天然砂礫路基壓實施工工藝與質(zhì)量檢測技術(shù)研究

張熙

（中建路橋集團有限公司，河北石家莊 050000）

1 工程概況

某高速公路工程設(shè)計時速120km/h，路基寬為28m，線路全長112km，路面類型為瀝青混凝土路面。在本工程中，路基填筑工程量為1 072.8萬m3，對填料的需求量巨大。根據(jù)試驗檢測結(jié)果顯示，本工程所在區(qū)域的天然砂礫最大粒徑為40mm，分布較多的天然砂礫粒徑集中在1.0～5.0mm，砂礫特征為無黏性中間類填料，且砂礫石級配較為良好，可用于路基填料。

2 天然砂礫路基壓實施工工藝與質(zhì)量檢測技術(shù)

2.1 施工工藝

本工程的路基壓實施工工藝流程為施工放樣→布置網(wǎng)格線→挖裝運填料→填料攤鋪→精平→碾壓→質(zhì)量檢測。

2.1.1 測量放樣

（1）在路基施工前復(fù)測路段導(dǎo)線、中線和水準(zhǔn)點，保證復(fù)測路段與相鄰施工標(biāo)段的導(dǎo)線點相互通視[1]。

（2）采用全站儀放樣中線，在線路中心位置固定控制樁，根據(jù)中線放出坡腳邊樁，在坡腳處延伸50cm，將其作為刷坡土方；中樁縱線與邊樁縱線之間的距離始終為10m，用白灰對坡腳進行標(biāo)識。

（3）在橫斷面上設(shè)置填筑控制桿，控制桿設(shè)置于左邊線、中線和右邊線位置，每間隔20m設(shè)置一組；根據(jù)填筑高度拉線，拉線高度為填料松鋪厚度控制的基準(zhǔn)線。

（4）在上料區(qū)域內(nèi)標(biāo)識網(wǎng)格線，用白灰劃分出方形網(wǎng)格，規(guī)格為5m×8m，以保證填料上料分布均勻[2]。

2.1.2 裝卸填料

根據(jù)運料車容積、網(wǎng)格卸料車數(shù)確定運料車的裝運土方量，要求每輛車的裝運土方量相同；在施工現(xiàn)場分派專人指揮運料車卸料，按照從前往后的順序依次卸料[3]。

2.1.3 攤鋪

（1）本工程采用XG953裝載機大致攤平填料，根據(jù)填筑控制桿控制填料高程；攤鋪過程中配合人工作業(yè)，及時處理凹凸不平的已攤鋪部位，同時還要清理出超大粒徑填料，對這部分填料集中處理。

（2）在粗平后快速進入精平作業(yè)，避免填料水分蒸發(fā)過快，精平采用718—5型平地機；精平前根據(jù)填料松散程度調(diào)整平地機的鏟刀平面角和傾斜角，保證整平填料，要求平整度不得超過15mm；精平過程中設(shè)置橫坡，坡度為1.5%，方便排水[4]。

（3）路基施工中的粗粒集料易集中到路肩部位，導(dǎo)致路基碾壓不平整，因此應(yīng)在測量放線時外延50cm寬度，在完成填筑后對富余量部分刷坡處理。

（4）在本工程施工現(xiàn)場中，受當(dāng)?shù)馗稍餁夂虻挠绊懀沟锰烊簧暗[的含水量偏低，極易導(dǎo)致碾壓時填料黏結(jié)力不足的問題，降低壓實度。所以，在填料粗平后需要用多臺灑水車對填料灑水，測量填料含水量，確保實際含水量調(diào)整到最佳含水量，之后再實施精平作業(yè)。

2.1.4 碾壓

（1）選用兩臺22t大功率振動壓路機，本工程選用的振動壓路機振動頻率為28Hz，振動輪寬213cm，振動輪直徑155cm，振幅1.2～2.0mm，激振力230～380kN，行進速度分為三擋，分別為2.2km/h、4.3km/h、9.1km/h。

（2）兩臺壓路機同時行進，按照先兩側(cè)后中心的順序碾壓，振動頻率由慢到快，依次完成初壓、復(fù)壓和終壓；初壓時壓路機行進速度為2.2km/h，靜壓1遍，碾壓后測量填料高程，確定高差點，緊跟1遍精平；復(fù)壓時壓路機行進速度為4.3km/h，先弱振動壓實1遍，再強振壓實2遍；終壓時壓路機行進速度為9.1km/h，靜壓1遍，消除輪跡[5]。

（3）在碾壓過程中采用進退式錯距碾壓方法，兩臺壓路機從路基兩側(cè)開始碾壓，沿著線路方向前進壓實、后退壓實，縱向搭接重疊寬度為50cm；當(dāng)碾壓完畢中心線部位后，再從兩側(cè)開始繼續(xù)進退式錯距碾壓。

（4）碾壓后檢查填筑路基平整情況，要求基層無明顯輪跡，填方邊坡平順；測量建筑面路拱，要求為1.5%雙向坡；檢測基層壓實度，判斷是否達到技術(shù)規(guī)范要求；在路基穩(wěn)定后，進入刷坡工序[6]。

2.2 質(zhì)量檢測技術(shù)

2.2.1 灌砂法

灌砂法是試驗檢測路基壓實質(zhì)量的常規(guī)方法，在采用灌砂法檢測時，要嚴(yán)格執(zhí)行操作流程。

（1）在觀測點附近選定平坦區(qū)域，面積為40cm×40cm，清理表面；將灌砂筒放置到基板中間的圓孔上，開啟開關(guān)，使灌砂筒中的砂流入到孔內(nèi)，當(dāng)砂不再流動時關(guān)閉開關(guān)，稱量筒內(nèi)剩余砂的質(zhì)量[7]。

（2）收回測試區(qū)域內(nèi)的量砂，清理基層表面；盡量在原處再次放置基板，沿著基板中孔位置鑿出直徑20cm的洞，鑿出的材料要裝入塑料袋密封保存；鑿洞深度為路基壓實層厚度，稱量塑料袋內(nèi)的試樣質(zhì)量。

（3）從塑料袋內(nèi)的樣品中取出2kg進行干燥處理，測定含水率；在試洞上安放基板和灌砂筒，保證基試洞的洞壁完全與基板中孔齊平，打開灌砂筒，讓砂流入洞內(nèi)，直至不再流入為止，稱量灌砂筒內(nèi)的剩余砂量；根據(jù)灌砂法的計算公式，計算出壓實度結(jié)果。

（4）檢測結(jié)果：本次采用灌砂法檢測共選取16個檢測點，全部檢測點的壓實度都超過96%，符合路基壓實技術(shù)規(guī)范要求。在松鋪厚度分別為36.0cm、45.6cm時，檢測點壓實度平均值分別為99.1%、97.6%，表明松鋪厚度的增加會影響壓實效果。

2.2.2 PFWD法

PFWD法（便攜式落錘彎沉儀）根據(jù)壓實度與動回彈模量的關(guān)系得出壓實度，將其作為評價天然砂礫路基壓實施工質(zhì)量的重要依據(jù)。

（1）碾壓施工后確定檢測點，在檢測點上放置承載板，第一層填土檢測點為6個，第二層和第三層填土檢測點各為16個；在承載板下方鋪薄砂，以免因基層過于粗糙影響檢測結(jié)果。

（2）將便攜式落錘彎沉儀的落錘提升到導(dǎo)桿頂端部位，保持導(dǎo)桿垂直，開啟按鈕放下落錘，在落錘回填后重新將其提升到導(dǎo)桿頂端，如此循環(huán)往復(fù)測量三次沖擊。

（3）便攜式落錘彎沉儀的顯示系統(tǒng)會自動計算出沖擊后的變形峰值，當(dāng)三次沖擊完成后，系統(tǒng)自動計算動回填模量、變形平均值、標(biāo)準(zhǔn)差等指標(biāo)[8]。

（4）檢測結(jié)果：在本次質(zhì)量檢測中，約75%的檢測點路基動回彈模量集中在60～90MPa，滿足路基壓實標(biāo)準(zhǔn)中對動態(tài)變形模量不小于55MPa的要求。根據(jù)檢測數(shù)據(jù)顯示，第一層松鋪厚度為45.60cm時，動回彈模量平均值為59.09MPa；第二層松鋪厚度為35.96cm時，動回彈模量平均值為75.44MPa；第三層松鋪厚度為44.30cm時，動回彈模量平均值為71.78MPa。綜上所述，松鋪厚度越大，壓實度越低，與灌砂法檢測結(jié)果反映出的壓實度變化趨勢基本一致。

3 結(jié)語

在高速公路路基施工中采用天然砂礫作為填料，必須保證砂礫石級配良好，最大粒徑不得超過60mm。在路基施工過程中，要檢測天然砂礫的各項力學(xué)指標(biāo)，實施標(biāo)準(zhǔn)化壓實施工工藝流程，根據(jù)施工情況做好壓實質(zhì)量檢測工作，進而保證天然砂礫路基質(zhì)量達到技術(shù)規(guī)范要求。