山皮石在繞城高速公路建設領(lǐng)域中的應用

劉歡LIU Huan

（中鐵十七局集團第三工程有限公司，石家莊 050000）

0 引言

許昌繞城高速位于河南省許昌長葛市，沿線所經(jīng)地區(qū)幾乎全為耕地，而河南省高速公路的規(guī)劃指導理念為“保護農(nóng)田基本設施，減少占用耕地、服務社會、尊重地區(qū)特性、整體協(xié)調(diào)尊重自然”，導致路基土料緊缺，且受現(xiàn)行政策影響，多處禁止開采；若由外地轉(zhuǎn)運而來，例如距離項目約50km 的鄭州新鄭市取土點，或距離項目約45km 的禹州市取土點，則土料單價及運輸成本較高。

本標段起點里程K34+800，終點里程K53+490，線路全長18.69 公里。本標段路基設計要求路床80cm 范圍采用水泥土填筑，其中路床上部40cm 采用摻4%的水泥土，路床下部40cm 采用摻3%的水泥土，路床填料64.9 萬方，土方需求量巨大。

路線所經(jīng)區(qū)域?qū)儆谠S昌市屬北暖溫帶季風氣候區(qū)，雨量充沛，特別是每年5 月至9 月份為該地區(qū)雨季，持續(xù)時間長、降雨量大。傳統(tǒng)路床施工采用水泥土時，如遇下雨天氣，由于水泥遇水板結(jié)硬化，會導致路床填筑困難，路床施工質(zhì)量難以控制。因此，路床水泥土施工受天氣影響較大，嚴重制約施工進度。

根據(jù)《公路路基施工技術(shù)規(guī)程》JTG/T3610-2019 相關(guān)規(guī)定，一級公路路床填料宜選用沙礫、碎石等水穩(wěn)性好的粗粒土。許昌禹州市山皮石含量豐富，料質(zhì)量好，石料的產(chǎn)量較大，質(zhì)量好，交通方便，就近采用山皮石填筑路床，既可以節(jié)約材料費及運費，又能提高路床施工進度。經(jīng)本項目試驗檢測及路床試驗段總結(jié)驗證：山皮石具有強度高、穩(wěn)定性好的優(yōu)點，且施工不受雨天影響。

鑒于上述情況，本項目提出采用山皮石代替水泥土用于高速公路路床填筑施工。

1 山皮石路床填筑控制指標

1.1 山皮石含水量

路床填筑時必須考慮填料的含水量，含水量對填筑質(zhì)量有很大影響，如果含水量過低，會導致填料之間摩擦力較大，不易壓實；如果含水量過高，會導致填筑后的路基出現(xiàn)下沉、變形等問題。因此，在填筑前需要對山皮石填料進行適當脫水，嚴格控制其含水量。

1.2 山皮石壓實度

壓實度是影響山皮石路床填筑質(zhì)量的重要因素之一。如果壓實度過低，會導致路面出現(xiàn)龜裂、沉陷等問題；如果壓實度過高，則會導致路面出現(xiàn)過度變形、開裂等問題。因此，在填筑過程中需要嚴格控制壓實度。

1.3 山皮石孔隙率

高速公路的路床寬度和高度一般都比較大，因此需要使用大量的山皮石進行填筑。但是，由于山皮石的顆粒較大，容易出現(xiàn)空隙和孔洞等問題。因此，在填筑過程中需要注意控制空隙和孔洞的大小，保證孔隙率符合使用需求。

2 施工工藝

施工工藝流程見圖1。

圖1 施工工藝流程圖

3 工藝流程

3.1 基底處理

首先對填筑區(qū)下路堤進行驗收，檢查下路堤寬度、高程是否符合設計要求，檢測頂面壓實度是否達到94 區(qū)檢驗合格標準。

3.2 操作要點

①放樣前首先檢查、核對使用的控制點精度，經(jīng)計算和實測復核，控制點滿足施工規(guī)范要求。

②測量工程師依據(jù)復核后的控制點，進行路床放樣。用全站儀、GPS 等精確測量出填筑路段的中線、坡腳線（外擴50cm）；并撒上灰線，中線和坡腳線用花桿標出松鋪厚度。（圖2）

圖2 路床放樣大樣圖

圖3 撒白灰線網(wǎng)格大樣圖

圖4 碾壓厚度控制大樣圖

③根據(jù)計算出的每車裝料數(shù)量，確定卸料間距為：松鋪厚度為24cm，每車裝土數(shù)量20m3，每個松鋪段落按照100m 控制，縱向網(wǎng)格10m，橫向8.3m，灑出白灰線網(wǎng)格。

④以上工作完成后即進行高程測量，每10m 觀測一個斷面，每個斷面布設3 個點，測量工程師同時做好記錄。

3.3 卸料方法

按畫出的白灰線，由現(xiàn)場施工隊長指揮運輸車輛卸料。卸料時先從中間開始，縱向延申20m 后，再逐漸向兩邊卸土。每車材料卸在畫好的白灰線中心，橫平豎直，堆放整齊。

填料含水率較低時，應及時采用灑水措施，灑水采用存料場內(nèi)提前灑水悶濕或路床內(nèi)噴灑，填料含水率過大時，采用推土機翻松晾曬。

3.4 攤鋪方法

先用推土機初平，再用平地機整平，填層目視平順。為保證每填層的平整度及層厚的均勻，路基邊、中、邊每隔15m 釘攤鋪層厚樁縱橫掛線，進行厚度檢查核實。每一層填筑時均須形成2%的橫坡。按每車松散系數(shù)裝車計算，施工中卸料按縱向間距10m，橫向卸料間距8.3m 布置。

3.5 高程測量

推土機初平完成后，進行高程測量。測量人員在線外架設水準儀，讀取對應數(shù)據(jù)并記錄，隨后每壓實一遍進行一次測量記錄。

現(xiàn)場隨機選取區(qū)域挖到原地面，利用50cm 鋼尺進行測量壓實厚度，再利用水準儀進行測量高程，雙重控制目的是確定松鋪系數(shù)及確定壓實厚度是否達到設計要求。

3.6 壓實工藝

路床填筑選擇振動壓路機進行碾壓。碾壓時先靜壓一遍，再進行振動碾壓。碾壓時嚴格按照施工方案上規(guī)定“先邊后中、先快后慢，先靜后振”的原則及碾壓遍數(shù)進行碾壓，碾壓時輪跡應重疊30cm 以上，保證做到無漏壓、無死角，表面無輪跡。96 區(qū)松鋪厚度為24cm，壓實厚度為20cm，壓實系數(shù)為1.2，壓路機行駛速度控制在4km/h 以內(nèi)，壓路機先靜壓一遍，再振動碾壓三遍（強振三遍），最后靜壓收面一遍，壓實度達到合格標準。

4 機械配置

4.1 主要機械設備表（表1）

表1 主要機械設備表

4.2 試驗儀器表（表2）

表2 試驗儀器表

4.3 測量儀器統(tǒng)計表（表3）

表3 測量儀器統(tǒng)計表

5 結(jié)語

路床是路基的重要組成部分，路床材料以及施工質(zhì)量對于后期路面施工有較大影響。本文詳細分析了山皮石路床施工的施工工藝和具體操作方法，降低了路床填筑過程中材料質(zhì)量的影響以及雨季施工的影響。利用全站儀水準儀等精密儀器控制路床壓實度、沉降差、彎沉等數(shù)據(jù)。經(jīng)試驗段試驗表明，利用山皮石作為路床填筑材料，有效提高了壓實度，減少了沉降差，此方法切實有效地解決了路床填筑過程中的難題，確保路床工程符合規(guī)范要求。目前，該施工方法已應用于許昌繞城高速公路XCTJ-3 標路基路床的施工并取得了顯著的經(jīng)濟效益、技術(shù)效益和社會效益，為類似工程提供了具有價值的參考實例和經(jīng)驗。