土工格室加固級配碎石基層施工關鍵技術研究

景金華

（華設設計集團股份有限公司，江蘇 南京 210014）

1 概述

目前我國高海拔高寒區廣泛采用的半剛性基層瀝青路面在低溫、大溫差、強紫外線等惡劣的自然環境、凍土凍融循環作用引起的路基不均勻變形和超載重載等人為因素的綜合作用下非常容易產生開裂和變形等病害，從而對道路的正常使用造成了很大影響[1-2]。相關研究表明，針對高海拔高寒區的特殊環境，土工格室加固級配碎石基層路面結構在高海拔高寒區具有較好的適應性[3]。基于此，本文擬以土工格室加固級配碎石基層施工關鍵技術作為研究對象，依托共和至玉樹高速公路工程，具體結合土工格室加固級配碎石基層試驗路實體工程的鋪筑，參考現行級配碎石粒料類基層施工規范的基礎上，總結提出土工格室加固級配碎石基層施工關鍵技術。

2 依托工程概況

本文依托共和至玉樹高速公路工程，共和至玉樹高速公路起點是在海南藏族自治州共和縣，終點是在玉樹藏族自治州玉樹縣，全長達635 公里。其沿線平均海拔達4100 米以上，道路穿越的多年凍土路段長達230 公里，占路線總長的36%，其穿越的多年凍土段地理和水文地質條件異常復雜。

3 土工格室加固級配碎石基層組成材料要求

3.1 級配碎石原材料要求

通過對各相關技術規范及現場總結的提煉，針對試驗路段情況，提出對級配碎石基層材料的要求[4-7]：（1）液限不大于25%，塑性指數不大于8；（2）壓碎值不大于26%；（3）針片狀顆粒的含量應不超過20%；（4）原材料推薦使用石灰巖；（5）級配碎石混合料中細集料的含泥量不大于3%。

3.2 土工格室材料要求

土工格室材料型號的尺寸主要包括焊距和高度，焊距是相鄰兩個格室單元焊點的距離，其決定著土工格室展開后菱形面積的大小；從土工格室加固級配碎石基層的組成可看出，土工格室材料型號的高度決定著土工格室加固級配碎石基層的厚度。目前常用的土工格室材料其規格參數有：焊距為400mm、600mm、800mm，高度為100mm、150mm、200mm。

土工格室材料的主要物理力學參數要求見表1 所示。

表1 土工格室材料的主要物理力學參數

4 土工格室加固級配碎石基層施工工藝

土工格室加固級配碎石基層施工工藝流程如圖1 所示。

圖1 土工格室加固級配碎石基層施工工藝流程

4.1 施工前準備工作

準備工作主要包括材料、機械以及路緣石或者側模板的準備。

4.1.1 級配碎石原材料與混合料設計

施工前應根據施工路段長度和工程數量以及級配組成情況，準備充足數量所需要的不同粒徑規格碎石；對原材料進行試驗，保證滿足各項技術指標要求；根據級配組成推薦范圍和初試結果，調整確定施工級配組成，并進行室內試驗驗證。

4.1.2 人員與機械準備

確保施工人員到位，集中場拌設備、自卸運輸車輛、壓路機、裝載機、平地機、灑水車等施工機械處于良好工作狀態。

4.1.3 下承層準備

檢查并測試下承層是否符合規范要求，如：寬度、邊坡、平整度、高程等，若存在局部松散軟弱層，并重新填筑，使其滿足施工要求。在碎石鋪筑前，根據下承層表面干燥狀況，通過灑水，使下承層保持一定的濕度。

4.1.4 施工放樣

在下承層鋪設完工并驗收滿足要求后，每隔10m 在邊緣外側0.5m 位置設置指示樁，根據測定的高程及設計高程要求，以及級配碎石攤鋪時的松鋪系數，標注高程位置，在級配碎石攤鋪時，根據上述設定的高程位置控制其鋪筑厚度。

4.1.5 埋設路緣石或者安裝側模板等側向支撐措施在施工前，應預先埋設兩側路緣石及側模板，為土工格室加固級配碎石基層施工提供側向支撐，保證壓路機碾壓成型的質量，同時保證土工格室內的級配碎石密實成型、壓實度滿足設計施工要求。該環節是土工格室加固級配碎石基層施工中的重要部分，因此，兩側路緣石的埋設和側模板的安裝必須牢固可靠。

4.1.6 土工格室材料準備

按照工程項目施工規模（包括長度和寬度）要求，確定土工格室的規格及數量，并滿足各項技術指標質量要求，同時備足用于固定土工格室的定位卡。其中定位卡的示意圖如圖2 所示，其具體施工操作下文有詳細介紹。

圖2 定位卡示意圖

4.2 試拌與試鋪

級配碎石的堆放應按照粒徑大小規格有序堆放，根據篩分試驗確定的結果，按照設計配合比摻加不同粒徑的級配碎石，并摻加一定比例的水，進行試拌，并取樣進行篩分和含水率試驗測定，調整到滿足設計目標級配要求為止。當級配碎石各級碎石調整不能完全達到目標級配時，此時應該盡可能地保證級配碎石混合料關鍵篩孔的通過率。

4.3 級配碎石的拌合及運輸

為保障土工格室加固級配碎石基層的施工質量，其使用的級配碎石集中拌合宜采用拌和機（→）廠拌法，運輸過程應保持級配碎石混合料的連續鋪撒進程為準。運輸時為防止級配碎石混合料的離析，可以采取的措施有：（1）在級配碎石混合料裝料上車時，在車廂內混合料不應一次堆積過高，可分三次堆積；（2）自卸車在運輸的過程中應當保持勻速行駛;（3）卸料時不應一次卸完混合料，應當分次卸料并應降低堆料高度。

4.4 土工格室鋪設與固定

為了保證土工格室加固級配碎石基層的施工質量，土工格室的施工要滿足三個基本原則：一是保證邊端部土工格室的固定牢固，并且有側向支撐；二是保證土工格室充分張開錨定牢固；三是保證土工格室搭接緊密沒有空隙。這三個原則可以保證土工格室鋪設均勻、緊密并具有良好力學特性和穩定性，并且為后續級配碎石混合料的鋪撒質量提供保證。

首先，需要路線的走向橫向展開縮疊的土工格室，充分拉伸張開至兩側路緣石位置，整體寬度應與行車道同寬，以保證土工格室處于張力狀態，不能出現松弛。土工格室充分均勻展開，用定位卡固定后，如果墊層太堅硬，定位卡無法固定時，可在土工格室端部用鋼釬作為支撐，然后在土工格室內人工填筑級配碎石，填料后可以取出鋼釬。土工格室鋪設與固定示意圖如圖3 所示。

圖3 土工格室鋪設與固定

用定位卡來固定土工格室的具體操作為：用定位卡先將兩側路緣石處土工格室固定，定位卡采用鐵錘打入，打入下承層深度為10cm，頂面與格室頂面平齊，但應避免點位卡打入過深而損壞土工格室頂面。

在土工格室前后兩塊搭接時，應在前一段鋪設完成后，后一段土工格室再沿橫向展開，并于前一段保持對齊，然后采用專用螺絲扭緊固定，用定位卡將前后兩段土工格室搭接處固定在一起，并在搭接范圍的土工格室內人工填筑級配碎石。施工中根據土工格室展開情況，可以適當加密定位卡的布置，避免錨桿受土工格室收縮影響而失穩松脫。以后各段依次進行。最后一段終點一排格室需要人工填充級配碎石。

在級配碎石混合料撒鋪前，土工格室需要預先鋪設固定，根據級配碎石混合料的鋪撒進度，可預先對土工格室鋪設固定2～3 段的預鋪設段數距離，以保證土工格室加固級配碎石基層的連續施工。

在土工格室鋪設和固定過程中以及級配碎石鋪撒前，要避免施工的機械對土工格室造成損壞。

4.5 級配碎石鋪撒

在土工格室鋪設加固完成后，應重點檢查級配碎石的鋪筑厚度及填筑是否均勻。

4.5.1 在倒卸級配碎石時，應先倒卸到填筑有級配碎石的土工格室頂層，嚴禁將混合料直接倒卸在空土工格室內；通常松散狀態的級配碎石厚度宜高出5～10cm，同時也能避免在級配碎石運輸和碾壓過程中對土工格室造成破壞。

4.5.2 不同車輛在路面寬度方向撒鋪過程中，兩輛車輛鋪撒寬度的縱向搭接部位，應安排人工及時補料，避免縱向搭接位置出現虧料或不平整現象。

4.5.3 當施工路段全幅撒鋪縱向長度大于30～50m時，暫停運輸車輛倒料作業，采用裝載機將堆積的級配碎石混合料填入空土工格室內，嚴格控制裝載機鏟斗鏟料的進入深度，裝載機鏟斗向空土工格室內填料時，盡量以垂直的角度將混合料填入土工格室內。大致分勻后，暫停裝載機鏟料工作，然后利用平地機進行整平，并控制虛鋪厚度，必要時人工配合補料。

4.6 整平與碾壓成型

在級配碎石混合料填筑施工完成后，應對其表面進行整平，并設置橫坡，以保證其路面平整且滿足車輛轉彎及排水要求。在整平施工時，應有專人檢查并找補缺失處，遇到混合料離析情況時，應先清除后再重新填筑。級配碎石混合料鋪撒、整平完畢，應現場檢測級配碎石的含水量，在級配碎石含水量達到最佳含水量時，才可開始碾壓施工，碾壓施工的方法應該遵循“先輕后重，先慢后快，先弱后強，先邊緣后中間”的原則。

不用型號的壓路機在不同階段碾壓過程中，速度都應先慢后快，先邊緣后中間；當需要采用振壓時，振幅和頻率應控制為先弱后強，在采用大振幅振動碾壓時要隨時觀察級配碎石混合料表面，防止振幅過大導致級配碎石混合料碾壓破碎[8]。

壓路機碾壓過程中，要注意碾壓操作的順序，遵循碾壓操作的基本原則，不能顛倒順序，確保最終收面壓實后表面平整，壓實度可以達到規范要求。若現場抽查的壓實度有不合格的地方，應采取補壓或鏟除重新攤鋪碾壓。對于邊緣部位土工格室加固級配碎石碾壓應予以重視，如果壓路機無法保證充分壓實，應采用小型壓路機進行補充壓實。

4.7 封層及成型后的管理

土工格室加固級配碎石基層施工結束后，應及時鋪筑封層，以保護施工完的基層不會松散，同時也能起一定的封水作用，封層可采用“單油雙料”。施工結束后應禁止開放交通，以保護表層不受車輛行駛對基層表面造成破壞。

5 結論

土工格室加固級配碎石柔性基層施工關鍵技術中，首先對土工格室加固級配碎石基層原材料的控制指標嚴格要求，從源頭抓起；本文在參考國內現行粒料類基層施工規范的基礎上，結合土工格室加固級配碎石基層的試驗路現場鋪筑，對土工格室加固級配碎石基層的關鍵施工工藝進行了總結，以期為此類路面結構施工提供參考借鑒。