高速公路土石混填路基施工技術探討

王青

（中交一公局第二工程有限公司 福建省晉江市 362261）

近幾年，我國公路橋梁工程的數(shù)量不斷增多，在滿足經(jīng)濟社會發(fā)展需求的同時，對工程質量方面也提出了更高的要求。而在高速公路的建設過程中，除要滿足車輛行駛的基本需求外，對道路的安全性及穩(wěn)定性也更加關注，各種不同類型的高速公路不斷建成。而在高速公路工程的施工過程中，常會遇到山區(qū)或施工環(huán)境比較差的施工路段。此時，施工單位一般采用開挖路塹或隧道的方式，利用土石混合料進行路基的修筑。在這種施工環(huán)境下，由于土石混合料的比例不同，會給路基填筑的施工質量帶來一定的影響。因此，必須保證高速公路路基填筑過程的施工質量，才能夠保證高速公路的使用性能。下面，本文對高速公路土石混填路基施工技術方面展開分析。

1 土石混合料的相關概述

在高速公路路基填筑施工過程中使用的土石混合料主要由兩部分組成：“土”與“石”，施工人員將這兩種材料按照一定的比例進行混合，在添加其他添加劑，組成混合物，為施工單位提供施工的主要材料。對于土石混合料中的“土”與“石”，其來源也是非常廣泛的。例如，有些“土”與“石”是從河道堆積的地方選取的；有些是從進行爆破過的工程場地中選取的；也有一些“土”與“石”是從含有巖石或表層土的地區(qū)進行選取的。總之，不論其來源如何，施工人員通過某種方式，對這些地區(qū)的土石混合料進行收集。并將其用于高速公路路基的填筑過程中。

土石混合料一般是在各種外力的作用下天然形成的，是一種常用于路橋工程施工過程中的主要材料。通常情況下，土石混合料具有以下幾方面的特性：①組成土石混合料的成分由于既有“土”，又有“石”，這些成分的顆粒差異性比較明顯，土石混合料的均勻系數(shù)比較低。有關數(shù)據(jù)表明，一般施工中使用的土石混合料的均勻系數(shù)最低可達30。②土石混合料的壓實特性非常好。當混合物中的顆粒含量占比不能達到總混合物的70%時，若持續(xù)在混合物中添加顆粒物，整體混合料的最大干密度會不斷減小。③在施工過程中，為了滿足不同的施工條件，也經(jīng)常將土石混合料進行壓實或壓縮處理，當混合料中的粗含量小于總混合料的70%后，土石混合料的壓縮系數(shù)與孔隙的變化為隨著顆粒的不斷添加而逐漸降低。但其壓縮模量則會呈現(xiàn)相反的變化趨勢，逐漸增大。并且，若施工人員持續(xù)將顆粒添加到土石混合料中，混合物的整體壓縮系數(shù)也會呈現(xiàn)出增加的變化趨勢。

2 高速公路土石混填路基的施工技術探討

2.1 施工準備工作及填料的挑選

在進行高速公路路基土石混合料填筑之前，應先將施工路段的路基挖開。因此，施工單位應根據(jù)工程規(guī)劃方案及相關文件制定路基開挖的施工計劃，保證施工的有效性及科學性。同時，參與施工的各有關部門應在工程開始前進行有效的交流與溝通，保證交底工作的有效性，針對施工過程中可能出現(xiàn)的問題，或是施工過程中的重難點問題，提前進行合理的分析，并提出有效的解決對策，降低施工過程中的安全風險，保證施工效率及施工質量。大量施工實踐證明，在使用土石混合料進行填筑路基的高速公路中，公路路基的整體質量、使用壽命及穩(wěn)定性等方面，都受到混合料中巖石強度的影響。換句話說，土石混合料中的顆粒的形狀大小及質地等方面，都會對路基的性能產(chǎn)生一定的影響。鑒于此，施工人員為了保證工程建設的整體質量，一般都會對土石混合料中的顆粒的性質進行嚴格的分析，并制定相應的規(guī)范標準，包括混合料中各種材料的不同比例等問題。

同時，為了確保高速公路土石混合料填筑的路基的整體質量，施工單位還應考慮以下因素：①施工人員應嚴格控制鹽化巖石、易溶性巖石及易崩解巖石等材料的使用，由于這些材料具有易碎、易膨脹等方面的特性，非常不利于路基的建設，影響整體的工程質量。因此，在選取土石混合料的過程中，一定要嚴格控制以上材料的使用，避免將其用于填筑路基的工程中；②在土石混合料中使用的巖石顆粒，其粒徑大小不應控制在壓實層厚度的1/3以內(nèi)；③土石混合料中若含有弱風化巖石或輕質巖石，材料本身的強度一定要符合施工標準，其粒徑控制在0.2m左右。由于受到各方面因素的影響，土石混合料的比例在施工過程中也可能進行適當?shù)恼{(diào)整。此時，施工人員應控制填筑最上層的混凝土混合材料的直徑在15cm以內(nèi)。當土石混合料填筑作業(yè)完成后，施工人員應采用反復灑水的處理方法，對碾壓后的路面進行保濕處理。這種做法主要是為了防止在之后路面使用凝固過程中出現(xiàn)崩解、裂縫的問題。

2.2 壓實機械的使用與配套組合

同樣情況下，用于高速公路路基施工中的土石混合料的粒徑要比一般工程中使用的填料的粒徑大上很多，其強度也比較高[1]。因此，其壓實作業(yè)也要比一般工程的壓實作業(yè)難上許多。為此，施工人員通常都會在土石混合料填筑的路基的壓實過程中，根據(jù)施工方案的要求進行壓實作業(yè)，以確保最終的壓實效果能夠達到施工方案的規(guī)范標準。長期實踐經(jīng)驗表明，在高速公路路基的施工過程中，壓實機械的使用應具備以下性能：①應選擇振動頻率適宜的壓實機械，確保壓實作業(yè)的施工質量；②應選擇工作質量較大的壓實機械，保證施工的完整性；③應選擇振幅度強、激振力大的壓實機械，保證路基的壓實效果。通常情況下，我國高速公路路基壓實施工過程中，一般選擇拖式振動壓路機，并取得了良好的成效。

2.3 攤鋪、整平及壓實過程

在高速公路土石混填路基的施工過程中，為了保證其壓實效果，使路基能夠在壓實作業(yè)后形成一個比較堅實、穩(wěn)定的結構，施工人員就應對路基施工中的每一施工流程進行嚴格的控制，保證其施工質量。換句話說，穩(wěn)定的路基結構形態(tài)是保證高速公路使用性能的基礎與前提。一些施工單位常在其施工的過程中采用不同的攤鋪方式，避免土石混合料在使用過程中發(fā)生離析的問題，影響路基的施工質量，從而影響整個高速公路工程的施工質量。實踐表明，當土石混合料中的不同材料的比例較大，或是材料的透水性與巖性較大時，施工人員最好將施工路段進行分段處理，對不同的路段采用分層填筑、分段填筑的方法，而其攤鋪工藝應選擇循序漸進的施工流程進行逐一鋪設。此外，施工人員應根據(jù)施工方案的工藝流程圖，將預定的裝卸處理好，為土石混合料的填筑奠定良好的施工條件。之后，再利用推土機，將施工場地內(nèi)的土石混合料整理平整。在這一過程中，推土機會反復將土石混合料進行推平，最終使土石混合料鋪設的路基表面沒有較大的顆粒或凸起，使其呈現(xiàn)出平整的特性。

在施工人員進行土石混合料的填筑過程中，應注意以下幾點：①施工人員應嚴格控制土石混合料中顆粒的大小，使最大的顆粒不會影響施工的質量。并且，在使用壓實機械的過程中，應選取與實際施工相符的機械設備，不應只考慮超大功率、性能較高的因素。除此之外，在壓實機械的運行過程中，一定要保證壓實作業(yè)后土石混合料能夠被完全壓實，其密實性能夠得到有效的證明，不存在松軟地基的情況。②施工人員應嚴格控制土石混合料中顆粒之間的不均勻系數(shù)。長期實踐證明，土石混合料的不均勻系數(shù)一般在高速公路路基施工過程中控制在5以上，這樣才能夠保證壓實工作的有效進行。③施工人員應嚴格按照施工方案控制土石混合料鋪設的路基厚度。通常情況下，使用土石混合料填筑的路基的厚度控制在30cm左右。因此，為了保證土石混合料中的顆粒能夠在施工過程中被充分破碎，一定要將混合料的鋪設厚度控制在規(guī)范范圍之內(nèi)，從而保證施工質量。

2.4 填料的壓實工藝

壓實工藝也是高速公路土石混填路基施工過程中非常重要的部分。通常情況下，為了使填料的壓實作業(yè)能夠達到良好的壓實效果，應針對不同施工環(huán)境中的施工路段選擇合適的施工工藝。換句話說，應保持土石混填施工過程中碾壓速率與碾壓次數(shù)的有效性，使其與土石混合料本身能夠相互適應。在進行土石混合填料的壓實過程中，應主要考慮以下幾方面的因素：①在壓實作業(yè)進行前，應根據(jù)實際施工情況，選取適合的壓路機組合，一般在我國高速公路工程中使用的為拖式振動壓路機進行壓實作業(yè)。需要注意的是，在選擇壓路機碾壓組合的過程中，不能選擇單一自行式壓路機進行壓實作業(yè)，會影響壓實作業(yè)的整體質量，應將激振力壓路機或噸位較大的壓路機作為壓實作業(yè)的首要選擇，且碾壓組合的數(shù)量一定要控制在最少的范圍內(nèi)。②對于填料壓實過程中壓路機速率的控制。應根據(jù)所使用的壓路機自身的性能、速度、安全范圍及與填料的適應性等多個方面進行全面的考慮。通常情況下，壓路機的使用范圍都控制在2～4km的范圍之內(nèi)。在發(fā)動壓路機時，應先控制在低速的行駛狀態(tài)，并根據(jù)壓實的情況對行駛速度進行合理的控制，以保證壓實效果。③對于壓路機的碾壓次數(shù)。碾壓次數(shù)的確定應根據(jù)路基的實際施工情況進行確定，結合該施工路段的實際情況，利用模擬技術來確定最適宜的碾壓次數(shù)，從而保證該路段路基的碾壓質量。

2.5 路基邊坡施工工藝

在高速公路路基邊坡的施工過程中，其施工技術的應用主要從以下幾個方面入手：①應對路基邊坡的整體的坡度與邊坡的厚度進行施工；②應選擇合適的邊坡碼砌方法，進行施工作業(yè)[2]。事實上，用土石混合料進行路基邊坡的施工時，應選擇與其相適應的碼砌施工工藝。在我國高速公路路基邊坡的施工過程中，一般從單坡形式與臺階形式兩種方案中進行選取，并結合實際施工中使用的土石混合料的顆粒的粒徑及邊坡的整體高度情況。在進行高速公路邊坡碼砌施工時，主要有兩種施工方式：①先碼砌后填筑；②先填筑后碼砌。這兩種碼砌方式主要根據(jù)施工的具體施工要求來進行選擇。通常情況下，我國高速公路路基邊坡的施工過程中，都是采用先填筑后碼砌的施工方式。也就是說，先按照施工方案的設計要求及建設標準，進行例路基的填筑工作，包括填料、攤鋪機壓實等作業(yè)，在根據(jù)工程施工方案的設計要求，進行邊坡碼砌作業(yè)，從而完成高速公路路基邊坡的碼砌施工環(huán)節(jié)。

通過本文的論述，說明了在高速公路路基的施工過程中，填筑施工工程是非常重要的施工環(huán)節(jié)。在土石混填施工過程中，應根據(jù)實際施工場地的情況，處理好土石混合料與需要填筑的路基之間關聯(lián)性，并結合高速公路的不同施工路段的周圍環(huán)境，制定有效的施工方案。例如，針對不同施工路段的情況，選擇采用不同比例的土石混合料、不同方式的填筑、壓實方案。同時，施工單位應結合自身的施工過程，總結經(jīng)驗與教訓，提出更好的施工計劃，并將其應用于實踐中，從而保證工程的整體質量。只有按照科學、合理的施工方式及施工工藝，才能夠確保高速公路路基填筑的施工質量，保證其之后投入使用的使用性能。

[1]韓屹.山區(qū)高速公路土石混填路基施工技術探討[J].交通建設與管理，2015（08）：48～50.

[2]王巍.高速公路土石混填路基施工技術及質量控制[J].交通世界（建養(yǎng)·機械），2015（04）：100～101.