燥熱干旱地區(qū)粉質(zhì)土路基填筑施工質(zhì)量控制

王建波 王安興 中土集團南方建設(shè)發(fā)展有限公司

一、工程概況

巴基斯坦高速公路蘇庫爾至木爾坦段全長392公里，項目區(qū)域巴基斯坦平原地帶，亞熱帶季風氣候，天氣炎熱干燥，夏季氣溫高、降雨量少，屬于燥熱干旱地區(qū)，中巴經(jīng)濟走廊“一帶一路”工程。分部合同段全長55km，其中路基填土方約951萬方。按六車道高速公路標準實施，設(shè)計速度120km/h，整體式路基寬度31.5m，主線行車道路基壓實度層次：90區(qū)、93區(qū)、95區(qū)改良土。取土場探查沿主干線分布，該路段取土場土質(zhì)絕大部分屬于AASHTO A-4類粉質(zhì)土，個別取土場土質(zhì)為鹽漬土，當?shù)毓肪忠篼}漬土不適用于路基填料。雖然規(guī)范明確路基填筑粉質(zhì)土施工為不良填料，由于該路段農(nóng)作物占地面廣、人口密度大，填料運輸極不方便，為項目成本考慮，道路工程施工的本身特點，填料要求盡量就地取材，粉質(zhì)土作為路基填筑依然在采用。

二、沿線粉質(zhì)土的特點

1.粉質(zhì)土粒徑在0.075mm～0.42mm之間，級配較差，因氣候燥熱影響，在分層填筑壓實時難以達到設(shè)計要求的壓實效果，細砂粒和粉粒之間的空隙沒有更多的細小黏粒來填充，形成了所謂“搭積木”式的構(gòu)架[1]。

2.粉粒不能象黏粒那樣與各種穩(wěn)定劑有效地發(fā)生作用，也不能象砂粒起到骨架嵌擠作用，所以粉粒含量偏高的粉質(zhì)土有著復(fù)雜的工程力學性質(zhì)[1]。

3.由于粉質(zhì)土中粉粒含量多，而黏粒含量少，粉質(zhì)土干時雖稍有黏結(jié)性，用手搓捻有干粉末感，肉眼觀察時可明顯看出細砂粒與粉土粒狀，但易被壓碎，揚塵大，浸水時很快被濕透，易成泛漿稀泥狀態(tài)，并且粉質(zhì)土的毛細水上升高度大，在冬季更容易使路基產(chǎn)生水分集聚，造成冬季凍脹現(xiàn)象[1]。

三、粉質(zhì)土及改良土試驗結(jié)果

1.路基填料各項性能檢測指標可以看出（見表1），該路段取土場的土質(zhì)絕大部分屬于含細砂粒AASHTO A-4類粉質(zhì)土，土的粒狀組成以小于0.075mm的粒徑為主，屬于細粒土組。設(shè)計圖紙及規(guī)范要求下路床填料CBR≥5%、塑性指數(shù)≤10，取土場的檢測結(jié)果均能滿足設(shè)計技術(shù)指標及規(guī)范要求，適用于路基下路床90區(qū)、93區(qū)的填料。

2.路基上路床95區(qū)填料要求改良土，設(shè)計圖紙及規(guī)范要求CBR≥20%、塑性指數(shù)≤6。選用就近取土場塑性指數(shù)＞6粉質(zhì)土摻粉細砂和碎石混合料，摻配比例為50%粉質(zhì)土、25%粉細砂、25%碎石混合料，改良后的填料檢測結(jié)果均能滿足設(shè)計技術(shù)指標及規(guī)范要求，適用于路基上路床95區(qū)的填料。各項性能指標見表2。

四、施工質(zhì)量控制

（一）最大干密度和含水率

最大干密度和含水率是路基填筑土的主要控制參數(shù)，但對于粉質(zhì)土來說尤為重要。經(jīng)過對取土場取樣進行試驗確定擊實標準，粉質(zhì)土最大干密度大部分位于1.864g/cm3～1.935g/cm3范圍之內(nèi)，最佳含水量位于11.5%～12.7%%之間。但沿線取土場土質(zhì)分布復(fù)雜，即使一個取土場土質(zhì)也很少是均質(zhì)的，所以給土的標準確定帶來很大的麻煩，這就要求取樣應(yīng)有代表性，能準確反映最大干密度和最佳含水量，以確保路基填筑質(zhì)量成效的關(guān)鍵所在。

表1 取土場土樣物理、力學性能指標匯總表

表2 改良土樣物理、力學性能指標匯總表

由于氣溫高、天氣燥熱，含水量控制對于粉質(zhì)土來說，對壓實度效果的影響非常顯著。因為土質(zhì)黏性小，含水量偏少時不易碾壓成型，即使壓實也難于黏聚致密，且密實度較低，孔隙多，一經(jīng)飽水，其強度和穩(wěn)定性會急劇下降。若土的含水量過大，此時增加壓實功能就會出現(xiàn)“彈簧”現(xiàn)象，壓實效果很差，造成返工浪費。因此只有在最佳含水量±2%時，壓實后土體的水穩(wěn)性最好。

（二）作業(yè)工藝之碾壓

粉質(zhì)土路基填筑照路基填筑“四區(qū)段、八流程”施工工藝進行，但現(xiàn)場灑水攪拌和碾壓尤為關(guān)鍵。壓實功能控制主要指壓實機具重量、碾壓遍數(shù)、作業(yè)時間等。壓實功能（綜合因素）與壓實效果的關(guān)系曲線表明，同一種土的最佳含水量，隨壓實功能的增大而減小，最大干密度隨壓實功能的增大而增加。必須嚴格按照試驗段來確定不同機具壓實不同填料的最佳含水量、適宜的松鋪厚度和相應(yīng)的碾壓遍數(shù)、最佳的機械配套和施工組織。由于粉質(zhì)土的保水性差，塑性指數(shù)的特點，應(yīng)將大面積施工改為區(qū)域施工，將施工含水量控制在最佳含水量＋2%范圍左右，碾壓工序先輕壓整形封水[2]，后按振動碾壓成型。

（三）主要控制方法

路基正式填筑前先進行試驗段的施工，通過試驗和采取相關(guān)壓實工藝控制措施，確定了壓實機具、含水量、灑水量、松鋪系數(shù)及碾壓遍數(shù)等參數(shù)，為整個合同段內(nèi)的路基填筑提供正確依據(jù)。而就粉質(zhì)土改良路基，需要確定改良配比的摻量，各項性能指標檢測滿足設(shè)計技術(shù)要求。

（四）攤鋪攪拌碾壓

上料攤鋪主要采用路拌法。先將粉質(zhì)土按照配比量“網(wǎng)格”上土（每次成型區(qū)段200m為宜），再用平地機攤鋪，攤鋪時每區(qū)段分段分幅依次推進，同時及時按配比上改良材料，用另臺平地機攤鋪，整個區(qū)段采用改良料對粉質(zhì)土覆蓋，確保粉質(zhì)土既有水分。攤鋪后采用平地機進行拌和，并根據(jù)現(xiàn)場實驗人員測得填料的含水量進行灑水。重點是碾壓：試驗段低液限粉質(zhì)土路基的壓實施工工藝為：先用12t光輪壓路機穩(wěn)壓整形封水，然后用18t弱激振力低頻碾壓，初步密實；再用25t強激振力高頻碾壓，最后用18t光輪壓路機掃面補壓。在施工過程中，壓路機行走速度控制在2km/h～3km/h，碾壓開始時宜用慢速，隨著土層逐漸密實，速度逐步提高。壓實時的單位壓力不應(yīng)超過土的強度極限，否則土體將會遭到破壞。開始時，土體較疏松，強度低，故宜先輕壓，隨著土體密度的增加，再逐步提高壓強。碾壓時，橫向接頭的輪跡應(yīng)有一部分重疊，振動壓路機一般重疊1/3輪跡，前后相鄰兩區(qū)段亦縱向重疊1.0m～1.5m，在直線路段和大半徑曲線路段，應(yīng)先壓邊緣，后壓中間；小半徑曲線地段因有較大的超高，碾壓順序宜先低（內(nèi)側(cè)）后高（外側(cè)）。并應(yīng)做到無漏壓、無死角以及確保碾壓均勻[3]。為了減少路基工后沉降，對路基每填筑1.5m～2.0m后，采用沖擊碾壓壓路機進行補壓。

路基碾壓完后實驗室應(yīng)及時檢測壓實度，檢測合格后應(yīng)盡快上土進行新一層路基土的填筑，在剛開始施工時曾出現(xiàn)過成型完檢測合格，過兩天再檢測就不合格的現(xiàn)象，這主要是由于氣溫高、天氣燥熱，使壓好的路基水分迅速蒸發(fā)表面脫水松散，使壓實度又達不到要求。

五、結(jié)論

通過以上措施的實施，有效地提高了粉質(zhì)土路基的施工質(zhì)量。建議在受雨水影響的填筑路段，路基下路床填筑0.5m～1.0m厚的砂平臺墊層，然后再填筑粉質(zhì)土填料，可以有效隔斷受雨水侵逐對路基的影響，保證了粉質(zhì)土填筑路基的整體強度。