高速公路路基施工中巨粒土填筑技術的應用

楊勁

【摘要：】文章分析了巨粒土填筑技術的特點和影響巨粒土填筑施工的因素，并與工程實際相結合，對高速公路路基巨粒土填筑施工需要開展的填料性能檢測、施工工藝以及施工結果進行探討，證明將巨粒土填筑技術應用在高速公路路基施工中不但能使施工成本降低，還能使施工質量和施工效率得到提高。

【關鍵詞：】巨粒土填筑技術;路基施工;高速公路

U416.1+11A080253

0 引言

在高速公路結構中路基是非常重要的部分，高速公路的穩定性會受到路基填筑質量的影響。在路基填筑中使用巨粒土材料，必須對含泥量進行合理控制，從而防止對壓實效果產生影響。當擁有過大的粒徑時，必須合理地進行剔除與壓碎處理。為了使巨粒土填筑路基擁有更高的質量，必須充分了解和掌握相關技術要點。

1 巨粒土填筑技術的特點

巨粒土路基是一種使用土石混合填料作為填筑土，采用不同的內部土石占比，使其擁有不同的結構特性，在通過碾壓施工后表現出不同工程性質的路基。巨粒土擁有較好的透水性和較高的結構強度，相比于普通填筑土擁有更大的壓縮模量和固結系數，在施工時使用巨粒土可以對大面積變形進行有效預防，使路基的整體穩定性得到明顯提升[1]。但是當增加巨粒土的含石量時，整個填料就會向骨架空隙結構轉變，所以在含石量不同時對巨粒土的工程性質存在不同的影響：當擁有較大含石量時，填料土質為影響巨粒土工程性質的主要因素;當擁有較小含石量時，石料性質能夠直接影響其工程性質;當擁有較少的細粒土含量時會對填料內粗細集料組成差異產生影響，使各粒徑集料之間的嵌擠作用降低[2]。巨粒土含量豐富的地區大多存在非常復雜的地形，如溝谷或斜坡等，壓實難度較高，如果不合理選擇施工技術會對路基壓實效果產生不利影響，所以必須對巨粒土壓實工藝進行合理選擇與控制。

2 影響巨粒土填筑施工的因素

2.1 巨粒土填料性質

填料性質主要是由填料的級配、結構、粒徑等決定的。填料性質能夠對高速公路路基施工的難度和方式產生影響，填料質量好，在施工時受到其他因素的影響較小，能夠有效提高施工效率、縮短施工周期;如果填料性質較差，會增加施工過程中出現問題的概率，需要滿足更高的管理要求和技術規范，同時在填料的級配、粒徑存在差異時，需要采用不同的壓實機械和壓實方式。

2.2 氣候條件

當填料為硬質碎石或軟質巖石時，風化的可能性很大，這時處在水分較大的環境中會導致填料崩解或松散，如遇雨水天氣會使車輛行駛的難度提升，在很大程度上對施工進度產生影響[3]。

2.3 場地條件

料場、邊坡及原地面的處理是項目施工場地的主要影響因素。當高速公路邊坡穩定性較好時，能夠有效避免在雨季發生崩塌、滑坡等問題，對施工影響較小。當原地面邊坡擁有較好的穩定性時，無須特別處理即可使安全性得到一定保障。如果存在完整的巖體結構，可以利用洞室爆破;在缺乏穩定性時，可以對地面爆破的方式進行利用;如果在爆破后還有較大的顆粒粒徑以及級配，需再次進行爆破。

2.4 施工周期

施工周期就是對于各項施工任務的時間安排計劃。能否合理地安排工期將對整個高速公路路基工程的效益和質量產生直接影響。如果一味地縮短工期，將會在不同程度上降低施工質量。

2.5 項目管理

由于巨粒土填筑路基工程的工作量較大且施工難度較高，參與施工的人員較多，因此必須充分重視管理工作的有效開展[4]。同時，由于各種機械的操作非常復雜，需要有效地協調各項施工任務和人員調配，所以在管理時應該對現階段各種先進的技術進行充分利用，如多媒體技術、計算機技術等。

2.6 壓實方式

在巨粒土路基填筑施工中，利用不同的壓實機械會產生不同的施工效果、質量以及效率。在氣候條件、場地條件以及填料性質一致的基礎上，選擇不同的壓實機械和壓實方式會產生不同的經濟效益。

3 工程實例

3.1 工程概況

某高速公路路基工程寬24.5 m，長32.3 km，設計為雙向六車道，線路中存在山嶺重丘地形地貌，結合降低工程造價的目標和該路段的實際條件，決定對當地原有材料進行利用，到附近天然取土場完成路基填筑材料巨粒土的獲取，并與沖擊碾壓技術相結合，使巨粒土填筑路基擁有更高的施工質量。

高速公路路基施工中巨粒土填筑技術的應用/楊 勁

3.2 填料性能

在開展正式施工前，選擇一路段為試驗段，開展路基巨粒土的界限含水率檢測、CBR值檢測以及重型擊實試驗。

3.2.1 重型擊實試驗

試驗的目的是為了明確本次工程中巨粒土填料中石料的最佳摻加比。所以在進行試驗時分別選擇含有60%、50%、40%、30%、20%石料摻量的巨粒土，并選擇重4.5 kg、直徑50 mm的擊實錘進行重型擊實試驗。將擊實錘提升至45 cm高度，并選擇高12 cm、內徑15.5 cm的試驗桶，確定三層擊實層數，進行共98次擊實。具體重型擊實試驗結果見表1。

3.2.2 界限含水率檢測和CBR值檢測

界限含水率能夠直接反映巨粒土填筑材料的物理性能，選取40%石料摻量的巨粒土填料，利用液塑限聯合檢測儀檢測界限含水率。顯示結果為，其擁有7%的塑性指數、23%的塑限、26%的液限，能夠滿足有關規范。

對巨粒土填料的CBR值進行檢測得出，上路堤為36.6%，下路堤為14.1%，路基頂面0.8 m以下為75.2%。與相關規定中的路基填料強度下限相比，巨粒土填料明顯擁有更高的CBR值，表明本次路基工程選用的巨粒土填料能夠滿足相關的強度要求。

3.3 施工工藝

由于巨粒土填筑材料擁有較高的石料含量，為了使路基工程擁有更高的結構穩定性和強度，必須充分重視碾壓壓實施工。所以，在正式開展該高速公路路基施工前，在試驗段同時開展分層壓實施工試驗，從而對最佳的碾壓次數、碾壓速度、碾壓方式以及攤鋪厚度等參數進行明確，并與相關參數相結合開展正式路基施工[5]。F9B57ECE-6143-440D-9FE3-977D76C47B17

3.3.1 基底處理

路基的整體質量受路基基底壓實度和基底強度的影響。由于巨粒土填筑路基出現沉降問題的概率較大，所以更應該開展高質量的基底處理工作。在開展基底處理施工時，對于原地面橫坡1/5以下的路段，需要先對土層和雜草進行有效處理，然后再進行路基填筑施工。如果存在不足2 m的覆蓋土，應先挖除覆蓋土層。由于當地氣候變化多樣，所以在清理原地表時，正常情況下應選擇約30 cm的地表處理厚度。與設計和施工相關規范相結合，當碾壓和夯實基底時，如果路堤整體高度>10 m，地基應該達到180 kPa以上的承載強度;如果路堤擁有10 m以內的整體高度，地基應達到145 kPa以上的承載強度。當完成地基驗收后，需要與施工方案相結合開展中線和邊線的測量放樣，確定“設計值+50 cm”的路基測放寬度，并將路基邊線、中線以及相應高程標出。

3.3.2 運輸及攤鋪填料

在對巨粒土填料進行采集時必須保證相應的強度滿足要求，并且結合人工和機械的選料方式提升選料的準確度。由于巨粒土存在不同的粒徑和形狀，離析現象出現的概率較大，在路基攤鋪施工開展前，運輸車輛應以較低的速度將巨粒土填料從天然取土場運輸至施工現場，這樣做能夠有效避免因劇烈晃動產生的離析現象。

巨粒土填料攤鋪施工時會有攤鋪不均勻的現象出現，往往需要二次補挖。為了避免這種情況，必須與設計的施工流程相結合，有序地開展攤鋪施工。該高速公路路基工程的施工流程為：按照先兩側后中間、由低至高、水平分層的次序卸料，并且對各側填料鋪設寬度進行嚴格控制，使其滿足“設計寬度+50 cm”的標準，從而為路基邊緣壓實提供有效保障。在根據相關要求卸下巨粒土后，應該先利用推土機粗略找平，再利用平地機進行精確找平。如果發現巨粒土填料存在過大的粒徑，應該采用人工方式進行剔除。

在使用巨粒土填筑高速公路路基時，必須與設計坡度相結合完成專用排水橫坡的修建，保證順利排出路基積水及降雨，并且應該將排水溝、截水溝等設施修建在橫坡下，從而防止路基邊坡受到水流的過度沖刷，為邊坡穩定提供有效保障。

3.3.3 實際含水率控制

在路基填料攤鋪完成后，必須先檢測巨粒土填料的實際含水率，并以重型擊實試驗得到的最佳含水率為標準，確保填料實際含水率值與試驗值的誤差≤2%。若是填料實際含水率無法滿足上述要求，需要合理選擇晾曬或者補水的方式對其含水率進行調整，在補水后需要進行持續2～4 h的悶料，從而為碾壓施工提供有效保證。

3.3.4 碾壓施工

使用振動壓路機和自行式壓路機相結合的方式碾壓高速公路路基巨粒土，在碾壓曲線段時應該由內側向外側進行，碾壓直線段時應該由兩邊向內側進行。兩種碾壓機應該控制約3 km/h的行進速度，其中保持2.0～2.5 km/h的中振碾壓速度和2.5～3.0 km/h的重振碾壓速度。在進行壓實時，行與行之間應該保持約45 cm的重疊，前后相鄰段應保持約130 cm重疊。在對路基邊緣進行碾壓時，兩種機械的碾壓應與路線橫斷面保持45°，從而有效避免死角、漏壓等問題[6]。在完成碾壓后還應該用灑水的方式養護路基，最后使用光輪壓路機進行一遍靜壓收光整平。

3.4 實際施工效果

3.4.1 沉降觀測

完成高速公路巨粒土路基填筑施工后，在碾壓和自重等因素的共同作用下，路基結構中必然會發生沉降，高速公路的行車舒適性和安全性會受到沉降情況的影響，所以必須在較長時間內觀測該路段的沉降情況。本工程擁有較大的路基寬度，應該將3塊沉降板分別設置在路基斷面的兩側及中間，從而做到全面掌握路基沉降情況，詳細沉降結果見表2。

由表2可知，剛結束填筑施工的路基擁有較大的沉降量和較快的沉降速率，而后期則越來越穩定;早期的沉降速率和沉降量能夠滿足相關規范;與路基中間相比，路基兩側的沉降速率和沉降量更小。這些路基沉降趨勢也與相關研究的結論相符合。

3.4.2 壓實質量觀測

在高速公路路基填筑施工完成后，應該采用環刀法來抽檢路基實際壓實度，與相關結果相結合，所選取的8個測點分別擁有98.0%、97.2%、96.9%、98.8%、96.8%、96.7%、97.7%、97.3%的壓實度。抽檢結果表明，在完成巨粒土路基填筑施工后，本公路路基工程滿足了相關規范要求，證明工程施工取得了較好的壓實效果。

4 結語

綜上所述，高速公路路基的填筑材料可以選用巨粒土，但要使巨粒土的優勢得到充分發揮，必須對相關的施工規范與要點進行準確掌握，同時結合科學準確的測試試驗，保證巨粒土的性能符合相關要求，為高速公路路基的穩定提供有效保障。所以，相關人員應該加強對巨粒土路基填筑施工技術的研究力度，促進其不斷完善和改進，助力于我國的公路建設。

參考文獻：

[1]王 鳳.V型溝谷巨粒土高填方路基修筑技術研究[D].重慶：重慶交通大學，2014.

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[4]宋軼璋，何照勤，申寶穩.棄渣棄方巨粒土填筑技術在高速公路路基施工中的應用[J].公路，2016（6）：86-89.

[5]李 兵，閻宗嶺，賈學明.瑞雷波技術在巨粒土路基中的應用研究綜述[J].路基工程，2011（2）：41-43.

[6]賴文博.基于巨粒土填筑技術的路基施工要點分析[J].建筑工程技術與設計，2018（21）：134.F9B57ECE-6143-440D-9FE3-977D76C47B17