高速公路土石混填路基施工技術(shù)探討

王青

（中交一公局第二工程有限公司 福建省晉江市 362261）

近幾年，我國公路橋梁工程的數(shù)量不斷增多，在滿足經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需求的同時(shí)，對工程質(zhì)量方面也提出了更高的要求。而在高速公路的建設(shè)過程中，除要滿足車輛行駛的基本需求外，對道路的安全性及穩(wěn)定性也更加關(guān)注，各種不同類型的高速公路不斷建成。而在高速公路工程的施工過程中，常會遇到山區(qū)或施工環(huán)境比較差的施工路段。此時(shí)，施工單位一般采用開挖路塹或隧道的方式，利用土石混合料進(jìn)行路基的修筑。在這種施工環(huán)境下，由于土石混合料的比例不同，會給路基填筑的施工質(zhì)量帶來一定的影響。因此，必須保證高速公路路基填筑過程的施工質(zhì)量，才能夠保證高速公路的使用性能。下面，本文對高速公路土石混填路基施工技術(shù)方面展開分析。

1 土石混合料的相關(guān)概述

在高速公路路基填筑施工過程中使用的土石混合料主要由兩部分組成：“土”與“石”，施工人員將這兩種材料按照一定的比例進(jìn)行混合，在添加其他添加劑，組成混合物，為施工單位提供施工的主要材料。對于土石混合料中的“土”與“石”，其來源也是非常廣泛的。例如，有些“土”與“石”是從河道堆積的地方選取的；有些是從進(jìn)行爆破過的工程場地中選取的；也有一些“土”與“石”是從含有巖石或表層土的地區(qū)進(jìn)行選取的?？傊徽撈鋪碓慈绾?，施工人員通過某種方式，對這些地區(qū)的土石混合料進(jìn)行收集。并將其用于高速公路路基的填筑過程中。

土石混合料一般是在各種外力的作用下天然形成的，是一種常用于路橋工程施工過程中的主要材料。通常情況下，土石混合料具有以下幾方面的特性：①組成土石混合料的成分由于既有“土”，又有“石”，這些成分的顆粒差異性比較明顯，土石混合料的均勻系數(shù)比較低。有關(guān)數(shù)據(jù)表明，一般施工中使用的土石混合料的均勻系數(shù)最低可達(dá)30。②土石混合料的壓實(shí)特性非常好。當(dāng)混合物中的顆粒含量占比不能達(dá)到總混合物的70%時(shí)，若持續(xù)在混合物中添加顆粒物，整體混合料的最大干密度會不斷減小。③在施工過程中，為了滿足不同的施工條件，也經(jīng)常將土石混合料進(jìn)行壓實(shí)或壓縮處理，當(dāng)混合料中的粗含量小于總混合料的70%后，土石混合料的壓縮系數(shù)與孔隙的變化為隨著顆粒的不斷添加而逐漸降低。但其壓縮模量則會呈現(xiàn)相反的變化趨勢，逐漸增大。并且，若施工人員持續(xù)將顆粒添加到土石混合料中，混合物的整體壓縮系數(shù)也會呈現(xiàn)出增加的變化趨勢。

2 高速公路土石混填路基的施工技術(shù)探討

2.1 施工準(zhǔn)備工作及填料的挑選

在進(jìn)行高速公路路基土石混合料填筑之前，應(yīng)先將施工路段的路基挖開。因此，施工單位應(yīng)根據(jù)工程規(guī)劃方案及相關(guān)文件制定路基開挖的施工計(jì)劃，保證施工的有效性及科學(xué)性。同時(shí)，參與施工的各有關(guān)部門應(yīng)在工程開始前進(jìn)行有效的交流與溝通，保證交底工作的有效性，針對施工過程中可能出現(xiàn)的問題，或是施工過程中的重難點(diǎn)問題，提前進(jìn)行合理的分析，并提出有效的解決對策，降低施工過程中的安全風(fēng)險(xiǎn)，保證施工效率及施工質(zhì)量。大量施工實(shí)踐證明，在使用土石混合料進(jìn)行填筑路基的高速公路中，公路路基的整體質(zhì)量、使用壽命及穩(wěn)定性等方面，都受到混合料中巖石強(qiáng)度的影響。換句話說，土石混合料中的顆粒的形狀大小及質(zhì)地等方面，都會對路基的性能產(chǎn)生一定的影響。鑒于此，施工人員為了保證工程建設(shè)的整體質(zhì)量，一般都會對土石混合料中的顆粒的性質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格的分析，并制定相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，包括混合料中各種材料的不同比例等問題。

同時(shí)，為了確保高速公路土石混合料填筑的路基的整體質(zhì)量，施工單位還應(yīng)考慮以下因素：①施工人員應(yīng)嚴(yán)格控制鹽化巖石、易溶性巖石及易崩解巖石等材料的使用，由于這些材料具有易碎、易膨脹等方面的特性，非常不利于路基的建設(shè)，影響整體的工程質(zhì)量。因此，在選取土石混合料的過程中，一定要嚴(yán)格控制以上材料的使用，避免將其用于填筑路基的工程中；②在土石混合料中使用的巖石顆粒，其粒徑大小不應(yīng)控制在壓實(shí)層厚度的1/3以內(nèi)；③土石混合料中若含有弱風(fēng)化巖石或輕質(zhì)巖石，材料本身的強(qiáng)度一定要符合施工標(biāo)準(zhǔn)，其粒徑控制在0.2m左右。由于受到各方面因素的影響，土石混合料的比例在施工過程中也可能進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。此時(shí)，施工人員應(yīng)控制填筑最上層的混凝土混合材料的直徑在15cm以內(nèi)。當(dāng)土石混合料填筑作業(yè)完成后，施工人員應(yīng)采用反復(fù)灑水的處理方法，對碾壓后的路面進(jìn)行保濕處理。這種做法主要是為了防止在之后路面使用凝固過程中出現(xiàn)崩解、裂縫的問題。

2.2 壓實(shí)機(jī)械的使用與配套組合

同樣情況下，用于高速公路路基施工中的土石混合料的粒徑要比一般工程中使用的填料的粒徑大上很多，其強(qiáng)度也比較高[1]。因此，其壓實(shí)作業(yè)也要比一般工程的壓實(shí)作業(yè)難上許多。為此，施工人員通常都會在土石混合料填筑的路基的壓實(shí)過程中，根據(jù)施工方案的要求進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)，以確保最終的壓實(shí)效果能夠達(dá)到施工方案的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。長期實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，在高速公路路基的施工過程中，壓實(shí)機(jī)械的使用應(yīng)具備以下性能：①應(yīng)選擇振動(dòng)頻率適宜的壓實(shí)機(jī)械，確保壓實(shí)作業(yè)的施工質(zhì)量；②應(yīng)選擇工作質(zhì)量較大的壓實(shí)機(jī)械，保證施工的完整性；③應(yīng)選擇振幅度強(qiáng)、激振力大的壓實(shí)機(jī)械，保證路基的壓實(shí)效果。通常情況下，我國高速公路路基壓實(shí)施工過程中，一般選擇拖式振動(dòng)壓路機(jī)，并取得了良好的成效。

2.3 攤鋪、整平及壓實(shí)過程

在高速公路土石混填路基的施工過程中，為了保證其壓實(shí)效果，使路基能夠在壓實(shí)作業(yè)后形成一個(gè)比較堅(jiān)實(shí)、穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，施工人員就應(yīng)對路基施工中的每一施工流程進(jìn)行嚴(yán)格的控制，保證其施工質(zhì)量。換句話說，穩(wěn)定的路基結(jié)構(gòu)形態(tài)是保證高速公路使用性能的基礎(chǔ)與前提。一些施工單位常在其施工的過程中采用不同的攤鋪方式，避免土石混合料在使用過程中發(fā)生離析的問題，影響路基的施工質(zhì)量，從而影響整個(gè)高速公路工程的施工質(zhì)量。實(shí)踐表明，當(dāng)土石混合料中的不同材料的比例較大，或是材料的透水性與巖性較大時(shí)，施工人員最好將施工路段進(jìn)行分段處理，對不同的路段采用分層填筑、分段填筑的方法，而其攤鋪工藝應(yīng)選擇循序漸進(jìn)的施工流程進(jìn)行逐一鋪設(shè)。此外，施工人員應(yīng)根據(jù)施工方案的工藝流程圖，將預(yù)定的裝卸處理好，為土石混合料的填筑奠定良好的施工條件。之后，再利用推土機(jī)，將施工場地內(nèi)的土石混合料整理平整。在這一過程中，推土機(jī)會反復(fù)將土石混合料進(jìn)行推平，最終使土石混合料鋪設(shè)的路基表面沒有較大的顆粒或凸起，使其呈現(xiàn)出平整的特性。

在施工人員進(jìn)行土石混合料的填筑過程中，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①施工人員應(yīng)嚴(yán)格控制土石混合料中顆粒的大小，使最大的顆粒不會影響施工的質(zhì)量。并且，在使用壓實(shí)機(jī)械的過程中，應(yīng)選取與實(shí)際施工相符的機(jī)械設(shè)備，不應(yīng)只考慮超大功率、性能較高的因素。除此之外，在壓實(shí)機(jī)械的運(yùn)行過程中，一定要保證壓實(shí)作業(yè)后土石混合料能夠被完全壓實(shí)，其密實(shí)性能夠得到有效的證明，不存在松軟地基的情況。②施工人員應(yīng)嚴(yán)格控制土石混合料中顆粒之間的不均勻系數(shù)。長期實(shí)踐證明，土石混合料的不均勻系數(shù)一般在高速公路路基施工過程中控制在5以上，這樣才能夠保證壓實(shí)工作的有效進(jìn)行。③施工人員應(yīng)嚴(yán)格按照施工方案控制土石混合料鋪設(shè)的路基厚度。通常情況下，使用土石混合料填筑的路基的厚度控制在30cm左右。因此，為了保證土石混合料中的顆粒能夠在施工過程中被充分破碎，一定要將混合料的鋪設(shè)厚度控制在規(guī)范范圍之內(nèi)，從而保證施工質(zhì)量。

2.4 填料的壓實(shí)工藝

壓實(shí)工藝也是高速公路土石混填路基施工過程中非常重要的部分。通常情況下，為了使填料的壓實(shí)作業(yè)能夠達(dá)到良好的壓實(shí)效果，應(yīng)針對不同施工環(huán)境中的施工路段選擇合適的施工工藝。換句話說，應(yīng)保持土石混填施工過程中碾壓速率與碾壓次數(shù)的有效性，使其與土石混合料本身能夠相互適應(yīng)。在進(jìn)行土石混合填料的壓實(shí)過程中，應(yīng)主要考慮以下幾方面的因素：①在壓實(shí)作業(yè)進(jìn)行前，應(yīng)根據(jù)實(shí)際施工情況，選取適合的壓路機(jī)組合，一般在我國高速公路工程中使用的為拖式振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)。需要注意的是，在選擇壓路機(jī)碾壓組合的過程中，不能選擇單一自行式壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)，會影響壓實(shí)作業(yè)的整體質(zhì)量，應(yīng)將激振力壓路機(jī)或噸位較大的壓路機(jī)作為壓實(shí)作業(yè)的首要選擇，且碾壓組合的數(shù)量一定要控制在最少的范圍內(nèi)。②對于填料壓實(shí)過程中壓路機(jī)速率的控制。應(yīng)根據(jù)所使用的壓路機(jī)自身的性能、速度、安全范圍及與填料的適應(yīng)性等多個(gè)方面進(jìn)行全面的考慮。通常情況下，壓路機(jī)的使用范圍都控制在2～4km的范圍之內(nèi)。在發(fā)動(dòng)壓路機(jī)時(shí)，應(yīng)先控制在低速的行駛狀態(tài)，并根據(jù)壓實(shí)的情況對行駛速度進(jìn)行合理的控制，以保證壓實(shí)效果。③對于壓路機(jī)的碾壓次數(shù)。碾壓次數(shù)的確定應(yīng)根據(jù)路基的實(shí)際施工情況進(jìn)行確定，結(jié)合該施工路段的實(shí)際情況，利用模擬技術(shù)來確定最適宜的碾壓次數(shù)，從而保證該路段路基的碾壓質(zhì)量。

2.5 路基邊坡施工工藝

在高速公路路基邊坡的施工過程中，其施工技術(shù)的應(yīng)用主要從以下幾個(gè)方面入手：①應(yīng)對路基邊坡的整體的坡度與邊坡的厚度進(jìn)行施工；②應(yīng)選擇合適的邊坡碼砌方法，進(jìn)行施工作業(yè)[2]。事實(shí)上，用土石混合料進(jìn)行路基邊坡的施工時(shí)，應(yīng)選擇與其相適應(yīng)的碼砌施工工藝。在我國高速公路路基邊坡的施工過程中，一般從單坡形式與臺階形式兩種方案中進(jìn)行選取，并結(jié)合實(shí)際施工中使用的土石混合料的顆粒的粒徑及邊坡的整體高度情況。在進(jìn)行高速公路邊坡碼砌施工時(shí)，主要有兩種施工方式：①先碼砌后填筑；②先填筑后碼砌。這兩種碼砌方式主要根據(jù)施工的具體施工要求來進(jìn)行選擇。通常情況下，我國高速公路路基邊坡的施工過程中，都是采用先填筑后碼砌的施工方式。也就是說，先按照施工方案的設(shè)計(jì)要求及建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行例路基的填筑工作，包括填料、攤鋪機(jī)壓實(shí)等作業(yè)，在根據(jù)工程施工方案的設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行邊坡碼砌作業(yè)，從而完成高速公路路基邊坡的碼砌施工環(huán)節(jié)。

通過本文的論述，說明了在高速公路路基的施工過程中，填筑施工工程是非常重要的施工環(huán)節(jié)。在土石混填施工過程中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際施工場地的情況，處理好土石混合料與需要填筑的路基之間關(guān)聯(lián)性，并結(jié)合高速公路的不同施工路段的周圍環(huán)境，制定有效的施工方案。例如，針對不同施工路段的情況，選擇采用不同比例的土石混合料、不同方式的填筑、壓實(shí)方案。同時(shí)，施工單位應(yīng)結(jié)合自身的施工過程，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，提出更好的施工計(jì)劃，并將其應(yīng)用于實(shí)踐中，從而保證工程的整體質(zhì)量。只有按照科學(xué)、合理的施工方式及施工工藝，才能夠確保高速公路路基填筑的施工質(zhì)量，保證其之后投入使用的使用性能。

[1]韓屹.山區(qū)高速公路土石混填路基施工技術(shù)探討[J].交通建設(shè)與管理，2015（08）：48～50.

[2]王巍.高速公路土石混填路基施工技術(shù)及質(zhì)量控制[J].交通世界（建養(yǎng)·機(jī)械），2015（04）：100～101.