高速公路土石混填路基施工技術(shù)

郭靖

摘要：我國(guó)高速公路路基施工過程中一般采用土石混合料為填充材料進(jìn)行修建，因此高速公路的質(zhì)量與土石混合料的質(zhì)量直接相關(guān)。本文通過對(duì)土石混合料的基本性質(zhì)和分類、路基的變化和土石混合料的關(guān)系等進(jìn)行全面仔細(xì)的探究和探討。根據(jù)高速公路施工的實(shí)際情況，對(duì)土石混合料的選擇、鋪裝、以及和工程器械的應(yīng)用技術(shù)等進(jìn)行分析，提高高速公路土石混填路基的施工質(zhì)量。

Abstract： The construction of highway roadbed in China generally uses soil and stone mixture as filling material， so the quality of expressway is directly related to the quality of soil and stone mixture. This paper comprehensively and carefully explores and discusses the basic properties and classification of soil and stone mixture， the relationship between the change of roadbed and soil and stone mixture. According to the actual situation of expressway construction， the selection of soil and stone mixture， paving， and the application technology of engineering equipment are analyzed to improve the construction quality of the expressway soil-stone mixed roadbed.

關(guān)鍵詞：高速公路；土石混填；路基施工

Key words： expressway；soil and stone mixture；roadbed construction

中圖分類號(hào)：U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）32-0151-03

1 混合料的根本屬性和結(jié)構(gòu)類型

1.1 混合料的根本屬性

土石混合料是一種具有獨(dú)特特征的建筑材料，一些顆粒大小不一致有差別的土壤混合物顆粒不均勻，碎石塊和一些碎片摻雜到成千上萬的材料中就具有很好的壓實(shí)性特點(diǎn)，當(dāng)顆粒摻雜含量小于整體的百分之七十時(shí)，最大干密度增加粗顆粒的含量增加，當(dāng)顆粒含量大于百分之七十時(shí)，最大干密度和粗顆粒含量就會(huì)相應(yīng)的減少。土石混合料是一種壓縮性比較低的混合土，粗顆粒含量多少的增加，會(huì)導(dǎo)致壓縮量、孔隙比、壓縮系數(shù)等隨著增加。

1.2 混合料的結(jié)構(gòu)類型

土石混合料的結(jié)構(gòu)是由三項(xiàng)體系搭建的，包括石頭、土壤顆粒、空氣復(fù)合物三種，其中的礦物骨架是一種較粗顆粒的物質(zhì)構(gòu)成的，是不連續(xù)的分散物質(zhì)。在地球結(jié)構(gòu)中巖石混合物中，其結(jié)構(gòu)組成成分的變化對(duì)整個(gè)混合物整體的性質(zhì)有很大的影響，會(huì)讓組建成的混合物具有不同的特征和強(qiáng)度，混合物自身的強(qiáng)度的作用簡(jiǎn)單來說也就是抵抗外部作用力的能力。土石混合物一般是由粗顆粒和細(xì)顆粒混合組成的，混合物的強(qiáng)度大小主要由兩個(gè)方面決定：第一，顆粒物間產(chǎn)生的摩擦；第二，粒子之間鍵力的互相作用，當(dāng)兩個(gè)粒子發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，嵌入的粒子就給以在粗粒子和細(xì)粒子相互作用的力中拉出?；旌衔锎至Ｗ雍图?xì)粒子組成的比例不同，結(jié)構(gòu)也就不相同。

2 高速公路工程施工的簡(jiǎn)單介紹

廣州省連州至懷集公路土建工程施工第2標(biāo)段起于三水瑤族鄉(xiāng)沙坪村，終于豐陽鎮(zhèn)下石咀村，起訖里程為YK3+700（ZK3+707）～K15+500，線路全長(zhǎng)11.805公里；主要工程內(nèi)容為特大橋1137m/1座、大橋3796.6m/11座、小橋19.5m/1座；長(zhǎng)隧道1555.5m/1座（上行1516m/下行1595m），隧道單洞合計(jì)長(zhǎng)3111m；渡槽56m/1座，涵洞10道，通道11道（不含橋梁合并設(shè)置），爬坡車道1段，急避險(xiǎn)車道2處。接下來以這一施工項(xiàng)目為試驗(yàn)對(duì)象，對(duì)試驗(yàn)路段的施工過程研究和總結(jié)。

3 制定試驗(yàn)公路的試驗(yàn)方案

3.1 初步觀測(cè)方案

本文中制定了兩步進(jìn)行的試驗(yàn)方案，試驗(yàn)第一步方案的施工過程，對(duì)虛鋪40cm和60cm厚度的鋪裝路面使用推土機(jī)和平地機(jī)先碾壓一遍，40cm的路面弱振一遍，60cm路面弱振兩遍，然后40cm路面采用TZT20B振動(dòng)壓路機(jī)振動(dòng)兩遍，厚度40cm路面采用TZT20B振動(dòng)壓路機(jī)振動(dòng)兩遍，最后都使用YZ16B振動(dòng)壓路機(jī)再碾壓一遍。公路路基修建完成之后需要在路基的表面進(jìn)行彈性模量的試驗(yàn)。試驗(yàn)第二步方案的施工過程中，虛鋪一般采用40cm進(jìn)行施工，然后使用20t重的羊足碾碾壓一遍，再弱振一遍，強(qiáng)振進(jìn)行三遍，碾壓五六遍才能達(dá)到壓實(shí)的效果，施工人員一般采用灌砂法對(duì)壓實(shí)情況進(jìn)行質(zhì)量測(cè)試。公路路基施工修建完畢之后，也要在路基的表面進(jìn)行彈性模量的試驗(yàn)。

3.2 試驗(yàn)分步進(jìn)行

第一步，在給公路路基進(jìn)行填充時(shí)，先進(jìn)行擊實(shí)和篩選試驗(yàn)；第二步，按公路路基施工準(zhǔn)則進(jìn)行填料并進(jìn)行攤鋪；第三步，填料攤鋪結(jié)束之后，施工人員會(huì)利用推土機(jī)先進(jìn)行大致的平整，平整完之后利用平土機(jī)進(jìn)行細(xì)致的平整，為了保證第二次平整完之后，可以達(dá)到施工要求水平，施工人員會(huì)根據(jù)填料的具體情況進(jìn)行灑水處理，保證填料的水含量在合理的范圍之內(nèi)；第四步，在平整完工之后，需要設(shè)定一個(gè)沉降的標(biāo)志并進(jìn)行測(cè)量，記錄此時(shí)高程數(shù)據(jù)。第五步，施工人員需要利用施工器械進(jìn)行碾壓施工，每次碾壓都需提前進(jìn)行測(cè)試。碾壓也具有一定的方式方法和原則，必須先從公路路基的邊緣開始沿著公路方向進(jìn)行碾壓。碾壓過程中會(huì)發(fā)生重疊，重疊的寬度標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該大于車輪寬度的三分之一，碾壓速度也有一定的要求，第一兩次碾壓時(shí)，碾壓速度為2.0km/h左右，碾壓三到六遍時(shí)，速度為4.0km/h左右；第六步，最后階段進(jìn)行路基頂面回彈模量試驗(yàn)。

4 路基施工技術(shù)要求

4.1 施工過程中的準(zhǔn)備階段和填料的選擇

施工單位的施工人員應(yīng)該在施工前對(duì)工程的設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行仔細(xì)研讀，熟悉其圖紙內(nèi)容和設(shè)計(jì)要求，然后實(shí)地去考察工程施工地質(zhì)狀況，勘查實(shí)際地勢(shì)情況與圖紙是否存在出入，如果發(fā)現(xiàn)問題需要及時(shí)進(jìn)行糾正。上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，土層中的巖石強(qiáng)度屬性和路基的穩(wěn)定性有直接的關(guān)系，填料的顆粒大小以及大小顆粒之間的混合比例的不同都會(huì)對(duì)路基的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。所以，要對(duì)路基進(jìn)行填充物施工，首先得得土石的屬性進(jìn)行分類，并且要熟悉填充物顆粒大小的比列組合進(jìn)行把控，做好上述兩個(gè)步驟，才會(huì)使路基的穩(wěn)定性和質(zhì)量得到保障。所以在填筑前，首先要對(duì)所選填料進(jìn)行物理、力學(xué)性能試驗(yàn)，確定其是否滿足設(shè)計(jì)要求及規(guī)范要求，并且滿足表1各項(xiàng)要求。

4.2 公路地基的處理標(biāo)準(zhǔn)

土石混合物作為路基的填充物，特別是高路基，一定要提前保證好路基的承載力，必須保證土石填充物壓實(shí)的質(zhì)量，這是保證路基可以正常進(jìn)行使用和路基安全的前提條件，如果路基填充混合物沒有壓實(shí)，路基的承載力不夠，將會(huì)使路基變現(xiàn)出不穩(wěn)定的狀況，導(dǎo)致路基就比較容易坍塌。（表2是公路地基施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)）

4.3 施工機(jī)械的選擇

高速公路的路基修筑比普通公路路基的修筑要求嚴(yán)格，高速公路路基填充物選擇的混合料都是顆粒比較大、強(qiáng)度比較高的類型，必須使用機(jī)械進(jìn)行超標(biāo)準(zhǔn)的壓實(shí)才能保證路基的質(zhì)量要求。一般情況下，我們選擇對(duì)混合料進(jìn)行壓實(shí)的機(jī)械要求是：質(zhì)量超過18t、振動(dòng)力比較高、振動(dòng)頻率在30Hz～45Hz之間，振幅1.8mm以上的工程施工器械。

4.4 混合料的攤鋪、整平和壓實(shí)

只有對(duì)土石混合料進(jìn)行合理的攤鋪和整平施工環(huán)節(jié)才能使混合料呈現(xiàn)為理想的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，對(duì)混合料進(jìn)行充分的壓實(shí)，才能使混合料之間的間隙減小到最小，避免出現(xiàn)離析現(xiàn)象。土石混合路基一般采用漸進(jìn)攤鋪的方法。在對(duì)高速公路路基進(jìn)行鋪墊時(shí)，施工單位要根據(jù)工程地址的高速公路的具體鋪墊寬度，科學(xué)合理的計(jì)算相應(yīng)的熨平板寬度，不要超過合理的范圍，為了保持機(jī)械轉(zhuǎn)向順利，熨平板側(cè)邊和邊溝等的間距絕對(duì)不能小于十厘米，同時(shí)我們需采用機(jī)械移動(dòng)基準(zhǔn)來對(duì)攤鋪上面層和中面層進(jìn)行施工，如果對(duì)下層進(jìn)行施工時(shí)，施工單位就不能繼續(xù)使用上面的方法，需要選取弦線基準(zhǔn)，根據(jù)施工的程度，把控好攤鋪機(jī)的數(shù)量和鋪層橫坡，均勻攤鋪混合料，然后利用橫坡儀對(duì)松鋪厚度進(jìn)行測(cè)量，偏差合理，提高攤鋪的整體質(zhì)量，保證施工陸續(xù)進(jìn)行，以免出現(xiàn)停工現(xiàn)象。

5 土石混填路基施工的質(zhì)量控制要點(diǎn)

5.1 強(qiáng)化施工質(zhì)量的驗(yàn)收控制

施工方需要按時(shí)完成對(duì)公路工程施工質(zhì)量的驗(yàn)收工作，依照施工標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各個(gè)工作流程的質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，對(duì)其潛在的問題及時(shí)進(jìn)行探查和發(fā)現(xiàn)，然后采取一定的處置方案。同時(shí)強(qiáng)化施工團(tuán)隊(duì)的技術(shù)培訓(xùn)，以此提高團(tuán)隊(duì)的施工水平，從而充分理解土石混填路基的施工重點(diǎn)難點(diǎn)，對(duì)施工細(xì)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的規(guī)范，盡量避免公路工程出現(xiàn)質(zhì)量問題。

5.2 優(yōu)化施工現(xiàn)場(chǎng)的排水系統(tǒng)建設(shè)

為了有效防止施工過程中由于降水或者其他意外要素導(dǎo)致施工場(chǎng)地出現(xiàn)積水問題，從而對(duì)整體施工質(zhì)量和進(jìn)度帶來影響。所以需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的排水系統(tǒng)的建設(shè)進(jìn)行加強(qiáng)，在建設(shè)過程中盡可能使用原本現(xiàn)有的天然河道和水利設(shè)施，這樣既可以減少施工量，又可以降低公路工程施工對(duì)附近環(huán)境帶來的影響，從而避免由于渠道挖掘施工而造成的植被損壞和水土流失問題。并且，在公路路基的坡腳部位十分容易發(fā)生積水問題，從而對(duì)路基的穩(wěn)固性帶來影響，因此要注重在此部位建設(shè)截水溝，以此確保積水可以充分排出。

5.3 重視路基壓實(shí)的沉降差檢測(cè)工作

路基的壓實(shí)施工關(guān)系到路基工程的整體質(zhì)量，決定著路基的承受性能以及穩(wěn)定能力，所以對(duì)路基的壓實(shí)施工進(jìn)行檢測(cè)具有重要意義。在路基壓實(shí)施工過程中需要依照施工現(xiàn)狀來確定碾壓的次數(shù)和速度，同時(shí)對(duì)邊角部位的施工場(chǎng)地使用人工碾壓的方式，以此確保路基的壓實(shí)質(zhì)量符合施工標(biāo)準(zhǔn)。壓實(shí)之后需要對(duì)其壓實(shí)的密度進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，依照施工標(biāo)準(zhǔn)確定其是否合格，若是壓實(shí)質(zhì)量不達(dá)標(biāo)需要對(duì)其進(jìn)行二次壓實(shí)。

6 結(jié)束語

由于高速公路路基土石混合料具有容易變異和勻質(zhì)性差等特征，所以需要對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的要求，必須要保證路基完工以后具有很好的穩(wěn)定性和安全性，而且不會(huì)出現(xiàn)沉降。所以施工進(jìn)行中對(duì)混合料的壓實(shí)就變的極其重要，一定要進(jìn)行嚴(yán)格要求、嚴(yán)格檢測(cè)，保證工程的質(zhì)量達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)。

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