1、1砾石土填筑路基的施工工艺及质量检测靳军 张劲松 冯永齐 焦作市公路管理局关键词 砾石土路基 施工工艺 质量检测1前言随着我国高等级公路建设的迅猛发展，用作路基填筑的材料越来越多，砾石土就是其中一种较为理想的材料。虽然砾石土作为路基填料有强度高、稳定性好等诸多优点，但其施工工艺和检测方法在路基施工技术规范中却没有相应的具体要求，限制了砾石土在公路工程中的广泛应用。本文结合焦晋高速公路砾石土路基的试验与施工情况，对砾石土填筑路基的施工工艺和质量检测控制进行了初步的探讨。2工程概况焦晋高速公路全长 17.036 Km，位于河南省焦作市境内，起点为晋豫两省交界处，山西省晋城至焦作高速公路的终点，终点
2、位于焦作市小尚村，与焦作至郑州高速公路相连。路线自北向南分属山岭区（K0+000K6+610） 、重丘区（K6+610K10+420 ） 、微丘区（K10+420K17+036） 。山岭重丘区基岩基本裸露，路堑开挖和隧道开挖产生的石渣数量很大，质量也符合路基填筑材料的要求，可用于路基填筑。微丘区多为含细粒土的砾石土，而可用于路基填筑的细粒土资源贫乏。在这种情况下，经过认真的分析与设计，从节约耕地、保护环境和提高路基强度的目的出发，确定微丘区路基采用符合路基填料要求的天然砾石土进行填筑。3砾石土路基施工工艺31 路基填筑材料组成焦晋高速公路使用的砾石土填料取土场，位于焦作市中站区王封乡和朱村乡辖
3、区内，距路基3.64.0 Km，对王封乡西冯封村土场的砾石土进行取样筛分，其粒度组成情况如下表：砾 石 土 的 粒 度 成 分粒 度 成 分 （ 以 重 量 % 计 ）粒 组(mm) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 平均60 2.70 24.30 4.75 5.05 7.60 8.45 10.20 13.70 8.75 7.10 9.266040 38.30 22.80 35.10 36.20 13.85 16.45 32.70 25.70 29.85 33.00 28.394020 36.30 29.70 28.60 29.10 21.30 18.85 31.00 35.90 33
4、.20 33.90 29.792010 12.25 10.55 16.95 15.60 27.85 35.90 11.30 11.40 14.40 12.30 16.85105 3.55 4.00 4.65 6.25 21.45 9.10 4.70 470 3.90 3.70 6.6052 2.85 2.85 4.00 1.75 2.35 2.85 3.70 3.50 3.60 4.10 3.155 和曲率系数 Cc =13 这两个条件时，土为级配良好的土。通过以上的分析可以得出，在清除大于 10cm 的卵石后，天然砾石土是具有良好级配和良好压实性能的土。32 施工工艺321 料源选择要求由于
5、砾石土在形成过程中是分层沉积的，各土层砾石含量及级配组成必定会有所不同，根据路基施工质量要求，选料时要选择级配良好，级配范围变化不大的砾石土，位于同一段的同一层路基采用砾石含量相近的砾石土进行填筑。322 试验段由于高速公路的质量要求高、投资大，砾石土又是一种新材料，其施工工艺和质量控制都会有不同的要求，为确保工程施工顺利进行，避免因盲目施工而给工程带来重大损失，砾石土路基开始施工以前，首先要铺筑试验段，以便获得有关的技术数据和标准的施工方法，指导和控制全线的施工。经过试验，确定了砾石土的各项技术数据、施工方法和压实度检测方法，有关内容在下文中有详细的叙述。323 路基上料及整平3231 砾石
6、土应分层填筑，每层松铺厚度不超过 40cm，最大粒径不超过压实厚度的 2/3，路基全幅填筑，不应纵向分幅填筑。每一施工段的适宜长度为 150200m。3232 砾石土的松铺系数为 1.07，根据每层松铺厚度不大于 40cm 的要求，按照计算的材料数量，将砾石土均匀地卸在路基上，人工清理超粒径的大石块。3233 用大型推土机推平，在推平过程中，人工配合装载机清除超粒径石块，再用平地机按路基的横坡和纵坡要求进行整平，个别不平处人工配合找平，个别粗粒料集中处，人工加铺细料拌和均匀。整平过程中露出的超粒径石块要及时挖除，大石块挖除后留下的坑洞，要填补至略高于整平层的表面。3234 路床顶面以下 80
7、cm 范围内，松铺厚度不应大于 30cm，填料最大粒径不应超过310cm，超粒径石块在上料、摊铺及整平时要严格进行清理。324 路基碾压路基上的砾石土经整平以后，采用 16T 振动压路机不振动静压一遍，然后先慢后快，由弱振至强振再振动碾压 5 遍以上，至压实层表面平整密实、无明显轮迹为止。碾压速度最大不宜超过 4 km/h。碾压时，直线路段和大半径曲线路段由两边向中间碾压，小半径曲线路段由内侧向外侧碾压 ，纵向进退式进行，横向接头重叠 0.40.5m，前后相邻区段纵向重叠 1.01.5 m。应达到无漏压、无死角，确保碾压均匀。325 含水量控制用透水性良好的砾石、粗砂等作路堤填料时，可不控制含
8、水量；用透水性不良的粘性土等路堤填料时，应在接近最佳含水量情况下分层填筑与压实。砾石土的透水性介于二者之间，不能按上述情况确定。从现场施工情况来看，由于使用的砾石土中大于 2mm 的颗粒含量至少达到 70%以上，其透水性还是相当大的，含水量对压实度的影响很小。但是，考虑到其中还含有一定数量的细粒土，当砾石土太干时，容易出现局部松散的现象，且车辆经过时易产生扬尘；当砾石土太湿时，个别细粒土含量大的地方有可能产生翻浆现象，为提高压实工作的效率和质量，做到文明施工，还是应当对含水量进行适当控制。一般情况下，砾石土的天然含水量即可满足施工要求，当天气炎热或降水量较大时，应该适当补水或翻开晾晒。326
9、路基边坡防护由于砾石土材料松散，在降雨量较大时易产生冲刷破坏，路基边坡防护成为影响路基整体稳定性的一个重要问题。在路基施工时，其两侧的压实宽度要大于设计宽度 0.51m，且应加强路基边缘的压实工作。雨季施工时，要注意路基排水，避免产生较大的冲刷破坏。路基施工完成后要及时进行边坡防护工作，焦晋高速公路采用浆砌片石拱形骨架的形式对路基边坡进行防护。路基削坡后，在边坡上砌筑厚度为 30cm 的浆砌片石拱形骨架，骨架内填入细粒土，适当夯实后进行绿化。328 环境保护由于施工过程中要对天然砾石土中的超粒径石块进行人工清除，将会清理出很大数量的石块，清理出的石块要集中堆放和处理，不能散落在边坡下，更不能丢
10、到农田里。当地砾石土埋藏深度一般为 35m，其下为细粒土，砾石土挖除以后可开垦为耕地。从取土场取料前，要将地表的含草皮土、含腐殖质土进行清理，集中堆放，取土结束时将其铺于取土坑内。4施工质量控制与检测41 施工工艺控制与填石路基相似，施工工艺控制是保证砾石土路基施工质量的关键。为了保证砾石土路基的施工质量，在施工过程中要严格按照施工工艺的要求进行，对其松铺厚度、填料的最大粒径、压实机械的吨位及碾压方法、压实遍数等方面要严格控制。42 压实度检测方法由于砾石土填料既不同于土质填料，又不同于石质填料，而是介于土质和石质之间的一种填料，现行规范中规定的检测方法和检验标准均不适用。根据砾石土填料的这一
11、特殊性，压实质量检测采用以压实沉降差法为主，结合轮迹法，并以弯沉法辅助配合的方法。421 压实沉降差法在压实后的路基表面用油漆或其它醒目标注标记测点，用水准仪测量测点高程（或相对高程） 。用净重 16T 振动压路机进行碾压检测，连续振压两遍，然后再用水准仪测量测点高程（或相对高程），计算各测点的沉降差。当碾压前后无明显轮迹，沉降差最大值小于 5mm，平均值小于 3mm，标准差小于 2 时，即认为达到压实标准。检测频率为每 2000m2 测 12 点，压实面积不足 200 m2 时，检测 4 点。4422 轮迹法当砾石土路基按规定的施工工艺碾压完成后，在进行压实度检测时，首先进行外观检查，当外观
12、平整，没有松散现象，无明显轮迹时，方可进行压实沉降差法检测。423 弯沉法为保证砾石土路基的施工质量，要求在 90 区、93 区、95 区（按土方路基标准划分）碾压完成时各做一次弯沉检测，并与土方路基相应各区的设计弯沉值进行比较。下表列出了路基右幅K12+800K13+000 段 95 区顶的弯沉检测结果：百分表读数（ 10-2mm）左 右弯沉值（10 -2mm）桩号初读数 终读数 初读数 终读数 左 右土路基 95 区顶面设计弯沉指标（10 -2mm）K12+800 21 22 42 44K12+825 22 18 44 36K12+850 23 30 46 60K12+875 20 13
13、40 26K12+900 21 23 42 46K12+925 17 19 34 38K12+950 29 24 58 48K12+975 27 23 54 46K13+000 35 25 70 50218从表中数据可以看出，砾石土路基的弯沉检测结果，远远超过了相应的土路基的设计弯沉指标，完全可以保证路基的质量。424 压实沉降差法与灌砂法的对比试验虽然压实沉降差法能够很好地控制砾石土路基的施工质量，但是却无法直接反映出各压实区实际的压实度。为了从数据上说明压实沉降差法确实能够满足质量控制的要求，我们特别做了压实沉降差法与灌砂法的对比试验。在取土场将一部分天然砾石土过 4cm 的筛子，取样进行
14、击实，得出其最大干密度为 2.32g/cm3,然后在已整平好的试验路段上划出一个 3m5m 的方框，将方框内的一层土挖出，换成已过筛的砾石土，用推土机推平和稳压，用平地机整平。在方框内外各布设 5 个测点，测量其高程，然后按上文所述的碾压方法对整个试验路段进行碾压，每压一遍，测一次沉降差，从第三遍开始在方框内测压实度，每一遍测两点。测量结果如下：由于方框内的填料为后铺，整平后的密实度可能比方框外的低，因此前三遍的压实沉降差略为偏大，但从第四遍开始方框内外的沉降差基本一致。由上表数据可以看出，碾压五遍时，压实度已碾压遍数 1 2 3 4 5 6 7 8 9方框内 5 22.6 11.6 5.2
15、6 4 3 1.2 0.6压实沉降差的平均值（mm） 方框外 2 12.4 8.2 5 4.6 4.4 2 1 0.4灌砂法检测压实度的平均值（% ） 94.8 96.9 97.5 99.8 101.3 100.8 102.15达到 97 以上，碾压六遍时，压实度基本达到 100。由此可以证明，沉降差最大值小于 5mm，平均值小于 3mm，标准差小于 2 的检验标准，完全能够满足质量控制的要求。5结语采用砾石土填筑高速公路路基，在目前的高速公路建设中并不多见，但砾石土作为路基填料的优良性能是显而易见的。在没有相应的施工技术规范的前提下，如何控制砾石土填筑路基的施工工艺及施工质量，是一个很值得探讨的问题。通过对焦晋高速公路砾石土填筑路基施工工艺及质量控制的总结，为砾石土在路基施工中的应用积累了一定的经验。参考文献；1 JTJ033-95 公路路基施工技术规范 人民交通出版社2 沙庆林 公路压实与压实标准 人民交通出版社3 焦作至晋城高速公路焦作段招标文件 焦作市公路管理局631 朱村乡土场砾石土粒度组成，与王封乡比较，325 含水量如何控制425 沉降观测
