高速公路土石混填試驗(yàn)以及結(jié)果分析

曾 彬

(貴州省交通建設(shè)咨詢監(jiān)理有限公司)

1 工程概況

某高速公路全長280 km，分為東西兩段，經(jīng)過8個市縣區(qū)域，是連接各個區(qū)域的交通要道。高速公路寬度為50 m，采用雙向四車道公路的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì)行車速度80 km/h。在公路大部分地段，地質(zhì)表層為種植土，上層屬于較為密實(shí)的粘質(zhì)土，中層和下層為片麻巖，基本上不存在地下水源，只在部分區(qū)域有少量的孔隙滲水。

2 試驗(yàn)準(zhǔn)備

首先，對試驗(yàn)區(qū)域進(jìn)行選擇。在公路施工路段，根據(jù)《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》選擇具有代表性的一段長約100 m，寬度與公路寬度相當(dāng)?shù)膮^(qū)域作為試驗(yàn)段;其次，對土質(zhì)狀況進(jìn)行檢測。確定試驗(yàn)段土質(zhì)的最佳含水率為11.2%，最大干密度為1.55 g/cm3，塑性指數(shù)為18，屬于低液限粉土;然后，要對試驗(yàn)段進(jìn)行相應(yīng)的處理。在進(jìn)行填筑試驗(yàn)前，需要對下承層的高度、壓實(shí)度、平整度等進(jìn)行檢測和處理，確保其可以滿足試驗(yàn)要求。同時，土石路堤對地基的不均勻沉降較為敏感，土石混合料顆粒之間的咬合作用一旦被破壞后，就難以恢復(fù)。因此，為了保證土石混填地基的承載力，需要對基底的承載力進(jìn)行檢查。在該工程中，承載力數(shù)值需要達(dá)到180 kPa以上，最后對試驗(yàn)器械進(jìn)行準(zhǔn)備。主要包括:推土機(jī)兩臺、挖掘機(jī)兩臺、20 t級壓路機(jī)1臺，運(yùn)輸車四輛、灑水車1輛，以及平地機(jī)1臺。

3 試驗(yàn)?zāi)康?/h2>

土石混填試驗(yàn)的目的，主要是通過試驗(yàn)，對相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，如松鋪厚度、碾壓速度、碾壓遍數(shù)、路基整平方法、機(jī)械組合方式、最佳含水量、施工工序等，并通過對試驗(yàn)結(jié)果的分析，制定出最佳的施工方案，保證高速公路土石混填路基施工的質(zhì)量，降低施工成本，提升施工速度，確保工程按期保質(zhì)保量完成。

4 試驗(yàn)流程

(1)測量放樣。結(jié)合設(shè)計(jì)方案，對試驗(yàn)段的路基邊線以及松鋪厚度進(jìn)行明確，結(jié)合實(shí)際施工情況，確定相關(guān)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行測量放樣，要確保放樣的準(zhǔn)確性和合理性。

(2)松鋪土料。在進(jìn)行土石混合料的攤鋪過程中，可以使用網(wǎng)格掛線的方式進(jìn)行，這里采用5 m×5 m的掛線規(guī)格，使用白石灰在基地劃出相應(yīng)的方格，利用8 t級的運(yùn)輸車對混合料進(jìn)行運(yùn)輸，在每一個方格內(nèi)進(jìn)行均勻攤鋪。之后，使用推土機(jī)對攤鋪土料進(jìn)行整平，將路基攤鋪成為一個橫坡，坡度保持在10°左右。在攤鋪完成后，需要使用水準(zhǔn)儀，對松鋪厚度進(jìn)行測量，確保厚度在20 cm以下。

(3)控制含水量。在土石混合料的松鋪工作完成后且質(zhì)量合格后，需要使用酒精燃燒法，對其含水量進(jìn)行測量，以控制混合料含水量的標(biāo)準(zhǔn)，保證后續(xù)施工的順利進(jìn)行。如果含水量偏大，則可以通過攤鋪晾曬的方式，減少混合料中的水分;如果含水量偏小，則需要灑水，同時對混合料進(jìn)行翻拌，確保水分的均勻滲入。在實(shí)際操作中，由于混合料的含水量容易受到土質(zhì)、氣候、天氣等的影響，實(shí)際上是很難控制的，需要相關(guān)工作人員重視。

(4)碾壓試驗(yàn)。在碾壓試驗(yàn)前，同樣需要對松鋪厚度以及平整度進(jìn)行檢查，確定其符合試驗(yàn)要求，好使用振動碾進(jìn)行碾壓試驗(yàn)。在實(shí)際施工中，由于試驗(yàn)區(qū)域使用的是就近挖掘的表層土料，巖石性質(zhì)偏軟，振動壓路機(jī)可以直接碾碎大塊巖石，因此，可以按照土方路基壓實(shí)度進(jìn)行檢驗(yàn)。在碾壓時，采用靜壓與振動碾壓相互結(jié)合，交替進(jìn)行的方式，以保證碾壓效果。

(5)確定松鋪系數(shù)。松鋪系數(shù)，主要是通過對原下承層的高程與碾壓后高程的對比來確定的，在該工程中，試驗(yàn)段松鋪系數(shù)，見表1。

表1 松鋪系數(shù)

(6)確定壓實(shí)度。根據(jù)JTG F10-2006《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》中的相關(guān)要求，結(jié)合石料含量不同時對應(yīng)的最佳含水量和最大干密度，以回歸方程式進(jìn)行確定，以作為實(shí)測現(xiàn)場含石量的依據(jù)，對壓實(shí)度進(jìn)行確定。

(7)確定沉降差。沉降差的確定包括兩個方面的內(nèi)容，其一，總沉降差。利用每一個橫斷面的測量數(shù)據(jù)，作為分析的單位，在對松鋪層進(jìn)行初步壓實(shí)后，在同一個斷面，選擇五個點(diǎn)，測量其初始標(biāo)高。在最終碾壓完成后，測量五個測量點(diǎn)各自的最終標(biāo)高，將最終標(biāo)高減去初始標(biāo)高，并去除相應(yīng)的平均值，就可以得出斷面的總沉降差。其二，相鄰兩遍沉降差。由于碾壓是多次進(jìn)行的，在每一遍碾壓之后，都需要對測量點(diǎn)的標(biāo)高進(jìn)行測量，兩次測量結(jié)果的差值，就是相鄰兩遍的沉降差。

5 試驗(yàn)結(jié)果分析

(1)試驗(yàn)表明，土石填料自身的含水量越接近理論最佳含水量，則壓實(shí)效果越好，越容易滿足道路設(shè)計(jì)對于壓實(shí)度的要求。

(2)根據(jù)相應(yīng)的檢測結(jié)果可以看出，路基壓實(shí)度與壓實(shí)次數(shù)有著直觀的聯(lián)系。振動碾壓2次，壓實(shí)度可以達(dá)到91%，振動碾壓4次，壓實(shí)度可以達(dá)到94%，振動碾壓6次，壓實(shí)度可以達(dá)到95%，振動碾壓八次，壓實(shí)度可以達(dá)到97%。由此得出結(jié)論，壓實(shí)次數(shù)越多，碾壓效果越好，壓實(shí)度也就相對越高。

(3)在確保壓實(shí)度符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求的基礎(chǔ)上，需要對碾壓作業(yè)的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行考慮，兼顧質(zhì)量與成本。結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)，推薦的路基土石混填壓實(shí)工藝為:25 t級振動壓路機(jī)，碾壓次數(shù)為靜壓1次-振動碾壓8次-靜壓1次，松鋪系數(shù)為1.18，確保土料的含水量接近最佳含水量。

［1］ 胡意鵬.高速公路土石混填試驗(yàn)分析［J］.科技資訊，2013，(5):55，57.

［2］ 葉建文.高速公路土石混填路基施工質(zhì)量控制［J］.公路與汽運(yùn)，2012，(3):130-132.

［3］ 易明.湖北大廣北高速公路土石混填試驗(yàn)［J］.水利水電技術(shù)，2008，39(11):25-27.

［4］ 肖澤林.常張高速公路土石混填路基壓實(shí)特性研究［J］.公路工程，20ll，36(6):127-129，133.