填石路基壓實(shí)工藝在公路施工中的應(yīng)用

王鵬 余仁維

摘要：填石路基是道路施工中的常見路基處置方式。在實(shí)際的施工過程中由于填石物料的特性決定了其平整度以及滲水率等重要質(zhì)量合規(guī)性指標(biāo)與壓實(shí)程度緊密相連；在這樣的背景下壓實(shí)工藝的選擇以及具體的施工要點(diǎn)直接決定了路面施工的質(zhì)量與后續(xù)的路面使用壽命。本文以填石路基壓實(shí)工藝為主要研究對(duì)象，探討施工過程中的重要方法與主要指標(biāo)，希望通過本文的研究能夠?yàn)榻窈蟮南嚓P(guān)施工提供必要的理論依據(jù)于實(shí)踐指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：填石路基；壓實(shí)工藝；施工；優(yōu)化

一、引言

填石路基是指利用砂石作為路面基底的一種施工方式。此種施工工藝由于路基具有較高的穩(wěn)定性與抗沉降性而被廣泛應(yīng)用。尤其是在高水平公路（國道、高速公路等）的施工中應(yīng)用更為廣泛[1]。但是，在實(shí)際的施工過程中我們發(fā)現(xiàn)，基于填石的路基處置工藝，由于填料粒徑等因素，在具體施工中存在壓實(shí)程度較低、壓實(shí)比例較低、以及抗?jié)B貢獻(xiàn)率較低等“三低”問題。為了更好的解決這些問題并切實(shí)的提高路面的使用壽命，國家以及相關(guān)的科研單位出臺(tái)了一系列施工標(biāo)準(zhǔn)。在施工標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)作用下，各個(gè)施工單位明確了壓實(shí)操作的具體工藝流程以及相關(guān)指標(biāo)[2]。在路基壓實(shí)施工過程中填料的選擇、工藝的確定以及施工指標(biāo)的達(dá)成是檢驗(yàn)填石路基施工是否合規(guī)的重要標(biāo)準(zhǔn)，本文也將從上述的三個(gè)方向進(jìn)行總結(jié)。

二、壓實(shí)物料的選擇

壓實(shí)物料（砂石）的選擇主要可以從粒徑以及巖石特性兩個(gè)角度來進(jìn)行選取。合格的砂石選擇經(jīng)過壓實(shí)后能夠形成有效的穩(wěn)定平面，而非合格的砂石由于存在各類不足而容易造成路面沉降以及后續(xù)使用的滲水現(xiàn)象的出現(xiàn)，為了規(guī)避此類現(xiàn)象的出現(xiàn)我們需要從原料的源頭加以控制。

在粒徑的選擇方面：粒徑應(yīng)該有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，此種標(biāo)準(zhǔn)的制定依據(jù)有如下兩個(gè)方面：一方面是與總鋪設(shè)厚度相關(guān)，砂石填料的粒徑不應(yīng)該超過單層鋪設(shè)厚度的1/3，如果鋪設(shè)厚度較大時(shí)，則應(yīng)該同時(shí)要求砂石填料的粒徑不超過15cm；另一方面砂石填料與自身粒徑的平均數(shù)相關(guān)；砂石粒徑之間的差異應(yīng)該在±50%的范圍之內(nèi)，如果超出此范圍則認(rèn)定為不合格填石物料，要求對(duì)粒徑過大的砂石填料進(jìn)行破碎或者剔除；而粒徑過小的填料也不適宜于同層的鋪設(shè)，則可以根據(jù)不同層次的鋪設(shè)要求進(jìn)行分類。此種要求限定了不同層次下填石物料的勻稱型，這對(duì)后續(xù)的壓實(shí)操作以及路基的緊實(shí)度具有積極的貢獻(xiàn)。

在巖石特性方面：所謂的巖石特性是指壓實(shí)物料自身所具備的物理性質(zhì)；主要包括了形狀特性以及硬度特性兩個(gè)方面：在形狀方面要求填充的礦物具有一定的立體體積，即不能存在表面與厚度不協(xié)調(diào)的填料情況。在具體的標(biāo)準(zhǔn)方面要求石料（單一）的最大粒徑與最小粒徑之比控制在2：1的范圍之內(nèi)。另外，對(duì)于傘狀的填充石料也需要予以剔除；此類填料在壓實(shí)的過程中不容易與周邊物料產(chǎn)生聯(lián)合，二者間的空隙較大，這對(duì)后續(xù)的壓實(shí)比例的計(jì)算以及滲水現(xiàn)象的規(guī)避具有不利影響[3]。在物理特性方面主要是要求填石物料具有一定的硬度，硬度標(biāo)準(zhǔn)需要在標(biāo)準(zhǔn)硬度4-7之間，如果過軟（如凝灰?guī)r等）在壓實(shí)的過程中會(huì)產(chǎn)生破碎，硬度不足容易造成后續(xù)里面的沉降，而硬度過高的礦物（如堅(jiān)鋼巖等）在壓實(shí)的過程中無法收到較好的效果，使得后續(xù)路面的滲水率超標(biāo)。

三、壓實(shí)工藝的確定

壓實(shí)工藝主要是指在施工過程中所選擇的具體施工方法與工藝流程；壓實(shí)工藝的選擇與規(guī)劃不僅影響到整體路基的合規(guī)性，更對(duì)整條道路的質(zhì)量具有直接關(guān)聯(lián)。在工藝選擇方面主要包括了如下幾個(gè)方面：攤鋪、平整、壓實(shí)以及邊坡修筑。

在攤鋪方面：采用推土機(jī)逐層細(xì)鋪的方式來進(jìn)行。在成坡的過程中要求雙向的橫向起伏不超過±4%，在分層鋪設(shè)的過程中按照不同填料粒徑來進(jìn)行劃分，按照由大到小的基本順序進(jìn)行。鋪設(shè)厚度應(yīng)該高于設(shè)計(jì)厚度，以為后續(xù)的壓實(shí)提供必要的壓縮空間。在具體的厚度選擇方面與設(shè)計(jì)厚度相比，要求30%-50%的厚度增益。這樣才能夠滿足后續(xù)的壓實(shí)要求。

在平整方面：在平整的過程中主要分為三個(gè)步驟，分別為去包、填坑與除異。去包與填坑的操作采用車推法，利用相關(guān)的設(shè)備來進(jìn)行平整。但是，設(shè)備的運(yùn)行存在一定的震動(dòng)與誤差，無法完全滿足平整的需求，這時(shí)便要求后續(xù)的人工手段發(fā)揮積極的作用，采用物料人工天平的方式對(duì)機(jī)械推平后存在的不合格路段進(jìn)行人工平整。而所謂的去異則是采用人工方式對(duì)路段路基填料中存在的異物進(jìn)行去除，包括非填石材料以及粒徑不符合要求的填石物料。

在壓實(shí)方面：壓實(shí)施工工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，利用壓土機(jī)進(jìn)行反復(fù)壓實(shí)操作即可；在具體的施工過程中需要注意如下幾個(gè)方面：首先，壓實(shí)的過程應(yīng)該逐層進(jìn)行，在鋪設(shè)平整之后便進(jìn)行壓實(shí)，而第二層壓實(shí)與平整后，在進(jìn)行后續(xù)的壓實(shí)工作；其次，壓實(shí)工作應(yīng)該反復(fù)進(jìn)行，采用反復(fù)壓實(shí)的方式來不斷的提高路基的緊實(shí)程度。

在邊坡修筑方面：路基的邊坡由于受到震動(dòng)以及垂直剪力與震動(dòng)的作用受到相關(guān)的力學(xué)侵蝕的程度更大。此外，由于其屬于裸露或者與其他土壤成分緊密結(jié)合的部分，對(duì)侵蝕的抗性更大。在這樣的背景下我們需要對(duì)邊坡進(jìn)行特殊的處理；具體的施工工藝要求如下：（1）最大強(qiáng)度應(yīng)該超過30MPa，同時(shí)最小強(qiáng)度不應(yīng)該在240MPa以下；（2）粒徑不能過小，以防止風(fēng)化帶來的影響，最是范圍在30-80cm之間；（3）厚度應(yīng)該有一定的要求，邊坡厚度越大則抗侵蝕能力越大，但是考慮到成本問題，邊坡厚度應(yīng)該在20-40cm之間；（4）形狀要求規(guī)整，這樣能夠有效的提高抗剪力能力。

四、壓實(shí)指標(biāo)的遵從

在實(shí)際的施工過程中除了上述的幾點(diǎn)考量之外，各種器械以及工藝的具體指標(biāo)也是公路填石路基施工合格的關(guān)鍵要素。從具體的指標(biāo)安排來看，其主要分為如下幾個(gè)方面：

（一）機(jī)械指標(biāo)的制定；壓實(shí)機(jī)械的重量以及震動(dòng)等方面均對(duì)具體的壓實(shí)效果有顯著影響。在壓實(shí)的過程中不同層級(jí)可以選擇不同壓實(shí)參數(shù)來進(jìn)行。底層路基為20t工作重量，振幅在30Hz左右為宜。而中層則要求壓實(shí)重量超過20t，震動(dòng)頻率不低于20Hz，表層的壓實(shí)重量則需要超過22t為宜，震動(dòng)頻率在35Hz左右。這樣的壓力與震動(dòng)頻率設(shè)定是根據(jù)不同層級(jí)路面填石粒徑的不同而設(shè)定的。根據(jù)每一層級(jí)的填石物料特性來進(jìn)行具體的參數(shù)安排，不僅能夠有效的提高工程質(zhì)量還能夠在一定程度上降低工程成本。

（二）施工工藝參數(shù)制定。填石路基的施工目的是保障路面整體滲水率與沉降率的合規(guī)。因此，其施工并不是獨(dú)立于路面施工的；在具體的參數(shù)設(shè)定的過程中我們還應(yīng)該對(duì)原地基的土壤與地質(zhì)性質(zhì)有一定的相關(guān)度。如地基的地質(zhì)條件為軟土則需要適當(dāng)?shù)脑黾犹钍坊暮穸?，一般?0cm左右為宜，而當(dāng)路基為硬土?xí)r則可以適當(dāng)?shù)慕档弯佋O(shè)厚度，一般以40-45cm左右為宜。此外，在路面鋪設(shè)的過程中對(duì)速度也有一定的要求，一般情況下靜壓速度相對(duì)較小，在施工過程中維持在3km/h左右為宜，而震動(dòng)碾壓時(shí)速度要求較高以避免過長(zhǎng)時(shí)間的震動(dòng)造成沉降系數(shù)過大；速度在10km/h以上為宜。另外，在震動(dòng)與靜態(tài)壓實(shí)的過程中應(yīng)該保持勻速進(jìn)行，以避免壓實(shí)時(shí)間的不同造成的路面平整度下降。

參考文獻(xiàn)

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[3] 王奇志.公路填石路基壓實(shí)關(guān)鍵施工技術(shù)[J].交通世界（運(yùn)輸車輛），2013，（6）：154-155.