填石路基施工技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用

劉歡

（張家口興業(yè)路橋工程有限公司，河北 張家口 075100）

0 引言

隨著路基施工技術(shù)和施工工藝的不斷進(jìn)步，不少丘陵地區(qū)已經(jīng)開始大規(guī)模就近使用隧道洞渣或開采石材作為路基填筑材料，不僅可充分利用資源，同時大大節(jié)約了施工成本[1]。在施工過程中對路塹、邊坡或者隧道進(jìn)行爆破處理后，產(chǎn)生具有一定強(qiáng)度的碎石，并對碎石表面棱角處理后填筑的路基稱為填石路基。但由于填石材料顆粒粒徑大小不一，存在施工工藝復(fù)雜、壓實困難等問題。因此本文依托實際工程項目，對填石材料各項性能分析的基礎(chǔ)上，對不同松鋪厚度、不同壓實方案下的填石路基沉降率及壓實度進(jìn)行測試，確定最佳施工參數(shù)及方案。

1 填石路基施工技術(shù)特點

1.1 技術(shù)要求

施工現(xiàn)場碎石填料粒徑分布極不均勻，粗細(xì)碎石粒徑大小分布不均，且不同粒徑碎石含量也不相同，不同碎石粒徑將導(dǎo)致碎石路基工程性質(zhì)發(fā)生改變。為了保證填石路基施工質(zhì)量符合要求，路基不同深度碎石粒徑攤鋪應(yīng)符合技術(shù)要求[2]。

1.1.1 壓實特性

本工程主要以玄武巖為主，在實驗室內(nèi)模擬灑水和沒有灑水玄武巖進(jìn)行填石路基施工，最后檢測兩者壓實度，結(jié)果為灑水玄武巖填石路基壓實度為96.2%，沒有灑水路基壓實度為95.9%，兩者壓實度相差不大，結(jié)果表明與一般土質(zhì)路基相比，玄武巖填石路基具有良好強(qiáng)度和滲水性。因此本文采用不同壓實方案施工，采用強(qiáng)夯法對填石路基施工，探究不同壓實方案對填石路基壓實度影響。

1.1.2 破碎率

采用填料碎石填筑路基時，首要考慮填料級配對填石材料破碎率的影響，對不同填料級配與破碎率之間關(guān)系進(jìn)行回歸分析，發(fā)現(xiàn)級配與破碎率之間相關(guān)系數(shù)很小，并未產(chǎn)生直接影響。集料級配與破碎率線性回歸分析發(fā)現(xiàn)填料最大粒徑與破碎率之間存在某種關(guān)系，因此基于多重回歸分析法對填料最大粒徑與破碎率的相關(guān)性進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)填料最大粒徑對破碎率影響較大，且松鋪厚度對破碎率影響明顯[3]。因此本文采用不同松鋪厚度施工，探究不同松鋪厚度對填石路基壓實度影響。

1.2 填料碎石性能

填石路基所用填料碎石性能指標(biāo)必須滿足施工要求，故本文試驗路段對路塹邊坡土石取樣，在實驗室進(jìn)行性能檢測，檢測結(jié)果如表1所示。

表1 填料碎石性能指標(biāo)檢測結(jié)果

2 工程實踐

2.1 工程概況

某公路位于丘陵地區(qū)，雙向三車道，設(shè)計車速為110km/h，起點樁號為K620+000，終點樁號為K656+000，全長36km，路基寬36m，路基平均填高為4m，最大填高為6m，最小填高為3.2m，基底承載強(qiáng)度較好。碎石填料主要來自K632+130—K632+600段路塹邊坡經(jīng)過爆破產(chǎn)生的石塊，并且現(xiàn)場碾碎后送至檢測單位對碎石進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果為玄武巖，單軸飽水抗壓強(qiáng)度為65.3MPa，抗風(fēng)化能力較強(qiáng)，滿足設(shè)計要求。為研究填石路基松鋪厚度和壓實方案對工程質(zhì)量的影響，本文選取K643+000—K643+600作為試驗路段。

2.2 施工工藝

2.2.1 施工前準(zhǔn)備

施工前需制備填料，在實驗室對現(xiàn)場碎石進(jìn)行質(zhì)量檢測，檢測結(jié)果滿足施工要求才能使用，填料碎石粒徑大小和組成應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行，現(xiàn)場施工人員對碾碎后的填料碎石進(jìn)行檢測，粒徑過大的石塊進(jìn)行二次碾碎，保證路基填料粒徑滿足規(guī)范要求：路基下部填料最大粒徑不大于60cm，中部填料最大粒徑不大于40cm，填料不均勻系數(shù)在15～20[4]。

2.2.2 路基填筑

將碎石與土混合拌和而成填料，通過運輸車輛運至施工現(xiàn)場。卸料時應(yīng)根據(jù)土石填料量進(jìn)行卸載，在路基表面層進(jìn)行劃線操作，由于路基寬為36m，為使填料量滿足要求，在表面層劃定6m×6m白方格線，根據(jù)路基填筑高度確定方格內(nèi)填料量與車輛數(shù)，卸料原則為先高后低、先兩側(cè)后中央。

路基填筑采用分層填筑法，首先用推土機(jī)進(jìn)行整平，推土機(jī)工作時需要勻速前行，往返整平3～5遍，推土機(jī)行駛速度不應(yīng)該超過10km/h，推土機(jī)完成工作后，再用攤鋪機(jī)均勻攤鋪填料。為研究填石路基松鋪厚度對工程質(zhì)量的影響，本文選取K643+000—K643+400作為試驗路段，平均分成4段，每段長100m。在試驗路段采用50cm、60cm、70cm、80cm四種不同松鋪厚度進(jìn)行路基填筑，試驗路段A松鋪厚度為50cm、試驗路段B松鋪厚度為60cm、試驗路段C松鋪厚度為70cm、試驗路段D松鋪厚度為80cm。

2.2.3 路基碾壓

碾壓工作可以使粗細(xì)集料相互擠壓密實，因此碾壓作業(yè)十分重要。為研究填石路基壓實方案對工程質(zhì)量的影響，本文選取K643+400—K643+600作為試驗路段，平均分成2段，每段長100m。試驗路段E采用方案1，試驗路段F采用方案2。方案1為前期靜壓、中期強(qiáng)振、后期穩(wěn)壓。方案2為前期靜壓、中期強(qiáng)振+靜壓+強(qiáng)振、后期穩(wěn)壓。壓實機(jī)械選用振動壓路機(jī)和膠輪壓路機(jī)，往返壓實9遍，壓路機(jī)行駛速度起伏不能過大，行駛速度在2～3km/h為佳。

2.3 性能檢驗

2.3.1 松鋪厚度

為研究填石路基松鋪厚度對工程質(zhì)量的影響，本文在試驗路段采用松鋪厚度為50cm、60cm、70cm、80cm進(jìn)行填石路基施工，施工完成后對4條100m的試驗路段進(jìn)行路基沉降檢測，沉降率檢測結(jié)果如表2所示，松鋪厚度與沉降率關(guān)系如圖1所示。

表2 試驗路段沉降率檢測結(jié)果

由圖1可知，沉降率隨松鋪厚度增加先增加后減少，試驗路段A松鋪厚度為50cm，沉降率為8.1%；試驗路段B松鋪厚度為60cm，沉降率為10.3%；試驗路段C松鋪厚度為60cm，沉降率為11.6%；試驗路段D松鋪厚度為50cm，沉降率為7.9%，路基沉降率與松鋪厚度關(guān)系為，在填料和壓實條件相同情況下，松鋪厚度在50～65cm時，沉降率與松鋪厚度成正比；松鋪厚度在65～80cm時，沉降率與松鋪厚度成反比。因此從工程經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，碎石路基施工時應(yīng)選擇較小的松鋪厚度，既減少工程成本，又節(jié)省工程工期。

圖1 松鋪厚度與沉降率關(guān)系

2.3.2 壓實工藝

不同壓實工藝將導(dǎo)致填石路基壓實度結(jié)果不同。本文試驗路段E、試驗路段F采用兩種不同壓實方案，并記錄每一遍壓路機(jī)碾壓后路面壓實度。試驗路段壓實度結(jié)果如表3所示，不同試驗路段壓實遍數(shù)與壓實度關(guān)系如圖2所示。

表3 試驗路段壓實度檢測結(jié)果

圖2 不同試驗路段壓實遍數(shù)與壓實度關(guān)系圖

由圖2可知，試驗路段E第九遍壓實度為98.1%，試驗路段F第九遍壓實度為99.2%，試驗路段F壓實度高于試驗路段E壓實度，因此壓實方案2比壓實方案1壓實效果更好。這是因為壓實到中間過程中，路面壓實正在初步成型，連續(xù)強(qiáng)振將導(dǎo)致集料發(fā)生位移；而壓實中間過程采用強(qiáng)振+靜壓+強(qiáng)振能夠提高壓實度。因此填石路基壓實施工選用第二種壓實方案，可以提高路基壓實效果。

3 結(jié)語

填石路基已成為山區(qū)和丘陵地區(qū)公路建設(shè)常見的類型。本文依托實際工程，在試驗路段采用松鋪厚度為50～80cm和壓實方案1、方案2，進(jìn)行填石路基施工，施工完成后，對工程質(zhì)量進(jìn)行檢測分析，結(jié)果表明松鋪厚度為50cm和采用壓實方案2，可以提高工程質(zhì)量。