高速公路土石路基施工質(zhì)量控制和檢測(cè)方法

楊晶

[摘要] 隨著我國(guó)公路建設(shè)的發(fā)展，土石路基已經(jīng)成為高等級(jí)公路常見(jiàn)的路基形式，土石混填具有強(qiáng)度高、壓縮性低的特點(diǎn)，適用于路堤的填筑。通過(guò)合理的施工組織，土石混填可以達(dá)到較好的壓實(shí)效果，能滿足設(shè)計(jì)使用要求。土石路基在我區(qū)高速公路建設(shè)中尚屬首次，所以施工中還沒(méi)有成熟的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中也沒(méi)有提出具體的工藝要求和質(zhì)量控制指標(biāo)。本人通過(guò)土石路基試驗(yàn)段和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)體工程施工相結(jié)合，就怎樣保證土石路基的壓實(shí)質(zhì)量及檢測(cè)方法淺談一些思路，僅供同行參考。

[關(guān)鍵詞] 高速公路土石路基質(zhì)量控制檢測(cè)方法

一、土石路基壓實(shí)機(jī)理

壓實(shí)工作是路基施工過(guò)程中最重要的組成部分，壓實(shí)的結(jié)果對(duì)道路的質(zhì)量和壽命起著決定性作用，有效的壓實(shí)性能顯著改善填方的承載力和穩(wěn)定性，可以大大減少將來(lái)通車后公路營(yíng)運(yùn)的維修成本。

壓實(shí)是通過(guò)外力，使路基填料密實(shí)度提高的作用，壓實(shí)時(shí)顆粒發(fā)生位移，孔隙體積減少，土石路基填料顆粒大，可塑性小，透水性強(qiáng)，要達(dá)到密實(shí)狀態(tài)，通過(guò)碾壓使填料之間相互擠壓，小顆粒掉入孔隙中，達(dá)到密實(shí)目的，增加了顆粒間的接觸面積和咬合度，提高抗剪強(qiáng)度和變形模量，通過(guò)壓實(shí)粗骨料下沉，細(xì)集料上浮，整個(gè)填料形成嵌擠骨架，板結(jié)成整體，這樣即能保證壓實(shí)質(zhì)量，又能確保路基表面平整度。

壓實(shí)程度不僅與含水量有關(guān)，而且與粒徑級(jí)配、壓實(shí)機(jī)具的功能有密切關(guān)系。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)施工證明，采用重型（20T以上）振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)土石路基是很有效的方法。土石路基填料由各種不同粒徑的無(wú)粘性顆粒組成，壓實(shí)后的填料層的力學(xué)強(qiáng)度來(lái)源于顆粒間的擠壓、摩擦和嵌鎖作用。填料級(jí)配越好，抗剪強(qiáng)度越大，所以壓實(shí)后的土石路基可以近似為半剛性體。

二、土石路基的現(xiàn)場(chǎng)施工

現(xiàn)將土石路基施工工藝闡述如下：

1、測(cè)量放樣及布格上土

1）松鋪厚度松鋪厚度為45㎝.

基底處理檢驗(yàn)合格后，放出路基中線及邊線，按每個(gè)斷面布設(shè)3點(diǎn)測(cè)出標(biāo)高作為測(cè)量松鋪厚度的依據(jù)。根據(jù)路基設(shè)計(jì)橫斷面計(jì)算出填筑寬度，每側(cè)加寬0.3m，撒出石灰線，在樁上標(biāo)示出本層設(shè)計(jì)標(biāo)高位置。卸料時(shí)嚴(yán)格執(zhí)行先布方格后上土，三線標(biāo)示的施工規(guī)定，人工用石灰布格，根據(jù)設(shè)計(jì)松鋪厚度及每車運(yùn)料方量（每車18m3）計(jì)算網(wǎng)格大小，松鋪厚度45cm,格子大小8m×4.5m，將填料運(yùn)到布格處，專人指揮汽車卸土，間距大致均勻。

2、攤鋪

自卸汽車卸料后，用推土機(jī)初平，對(duì)于邊坡缺土處用人工補(bǔ)料整修，攤鋪過(guò)程中對(duì)超粒徑填料采用人工配合機(jī)械剔除。初平結(jié)束后，再用平地機(jī)進(jìn)行準(zhǔn)確精平，使表面平整無(wú)空洞，保證路基橫坡。

3、灑水

根據(jù)填料的天然含水量與試驗(yàn)得出的最佳含水量進(jìn)行比較，決定是否補(bǔ)充灑水。如含水量過(guò)大，則將填料晾干至最佳含水量±2%以內(nèi)。如含水量過(guò)小，則需要對(duì)土補(bǔ)充灑水，達(dá)到壓實(shí)所需的最佳含水量。

4、測(cè)點(diǎn)布設(shè)

平地機(jī)精平完成后，在初壓之前，沿路中樁每40米一個(gè)斷面布設(shè)8個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)采用埋設(shè)直徑5cm的鋼球，埋設(shè)后路基表面應(yīng)平整以保證壓路機(jī)碾壓后鋼球與填料同步下沉。

機(jī)械組合類型

T220推土機(jī)一臺(tái)，ZL50裝載機(jī)2臺(tái)，PY180平地機(jī)1臺(tái)，YZ20B振動(dòng)壓路機(jī)2臺(tái)，3Y18T光輪壓路機(jī)1臺(tái)，8T灑水車1臺(tái)。

5、碾壓施工工藝

YZ20B振動(dòng)壓路機(jī)關(guān)閉振動(dòng)一檔穩(wěn)壓1遍→YZ20B振動(dòng)壓路機(jī)一檔強(qiáng)振5遍→ 3Y18T三輪光輪壓路機(jī)一檔穩(wěn)壓1遍。

一檔行駛速度35～40米/分鐘。

三、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

1）沉降差控制標(biāo)準(zhǔn)制定為：沉降量不大于3㎜，標(biāo)準(zhǔn)差不大于2 ㎜.

上路床以下孔隙率控制標(biāo)準(zhǔn)為： ＜13%。

2）含水率控制

最佳含水率為4.0%左右。

3）外觀質(zhì)量

外觀及平整度檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)：平整度不大于20㎜，路基表面平整密實(shí)，表面無(wú)松散、填料無(wú)離析現(xiàn)象，大粒徑填石無(wú)松動(dòng)，無(wú)明顯輪跡和孔洞，表面及邊部無(wú)超粒徑石料，邊線順直。

其余檢查項(xiàng)目同填石路基檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。

四、施工檢測(cè)控制要點(diǎn)

1>在攤鋪時(shí)，人工配合機(jī)械揀出超粒徑填料（大于30㎝）后，用平地機(jī)精平，確保填筑表面無(wú)空洞和超粒徑石料。當(dāng)振壓遍數(shù)達(dá)到5遍后，在用灌水法做孔隙率檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)壓實(shí)后的填筑料，粗骨料下沉，細(xì)集料上浮，而且整個(gè)填料形成嵌擠骨架，即能保證壓實(shí)質(zhì)量，又能確保路基表面平整度。

2>采用大于20T以上的振動(dòng)壓路機(jī)一檔穩(wěn)壓1遍，再?gòu)?qiáng)振5遍，18T以上的三輪壓路機(jī)碾壓一遍。

3>及時(shí)補(bǔ)水：在YZ20B振動(dòng)壓路機(jī)碾壓到第3～4遍時(shí)，3Y18T三輪壓路機(jī)進(jìn)行收光時(shí)，路基表面出現(xiàn)松散現(xiàn)象，此時(shí)用灑水車適當(dāng)進(jìn)行補(bǔ)水，讓水分滲入路基表面1～2㎝，確保表面濕潤(rùn)，在不粘輪的情況下，繼續(xù)進(jìn)行碾壓。

4>應(yīng)用埋設(shè)鋼球，通過(guò)水準(zhǔn)儀測(cè)量沉降差的方法來(lái)判斷壓實(shí)效果。

5>儀器采用蘇光DSE2以上水準(zhǔn)儀，水準(zhǔn)標(biāo)尺有毫米刻劃并加裝圓水準(zhǔn)氣泡。水準(zhǔn)儀和標(biāo)尺使用前須鑒定合格，儀器i角小于15”。

6>沉降觀測(cè)點(diǎn)的最大距離不能超過(guò)80米，水準(zhǔn)儀須在觀測(cè)點(diǎn)的中間，每層檢測(cè)高程時(shí)，儀器位置始終是固定位置。

7>測(cè)點(diǎn)采用埋設(shè)直徑5cm的鋼球，沿路中樁每40米一斷面布設(shè)8個(gè)測(cè)點(diǎn)，并且埋設(shè)后鋼球表面應(yīng)與路基表面齊平以保證經(jīng)壓路機(jī)碾壓后鋼球與填料同步下沉。

8>測(cè)量沉降差時(shí)，將鋼球表面的土粒清理干凈，確保測(cè)量精度。

五、進(jìn)一步建議

1）施工中存在一些不穩(wěn)定因素需消除：

a、最佳含水量確定

在碾壓前，灑水燜料十分重要，通過(guò)后續(xù)施工中發(fā)現(xiàn)灑水燜料不徹底，就進(jìn)行碾壓，在用灌水法做孔隙率指標(biāo)檢測(cè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)填料上層20㎝左右，集料處于潮濕狀態(tài)且板結(jié)成整體，密實(shí)效果很好，填料下層20㎝左右，集料處干燥狀態(tài)且嵌擠松散，壓實(shí)效果較差.鑒于此，建議在壓實(shí)之前，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)人員嚴(yán)格檢查填料含水量是否達(dá)到最佳含水量4%左右后，方可進(jìn)行碾壓。

b、壓實(shí)遍數(shù)是否達(dá)到規(guī)定要求

在路基展開(kāi)大面積施工后，由于作業(yè)面大，機(jī)械較少，造成壓實(shí)遍數(shù)達(dá)不到規(guī)定的要求。

因此建議：現(xiàn)場(chǎng)施工人員和監(jiān)理人員加大監(jiān)督力度，保證壓實(shí)遍數(shù)，確保路基壓實(shí)質(zhì)量。如有條件在振動(dòng)壓路機(jī)上安裝GPS定位系統(tǒng)，監(jiān)督施工機(jī)械工作時(shí)間。

2）半幅施工路基中部大料集中

由于路基半幅施工，易于現(xiàn)場(chǎng)施工，但同時(shí)造成路基中部有大料集中的現(xiàn)象。

為了保證路基中部壓實(shí)質(zhì)量，在另半幅施工時(shí)需用推土機(jī)或裝載機(jī)將路基中部大料鏟除，均勻攤鋪到其他施工區(qū)域。

2）建議在后續(xù)的施工中，在加大監(jiān)督力度的同時(shí)，在檢測(cè)方法上以控制沉降量為主，并隨機(jī)檢測(cè)孔隙率，以雙指標(biāo)來(lái)控制路基壓實(shí)質(zhì)量。

3）建議在路基高填方段或原地面為湖塘地段，路基沉降變形觀測(cè)中應(yīng)用沉降板的埋設(shè)及觀測(cè)技術(shù)，進(jìn)一步控制路基壓實(shí)質(zhì)量。

4）彎沉不僅能反映出土基的整體強(qiáng)度和剛度，而且與道路的使用狀態(tài)存在一定關(guān)系。建議在路基檢測(cè)過(guò)程中，尤其在路基界面驗(yàn)收時(shí)增加彎沉檢測(cè)項(xiàng)目，進(jìn)一步論證用沉降差控制路基壓實(shí)質(zhì)量的方法是否可靠。

六、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)石銀高速三個(gè)合同段土石路基近6個(gè)月的施工，土石路基的施工工藝、過(guò)程控制、檢測(cè)方法和檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。能夠滿足JTG F10-2006《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》及石嘴山至銀川高速公路的設(shè)計(jì)要求。使本項(xiàng)目取得了具有突破性進(jìn)展的成果，具有較大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，值得推廣。