填石道路施工工藝探討

即墨市交通運(yùn)輸局 山東即墨 266200

摘要：以某產(chǎn)業(yè)園區(qū)市政路網(wǎng)二期工程為例，結(jié)合工程現(xiàn)場的施工方法，系統(tǒng)探討總結(jié)了填石路基的填料工程特性、強(qiáng)夯整平工藝、壓實(shí)工藝等。

關(guān)鍵詞：填石路基；填料特性；填料攤鋪；強(qiáng)夯整平；壓實(shí)工藝

前言

隨著國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅猛發(fā)展和公路路網(wǎng)建設(shè)的不斷延伸，原有的城市用地早已不能滿足各方面的發(fā)展要求。沿海地區(qū)利用填海造陸很好的解決了城市用地緊張的問題，但在新區(qū)道路建設(shè)的過程中，必然遇到濱海相沉積物，其土質(zhì)進(jìn)過長期的沉積而成，天然含水量高，同時(shí)具有較高的壓縮性、較低的強(qiáng)度。本文結(jié)合某地區(qū)市政道路填石路基修筑過程中的施工技術(shù)，總結(jié)出了一套完整的填石道路的施工工藝。

1 填料的粒徑組成

填石路基的填料為較大粒徑的石料，石料的粒徑組成和破碎性決定著路基的壓實(shí)質(zhì)量，因此在研究填石路基施工工藝之前必須對其填料的性能機(jī)理加以研究，并通過試驗(yàn)做出分析選擇。

1.1 粒徑組成對填石路基的影響機(jī)理

填石路基的填料主要是由采石場爆破山體而來，多為散狀體，離散差異性大，不能像土料一樣形成較為連續(xù)的級配。但實(shí)際施工中發(fā)現(xiàn)，碎石填料中幾個(gè)重要粒徑的顆粒含量能主導(dǎo)形成路基的結(jié)構(gòu)類型，在一定程度上決定路基的壓實(shí)效果，因此，可以通過控制填料的填筑方式達(dá)到較為密實(shí)的連續(xù)級配要求。

1.2 粒徑組成試驗(yàn)

粒徑組成試驗(yàn)是在一定松鋪厚度的條件下，通過測定粒徑組成與沉降率的關(guān)系，來尋找最合適的粒徑組成。

根據(jù)已有試驗(yàn)數(shù)據(jù)，本文建議在路堤范圍內(nèi)施工時(shí)，當(dāng)層厚為100cm時(shí)，最大粒徑應(yīng)不大于30cm，同時(shí)粒徑大于20cm的填料含量應(yīng)在20%以下，粒徑在2cm以下的填料含量應(yīng)在10%以上；當(dāng)層厚為180cm時(shí)，最大粒徑應(yīng)不大于50cm，同時(shí)粒徑大于20cm的填料含量應(yīng)在30%以下，粒徑在2cm以下的填料含量應(yīng)在20%以上。

2 填石路基石料的攤鋪

對于填石路基的施工質(zhì)量而言，攤鋪工藝尤為重要。它在很大程度上決定了填石路基壓實(shí)層的結(jié)構(gòu)類型，從而直接影響路基的壓實(shí)效果。

運(yùn)料汽車在新卸的松鋪填料面上卸料后，推土機(jī)推平整平，在完成一個(gè)區(qū)段的推平后，由挖掘機(jī)進(jìn)行平整、排緊，石塊大面，朝下擺放平穩(wěn)，并用小石塊找平。

挖掘機(jī)配合推土機(jī)施工，挖掘機(jī)先揀選大粒徑石料放置槽底、排緊，石塊大面，朝下擺放平穩(wěn)，然后挖斗拍壓塊石至槽底淤泥中。在放置塊石的過程中，挖掘機(jī)要在已有的卸料面與原有的壓實(shí)面之間修筑形成一定的落差，在推土機(jī)將石料向前推進(jìn)時(shí)，填料前面沒有阻擋物，這就能夠?yàn)檩^大粒徑的石料提供一個(gè)較為充分尋求最佳位置的過程，使其落到壓實(shí)層的層底，最終到達(dá)一個(gè)較為穩(wěn)定的位置，同時(shí)由于細(xì)料也能較好地填充空隙，使填料嵌擠緊密，從而為壓路機(jī)提供了一個(gè)較好的工作面。

3 填石路基石料強(qiáng)夯與整平

3.1 強(qiáng)夯施工

3.1.1 強(qiáng)夯施工原理

強(qiáng)夯施工機(jī)理主要是將一定重量的夯錘經(jīng)過一定的落距自由落下沖擊路基，使路基填料在巨大的沖擊功作用下產(chǎn)生較大的動應(yīng)力與沖擊波，致使路基土及其它填料孔隙壓縮，改變填料結(jié)構(gòu)，使填筑料之間密實(shí)，從而達(dá)到提高路基強(qiáng)度、降低壓縮、改善路基均勻性、加速路基沉降的目的。

3.1.2 機(jī)械設(shè)備

強(qiáng)夯法路基加固施工需要的主要設(shè)備有：履帶式夯機(jī)；夯錘錘重≥14t，夯錘底面形式宜采用圓形，錘直徑選用2-2.5m。

3.1.3 強(qiáng)夯的施工程序

1、平整場地，布設(shè)夯點(diǎn)，應(yīng)與試驗(yàn)路布點(diǎn)基本一致，按搭接寬度為1/5-1/3夯錘錘印進(jìn)行布點(diǎn)，布點(diǎn)用顯眼的標(biāo)志物進(jìn)行標(biāo)示；

2、吊機(jī)就位，按照設(shè)計(jì)要求的夯擊功能，夯錘對準(zhǔn)夯擊點(diǎn)中心進(jìn)行夯擊，直至滿足試驗(yàn)要求，且每夯擊兩遍須進(jìn)行高程測量，當(dāng)夯擊兩次測量沉降沉降差<5cm時(shí)，停止夯擊；

3、填石厚度為4m時(shí)，點(diǎn)夯夯擊能采用2500KN.m；填石厚度為2.5m時(shí)，采用1800KN.m，滿夯夯擊能采用1000KN.m。

4、最后進(jìn)行低能量的“搭夯”，即“錘印”彼此搭接。

3.2 路面整平

填石路基夯后整平應(yīng)以履帶式挖掘機(jī)為主，輔以裝載機(jī)、運(yùn)輸車等。結(jié)合施工現(xiàn)場的經(jīng)驗(yàn)，夯后路面平整的合理順序應(yīng)為：

1.測量人員在路面上標(biāo)示處設(shè)計(jì)標(biāo)高點(diǎn)；

2.沿路寬方向合理配置挖掘機(jī)數(shù)量，一般單臺機(jī)械的合理施工半徑為4-5 m；

3.挖掘機(jī)按后退式整平法整修路面；

4 填石路基的壓實(shí)工藝

填石路基施工過程中必須高度重視壓實(shí)工藝，只有對路基壓實(shí)施工進(jìn)行嚴(yán)格的控制，提供足夠的壓實(shí)功，才能增大石料之間的嵌鎖作用，提高強(qiáng)度的摩擦分量，使顆粒重新排列，填充孔隙，減少孔隙比，從而提高路基的整體強(qiáng)度與變形穩(wěn)定性。但是還應(yīng)注意，壓實(shí)功能應(yīng)控制在合理的范圍內(nèi)，既要保證充分地壓實(shí)，又要避免過分地提供壓實(shí)能量，出現(xiàn)石料回彈的現(xiàn)象。

4.1 填石路基的壓實(shí)工藝

目前路基壓實(shí)施工過程中常見的壓實(shí)方式主要有靜力壓實(shí)、振動壓實(shí)與沖擊壓實(shí)三大類。而較為常用的是前兩種。

1、靜力壓實(shí)是利用機(jī)械的自身重力所產(chǎn)生的靜滾壓力作用，迫使被壓實(shí)材料產(chǎn)生永久性變形而達(dá)到壓實(shí)的目的。這種壓實(shí)方式的特點(diǎn)是循環(huán)時(shí)間長，材料應(yīng)力狀態(tài)的變化速度不大，而應(yīng)力較大。

2、振動壓實(shí)是利用固定在壓路機(jī)鋼輪的振動器所產(chǎn)生的激振力，迫使被壓實(shí)材料作垂直強(qiáng)迫振動，急劇減少顆粒間的內(nèi)摩擦力，使顆?？拷軐?shí)度增加，從而達(dá)到壓實(shí)的目的。

4.2 填石路基施工壓路機(jī)械選型

1、靜力光面鋼輪壓路機(jī)

采用靜力光面鋼輪壓路機(jī)碾壓時(shí)，由于碾壓輪與被壓實(shí)材料的接觸面大，單位壓力較小，且壓實(shí)工作由壓實(shí)層的表面向下，上層的密實(shí)度大于下層，因此這種壓路機(jī)的壓實(shí)厚度較小。

2、振動壓路機(jī)

與靜作用壓路機(jī)相比，振動壓路機(jī)具有以下特點(diǎn)：

①同等質(zhì)量下的振動壓路機(jī)比靜作用壓路機(jī)的激振力大，壓實(shí)效果好；

②振動壓路機(jī)的生產(chǎn)效率高，當(dāng)路基達(dá)到相同的壓實(shí)度要求時(shí)，其碾壓遍數(shù)較少；

③具有滾壓和振動的雙重作用，用于砂類土、礫石和大粒徑碎石時(shí)其效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于靜力壓路機(jī)等其他壓實(shí)機(jī)械。

因此，對于填石路基的壓實(shí)應(yīng)該首先選用振動壓實(shí)機(jī)械，不宜單純使用靜力壓路機(jī)。

4.3 碾壓速度與碾壓遍數(shù)

壓路機(jī)的碾壓速度直接影響著壓路機(jī)振動輪對單位面積內(nèi)壓實(shí)材料的壓實(shí)時(shí)間，碾壓速度低時(shí)，單位面積內(nèi)的振動次數(shù)多，而碾壓速度高時(shí)振動輪對石塊的接觸點(diǎn)停留時(shí)間短。在考慮到壓實(shí)機(jī)械的性能、經(jīng)濟(jì)性、安全性等綜合因素下，最佳碾壓速度3Km/h─6Km/h之間。

碾壓遍數(shù)根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際壓實(shí)機(jī)械的最終壓實(shí)效果統(tǒng)計(jì)而來，但一般的規(guī)律是：路基填筑體的密實(shí)程度隨碾壓遍數(shù)的增加而增加，而碾壓遍數(shù)增加到一定程度后，路基填筑體密實(shí)程度的增長率變小，趨于緩和，甚至有可能降低。

5 結(jié)論

1、填石路基填料的粒徑組成在很大程度上決定著路基的壓實(shí)質(zhì)量。

2、石料的破碎性是填石路基碎石填料具有的重要特征之一，它與石料的抗剪強(qiáng)度和變形特性之間有著密切關(guān)系，進(jìn)而影響了填石路基的整體強(qiáng)度與穩(wěn)定性。

3、要按布點(diǎn)位置強(qiáng)夯，達(dá)到停夯標(biāo)準(zhǔn)后再停夯。夯后整平的機(jī)械配置要合理。

4、填石路基的壓實(shí)應(yīng)該首先選用振動壓實(shí)機(jī)械，不應(yīng)單純使用靜力壓路機(jī)。碾壓時(shí)要控制好振動頻率、幅度、碾壓速度、碾壓遍數(shù)等，以達(dá)到最佳的碾壓效果。

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