壓試驗前，同樣需要對松鋪厚度以及平整度進行檢查，確定其符合試驗要求，好使用振動碾進行碾壓試驗。在實際施工中，由于試驗區域使用的是就近挖掘的表層土料，巖石性質偏軟，振動壓路機可以直接碾碎大塊巖石，因此，可以按照土方路基壓實度進行檢驗。在碾壓時，采用靜壓與振動碾壓相互結合，交替進行的方式，以保證碾壓效果。

(5)確定松鋪系數。松鋪系數，主要是通過對原下承層的高程與碾壓后高程的對比來確定的，在該工程中，試驗段松鋪系數，見表1。

表1 松鋪系數

(6)確定壓實度。根據JTG F10-2006《公路路基施工技術規范》中的相關要求，結合石料含量不同時對應的最佳含水量和最大干密度，以回歸方程式進行確定，以作為實測現場含石量的依據，對壓實度進行確定。

(7)確定沉降差。沉降差的確定包括兩個方面的內容，其一，總沉降差。利用每一個橫斷面的測量數據，作為分析的單位，在對松鋪層進行初步壓實后，在同一個斷面，選擇五個點，測量其初始標高。在最終碾壓完成后，測量五個測量點各自的最終標高，將最終標高減去初始標高，并去除相應的平均值，就可以得出斷面的總沉降差。其二，相鄰兩遍沉降差。由于碾壓是多次進行的，在每一遍碾壓之后，都需要對測量點的標高進行測量，兩次測量結果的差值，就是相鄰兩遍的沉降差。

5 試驗結果分析

(1)試驗表明，土石填料自身的含水量越接近理論最佳含水量，則壓實效果越好，越容易滿足道路設計對于壓實度的要求。

(2)根據相應的檢測結果可以看出，路基壓實度與壓實次數有著直觀的聯系。振動碾壓2次，壓實度可以達到91%，振動碾壓4次，壓實度可以達到94%，振動碾壓6次，壓實度可以達到95%，振動碾壓八次，壓實度可以達到97%。由此得出結論，壓實次數越多，碾壓效果越好，壓實度也就相對越高。

(3)在確保壓實度符合設計和規范要求的基礎上，需要對碾壓作業的經濟性進行考慮，兼顧質量與成本。結合試驗數據，推薦的路基土石混填壓實工藝為:25 t級振動壓路機，碾壓次數為靜壓1次-振動碾壓8次-靜壓1次，松鋪系數為1.18，確保土料的含水量接近最佳含水量。

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