填隙碎石基層在干線公路改建工程中的應(yīng)用研究

蔡光艷高海軍景宏君

（1 陜西省延安公路管理局；2 陜西省咸陽(yáng)市交通運(yùn)輸局）

填隙碎石基層在干線公路改建工程中的應(yīng)用研究

蔡光艷1高海軍1景宏君2

（1 陜西省延安公路管理局；2 陜西省咸陽(yáng)市交通運(yùn)輸局）

在高等級(jí)公路路面改建工程中，不同類型路面病害一直困擾著公路建設(shè)者。文章針對(duì)陜西延安某干線公路改建工程中所遇到層間滲水嚴(yán)重病害現(xiàn)象，采用填隙碎石基層進(jìn)行處理。實(shí)踐證明，通車兩年多來(lái)，其路用性能優(yōu)良，各項(xiàng)指標(biāo)都符合規(guī)范要求， 在該大修工程中應(yīng)用是可行的，可作進(jìn)一步的推廣應(yīng)用。

道路工程；填隙碎石；基層；改建工程；應(yīng)用研究

1 工程概況

本項(xiàng)目位于陜西延安某干線公路改建段，其地形較為復(fù)雜，其左臨無(wú)定河，右傍石質(zhì)山脈，山脈為沉積巖系，風(fēng)化不太明顯，層間滲水較為嚴(yán)重。改建前，此路段一到冬季凍冰即漫及公路，嚴(yán)重影響著車輛的正常通行。

我單位于2010年4月組織施工該段路面工程。為了避免滲水浸入路面結(jié)構(gòu)層，針對(duì)具體地質(zhì)病害情況，項(xiàng)目經(jīng)理部提出采用填隙碎石作為該路段的底基層，基層采用碎石含量較大的碎石灰土層等一系列具體方案進(jìn)行整治，并報(bào)經(jīng)總監(jiān)辦和業(yè)主批準(zhǔn)后，于2010年6月底

順利完工。通車兩年多來(lái)，其路用性能優(yōu)良，

各項(xiàng)指標(biāo)都符合規(guī)范要求。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

填隙碎石是用單一尺寸的粗粒碎石作為主骨料，并用石屑或粗沙填滿碎石間的空隙，形成嵌擠作用，以增加該層密實(shí)度和穩(wěn)定性。其力學(xué)性質(zhì)優(yōu)于級(jí)配礫石，接近于級(jí)配碎石，適宜于在石料豐富的地區(qū)應(yīng)用。

該路段路基為填石路基，已于2009年10月完工。經(jīng)過(guò)半年多的行車碾壓和自然沉陷，其路用性能已完全滿足路面工程的各項(xiàng)施工要求。填隙碎石層作為底基層，采用最大粒徑為80mm的碎石粗骨料，層厚為12cm；基層采用25cm厚、含碎石量為80%的碎石灰土層和20cm厚、含碎石量為60%的碎石灰土層兩層；面層采用4cm厚中粒式瀝青混合料層和3cm厚細(xì)粒式瀝青混凝土上封層。由于該地區(qū)石料較為豐富，且能滿足基層所需石料的規(guī)范要求，故在原材料用量方面能完全滿足施工需求。

3 施工技術(shù)

材料組成見(jiàn)表1、表2。

表1 填隙碎石層粗骨料的顆粒組成

表2 填隙料的顆粒組成

施工中要求：填隙粗骨料集料壓碎值≤30%，該層壓實(shí)度≥93%，基層25cm厚含碎石量為80%的碎石灰土層其壓實(shí)度≥95%，20cm厚含碎石量為60%的碎石灰土層其壓實(shí)度≥97%。

填隙碎石層厚12cm，最大粒徑≤8cm，填隙料采用石屑和最大粒徑<10mm的粗沙，且其中的針片狀顆粒含量不大于15%，石料抗壓模量E值介于200～280Mpa。

填隙碎石作為底基層，其壓實(shí)度、平整度、層厚等在實(shí)際施工過(guò)程中很難控制。因此，具有填隙碎石層路面結(jié)構(gòu)的道路，提高該層施工工藝質(zhì)量是該項(xiàng)工程能否達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量的關(guān)鍵。該路段在實(shí)際施工中注意考慮了一下幾點(diǎn)：

3.1 填隙碎石的壓實(shí)特性。填隙碎石不同于普通的灰土層和碎石灰土層，其為主骨料和填隙料在一定壓力作用下克服粒料間的摩擦阻力，不同粒徑的顆粒相互嵌擠、重新排列，使孔隙率盡量減小、密度增大的受力過(guò)程。判斷填隙碎石層是否達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)度，也即檢驗(yàn)粒料之間是否相互嵌擠、是否達(dá)到緊密的程度。因此，嚴(yán)格、精確地測(cè)定填隙碎石層的壓實(shí)度，是控制該層質(zhì)量的關(guān)鍵。

3.2 壓實(shí)機(jī)具的選擇。根據(jù)該層的壓實(shí)受力特性，施工時(shí)宜采用重型振動(dòng)壓路機(jī)或重夯進(jìn)行壓實(shí)。振動(dòng)壓路機(jī)碾壓時(shí)能產(chǎn)生振動(dòng)力，可使粒料產(chǎn)生振動(dòng)及瞬時(shí)移位，使粒料能緊密咬合，從而達(dá)到設(shè)計(jì)要求。而靜載光輪壓路機(jī)很難達(dá)到這種效果。根據(jù)實(shí)際情況及試驗(yàn)路段的經(jīng)驗(yàn)，施工中采用自行式膠輪振動(dòng)壓路機(jī)（YZ-14）進(jìn)行壓實(shí)，對(duì)于部分邊角地段壓路機(jī)壓實(shí)不到的地方，采用重夯配合壓實(shí)。

3.3 路槽的質(zhì)量要求。由于該路段屬于沿溪公路，又路基為填石路基，故對(duì)路槽的質(zhì)量要求也較高。施工前先大致整平原路基，然后在路槽上填筑了30cm厚的CBR值≥6.0%的土，并嚴(yán)格按施工規(guī)范對(duì)路槽進(jìn)行碾壓、整平。

3.4 試驗(yàn)路段的鋪設(shè)。填隙碎石層開(kāi)工前曾鋪筑了200m長(zhǎng)的試驗(yàn)路段，以確定必要的技術(shù)參數(shù)。材料用量及壓實(shí)變數(shù)見(jiàn)表3、表4。試驗(yàn)確定虛鋪系數(shù)為1.31（平地機(jī)攤鋪）。

3.5 施工工藝流程。一項(xiàng)工程其施工工藝流程是否合理，關(guān)系到該項(xiàng)工程能否如期完成、其質(zhì)量能否達(dá)到規(guī)范要求。因此，其在公路工程中起著很重要的作用。該路段采用了如下流程：

3.5.1 按規(guī)范要求整好路槽。

3.5.2 進(jìn)行施工放樣。為了控制好工程質(zhì)量，該路段采用全站儀精確施放中線、邊線，確定出材料松鋪邊線，并以白灰劃線。

3.5.3 運(yùn)輸粗骨料，并按每平方米碎石用量劃格，然后進(jìn)行碎石料的攤鋪（平地機(jī)攤鋪，不足處人工配合）。

3.5.4 對(duì)粗骨料進(jìn)行初壓，用壓路機(jī)靜壓一遍。

3.5.5 在碎石層上撒布石屑和粗沙。嚴(yán)格控制石屑和粗沙用量，并對(duì)其均勻撒布。

3.5.6 對(duì)碎石層進(jìn)行振動(dòng)壓實(shí)。用振動(dòng)壓路機(jī)帶振動(dòng)碾壓兩遍。

3.5.7 局部補(bǔ)撒石屑和粗沙。對(duì)局部孔隙較大處進(jìn)行石屑和粗沙的補(bǔ)撒，并用掃帚將其掃勻。

3.5.8 振動(dòng)壓實(shí)。對(duì)補(bǔ)撒后的碎石層進(jìn)行振動(dòng)壓實(shí)兩遍。

3.5.9 壓實(shí)度的檢測(cè)。采用灌沙法或水袋法。由于檢測(cè)該層壓實(shí)度難度較大，因此施工中大多數(shù)采用水袋法，并嚴(yán)格、精確量測(cè)取芯孔洞。

3.5.10 當(dāng)壓實(shí)度≥93%時(shí)，即對(duì)該層表面灑少量水，并靜壓一遍，結(jié)束該項(xiàng)工序；反之補(bǔ)壓，直至符合規(guī)范要求為止。

另外，該路段邊坡層間滲水較為嚴(yán)重，故在路面工程開(kāi)工前先修筑了臨時(shí)排水溝，以利于工程正常進(jìn)行。

4 結(jié)論

填隙碎石施工工序較為復(fù)雜，施工時(shí)要求各項(xiàng)工序應(yīng)緊密協(xié)調(diào)、嚴(yán)格細(xì)致。通車兩年多來(lái)，在折合年均晝夜交通量達(dá)6000輛的情況下（數(shù)據(jù)截至2012年6月），路況仍保持完好，路面各層無(wú)浸水現(xiàn)象，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均滿足規(guī)范要求（2012年6月業(yè)主組織有關(guān)技術(shù)人員對(duì)該路段進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的檢驗(yàn)）。實(shí)踐證明了該路面結(jié)構(gòu)在此種特殊環(huán)境下的合理性和可行性（這與每層嚴(yán)格的施工質(zhì)量控制也密不可分），可在該類型地區(qū)公路新建改建或大中修工程中推廣使用。

表3 材料用量

表4 壓實(shí)遍數(shù)