公路工程高填方路基施工技術(shù)及質(zhì)量控制探究

摘要 高填方路基施工中存在諸多難點(diǎn)，如施工技術(shù)復(fù)雜、質(zhì)量控制難度大、材料質(zhì)量不穩(wěn)定等。針對(duì)這些問(wèn)題，將探究公路工程高填方路基的施工技術(shù)及質(zhì)量控制措施。文章結(jié)合具體工程實(shí)例，從精細(xì)化填料篩選與全方位質(zhì)量檢查，到路基分層填筑技術(shù)的科學(xué)規(guī)劃，再到高效能邊坡防護(hù)系統(tǒng)的構(gòu)建，每一步都進(jìn)行了精準(zhǔn)分析，形成了一套涵蓋施工前、中、后全周期的質(zhì)量控制閉環(huán)，旨在為高填方路基施工提供科學(xué)、系統(tǒng)的技術(shù)指導(dǎo)和質(zhì)量控制方法，以解決當(dāng)前施工中存在的難點(diǎn)問(wèn)題，提高高填方路基的施工質(zhì)量和使用性能，為我國(guó)公路工程建設(shè)高質(zhì)量發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞 高填方路基；分層壓實(shí)；壓實(shí)度；填料篩選

中圖分類(lèi)號(hào) U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2025）05-0064-03

0 引言

隨著現(xiàn)代交通網(wǎng)絡(luò)的不斷擴(kuò)展與完善，公路工程在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位日益凸顯。其中，高填方路基作為公路工程中的關(guān)鍵部分，其施工質(zhì)量直接影響公路的安全性、穩(wěn)定性和使用壽命[1-2]。因此，對(duì)高填方路基施工技術(shù)及質(zhì)量控制進(jìn)行深入探究，對(duì)于提高公路工程質(zhì)量、保障交通安全具有重要意義。在質(zhì)量控制方面，該文進(jìn)行了嚴(yán)格的料源控制和質(zhì)量檢測(cè)，確保材料符合規(guī)范要求。在施工過(guò)程中，為保證高填方路基的穩(wěn)定性，采用了分層填筑、碾壓密實(shí)的路基填筑方法。同時(shí)，該文還強(qiáng)調(diào)了施工過(guò)程中的質(zhì)量檢測(cè)和評(píng)估工作，通過(guò)檢測(cè)和評(píng)估路基的沉降量、壓實(shí)度等指標(biāo)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理施工質(zhì)量問(wèn)題，并在路基底部和側(cè)面設(shè)置了排水系統(tǒng)進(jìn)行邊坡防護(hù)，以防止水分對(duì)路基的侵蝕。通過(guò)優(yōu)化施工技術(shù)、加強(qiáng)質(zhì)量控制，顯著提升了公路工程的承載能力和安全性能，減少因路基問(wèn)題引發(fā)的交通事故，切實(shí)保障人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

1 工程概況

該工程為某省際高速公路的關(guān)鍵路段，線路全長(zhǎng)約50 km，其中包含一段長(zhǎng)3 km的高填方路基。該路段設(shè)計(jì)為雙向六車(chē)道，路基寬度為34 m，設(shè)計(jì)時(shí)速為120 km。

高填方路基部分最高填筑高度達(dá)15 m，填方總量約為100萬(wàn)立方米。該路段地形復(fù)雜，地勢(shì)起伏較大，其中丘陵地帶占比高達(dá)40%，這些丘陵地帶的最大坡度達(dá)到30°。局部地區(qū)還有河流穿越，穿越區(qū)域的長(zhǎng)度約為0.8 km，占高填方路基總長(zhǎng)度的26.7%。部分地段存在軟弱地基，占整個(gè)高填方路基的18%。軟弱地基主要由黏土和粉質(zhì)土組成，承載能力較弱，需要采取特殊的地基處理措施。此外，12%的區(qū)域存在膨脹土層，遇到水分變化時(shí)容易發(fā)生體積變化，對(duì)路基的穩(wěn)定性造成潛在威脅。此外，該地區(qū)屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，年降雨量約為1 200～1 500 mm，雨季集中在春末至夏秋之交，其間降雨量大，對(duì)路基的排水和穩(wěn)定性提出了更高要求。根據(jù)地形和地質(zhì)條件，進(jìn)行分層填筑和橫向填筑，確保路基的穩(wěn)定性和安全性。同時(shí)，在路基建立排水系統(tǒng)，確保路基在雨季能夠迅速排水，減少積水對(duì)路基的損害；并對(duì)填料質(zhì)量、路基壓實(shí)度等關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和檢測(cè)，確保施工質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。

2 填料篩選與檢查

在公路工程高填方路基的施工中，填料篩選是一個(gè)至關(guān)重要的步驟，直接關(guān)系路基的穩(wěn)定性和使用壽命。填料篩選的目的在于確保填料的質(zhì)量和性能滿足施工要求，挑選的填料應(yīng)滿足表1的設(shè)計(jì)要求。

如表1所示，在選擇填料粒徑時(shí)，控制10%的顆粒粒徑小于10 mm且大于5 mm，50%的顆粒粒徑小于30 mm且大于20 mm，90%的顆粒粒徑小于50 mm且大于40 mm，確保填料在壓實(shí)過(guò)程中能夠形成良好的骨架結(jié)構(gòu)，既不過(guò)于松散也不過(guò)于緊密，以達(dá)到最佳的承載和排水效果。填料密度控制在1.8～2.2 g/cm3之間，確保填料壓實(shí)后能夠形成更緊密的結(jié)構(gòu)，減少孔隙率和滲透性。壓縮強(qiáng)度≥200 kPa，高壓縮強(qiáng)度可以確保路基在承受車(chē)輛荷載和自然環(huán)境作用時(shí)不易發(fā)生壓縮變形，保持穩(wěn)定的幾何形狀。填料抗剪強(qiáng)度≥50 kPa，防止路基在車(chē)輛荷載和自然環(huán)境因素作用下發(fā)生剪切破壞。動(dòng)彈性模量≥50 MPa，使路基在受到振動(dòng)或沖擊時(shí)能夠保持較好的彈性恢復(fù)能力，減少永久變形。填料阻尼比控制在5%～15%，以減少振動(dòng)對(duì)路基的影響，提高路基的抗震性能。根據(jù)表格選擇填料后，使用環(huán)刀法檢測(cè)和計(jì)算填料的含水率，確保壓實(shí)后的填料具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，具體步驟如下：

在現(xiàn)場(chǎng)取土樣，使用環(huán)刀（一個(gè)中空的金屬圓柱體，底部可以打開(kāi)）垂直打入土體中，取出土樣。首先將取出的土樣放入已知質(zhì)量的容器中，稱(chēng)量土樣和容器的總質(zhì)量；然后將容器放入烤箱中，以105℃烘烤至恒重，再次稱(chēng)量干土和容器的總質(zhì)量。含水率的計(jì)算公式如下：

（1）

式中，w——土樣的含水率（%）；W——濕土和容器的總質(zhì)量（g）；Wd——干土和容器的總質(zhì)量（g）。不同類(lèi)型填料的含水率要求不同，砂土含水率控制范圍控制在10%～20%之間，黏土含水率控制在8%～9%，碎石土含水率控制在5%～15%之間，而粉土含水率應(yīng)控制在8%～10%。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)填方材料的含水率，確保其在最佳壓實(shí)含水率的±2%范圍內(nèi)。如果含水率過(guò)高，可以采用翻曬的方法降低含水率[3]。通過(guò)機(jī)械或人工將填筑材料翻松，增加表面積，加快水分蒸發(fā)；如含水率過(guò)低，則進(jìn)行灑水增濕。灑水時(shí)應(yīng)均勻，不得有片狀過(guò)濕或過(guò)干現(xiàn)象。在灑水后進(jìn)行悶料處理，即將填筑材料覆蓋一段時(shí)間，讓水分充分滲透到土壤中。

3 路基填筑

因該工程地形復(fù)雜，采用聯(lián)合填筑的方式，其是一種結(jié)合水平分層填筑和橫向填筑的路基填筑方法，適用于地形限制或填筑路堤較高的路段。在施工中，路堤下層采用橫向填筑，而上層則采用水平分層填筑，以確保路基的穩(wěn)定性和壓實(shí)度，施工流程圖如圖1所示。

對(duì)高填方路基所在區(qū)域的地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)勘察，了解地質(zhì)結(jié)構(gòu)、土壤性質(zhì)、水文條件等信息，為后續(xù)施工提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，進(jìn)行路基中心線、邊線等的測(cè)量放樣，確定填筑范圍和標(biāo)高。測(cè)量精度應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范要求，中線偏位不超過(guò)±50 mm，高程誤差不超過(guò)±30 mm。清理施工區(qū)域內(nèi)的雜物、植被等，確保填筑面的清潔和平整。將路基按照寬20 m、長(zhǎng)40 m的標(biāo)準(zhǔn)，在填筑區(qū)的地面上進(jìn)行標(biāo)示和劃分，并在每個(gè)區(qū)塊的四個(gè)角上，標(biāo)出該層填筑土的預(yù)定標(biāo)高，邊界線使用木樁、白灰、噴漆等明顯標(biāo)識(shí)物進(jìn)行標(biāo)記，確保在施工過(guò)程中清晰可見(jiàn)。使用推土機(jī)將填筑材料沿線路分段進(jìn)行橫向填筑，每段距離為20～40 m。每層填筑材料的松鋪厚度不超過(guò)30 cm，確保填筑質(zhì)量。在下層橫向填筑完成后，進(jìn)行上層的水平分層填筑，每層填筑材料的松鋪厚度控制在30～40 cm之間。

待每層填筑高度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，進(jìn)行分層碾壓加固[4]。第一遍利用靜力碾壓式壓路機(jī)進(jìn)行靜壓，行駛速度控制在2～3 km/h之間，確保壓路機(jī)均勻施加壓力。第一遍靜壓進(jìn)行2～3遍，每次行駛的距離為20～50 m，在縱向接頭處應(yīng)重疊1～2 m碾壓，使靜壓后的每層減小5～8 cm。壓路機(jī)的行駛方向應(yīng)與填筑層的縱向方向一致，以確保填筑層均勻壓實(shí)。在第一遍靜壓的基礎(chǔ)上，使用20 t振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行振動(dòng)碾加固。通過(guò)振動(dòng)將填筑材料中的顆粒沉降和排列，進(jìn)一步提高密實(shí)度。在壓實(shí)初期，壓路機(jī)應(yīng)慢速行駛，將行駛速度控制在2～4 km/h

之間，以確保填筑材料充分壓實(shí)。初始階段采用較小振動(dòng)力，控制在1.5～2.5 kN/cm2之間，以避免破壞填筑材料[5]。隨著壓實(shí)度的提高，逐步加大行駛速度，控制在4～8 km/h之間。振動(dòng)力在2.5～4.0 kN/cm2之間，以提高施工效率。振動(dòng)頻率控制在30～50 Hz之間。每層填筑完成后，將振動(dòng)時(shí)間控制在10～20 s之間，進(jìn)行8～15遍的壓實(shí)。碾壓中如發(fā)現(xiàn)彈簧松散、起皮等現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)翻拌或采取其他措施，最終達(dá)到質(zhì)量要求，并在碾壓后進(jìn)行預(yù)壓整平，確保路面平整。

填筑后，檢查路基的壓實(shí)度與沉降量，以確保路基的施工質(zhì)量。壓實(shí)度是衡量路基填筑材料密實(shí)程度的重要指標(biāo)，反映了填筑材料的壓實(shí)效果和路基的整體質(zhì)量。壓實(shí)度數(shù)值越大，表示填方路基越密實(shí)，承載能力越強(qiáng)，穩(wěn)定性越好[6]。公路路基的壓實(shí)度質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)路基的設(shè)計(jì)要求、土層類(lèi)型和使用功能進(jìn)行確定。根據(jù)路基填筑的深度范圍設(shè)計(jì)壓實(shí)度，如表2所示：

該工程橫向填筑和分層填筑的深度均在0～80 cm之間，因此壓實(shí)度應(yīng)滿足≥96%的要求，其壓實(shí)度計(jì)算公式如下：

（2）

式中，K——密實(shí)度；ρmax——室內(nèi)最大干密度（kg/m3）；ρcd——現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)濕密度（kg/m3）；wc——現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)含水率；Ysand——土粒比重（kg/m3）。對(duì)于不符合要求的填筑層，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)壓和重新檢測(cè)，直至滿足要求為止。

路基沉降量是指路基在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，由于自重和外部荷載的作用，以及土壤固結(jié)、壓縮等自然過(guò)程而導(dǎo)致的路基垂直高度的減少。檢測(cè)路基沉降率時(shí)，在路基兩側(cè)每隔10 m布設(shè)一個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，共設(shè)置20個(gè)點(diǎn)。采用水準(zhǔn)儀進(jìn)行觀測(cè)，首次觀測(cè)應(yīng)在路基施工前進(jìn)行，將其作為初始值。隨后，在路基施工過(guò)程中，每隔30 d進(jìn)行一次沉降觀測(cè)。觀測(cè)時(shí)，記錄每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的高程值，并計(jì)算其與初始值的差值，即為該點(diǎn)的沉降量。最后，將所有觀測(cè)點(diǎn)的沉降量取平均值，得到路基的平均沉降量。如發(fā)現(xiàn)某點(diǎn)的沉降量超過(guò)20 mm，應(yīng)及時(shí)上報(bào)并分析原因，并采取相應(yīng)措施。

4 邊坡防護(hù)

由于地表水和地下水影響路基穩(wěn)定，因此設(shè)置截水溝和排水溝，攔截并排除地表和地基水，提高地基的穩(wěn)定性，確保路基填筑質(zhì)量[7]。

使用挖掘機(jī)進(jìn)行溝槽開(kāi)挖時(shí)，應(yīng)將截水溝深度控制在0.8～1.0 m之間，寬度控制在1.0～1.5 m之間。溝槽開(kāi)挖接近設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，留出5～10 cm由人工修整至設(shè)計(jì)標(biāo)高。溝槽開(kāi)挖后，進(jìn)行溝底高程復(fù)測(cè)，確保溝底縱坡的銜接平順。清理溝槽底部的松土和雜物，確?；灼秸?。按照1∶1.5配合比拌制砂漿，然后開(kāi)始砌筑截水溝[8]。在溝槽底部均勻鋪設(shè)一層砂漿，厚度控制在3～5 cm之間。在鋪設(shè)過(guò)程中，使用手持式電動(dòng)振搗器進(jìn)行振搗，將時(shí)間控制在2～3 min之間。振搗時(shí)從砂漿層的一端開(kāi)始，逐漸向另一端推進(jìn)，確保整個(gè)砂漿層都能得到均勻振搗。當(dāng)砂漿表面出現(xiàn)均勻光澤，且不再有明顯的氣泡冒出時(shí)，即可認(rèn)為振搗完成。將磚塊整齊地?cái)[放在砂漿層上，磚塊應(yīng)垂直于溝槽的側(cè)壁，以保持截水溝的穩(wěn)定性。在磚塊之間填充砂漿，確保砂漿充滿磚縫。填充砂漿時(shí)，應(yīng)從磚塊的一側(cè)開(kāi)始，逐漸向另一側(cè)推進(jìn)，避免出現(xiàn)空隙。使用鐵錘或橡膠錘對(duì)磚塊進(jìn)行敲擊，以壓實(shí)砂漿，確保磚縫密實(shí)[8]。敲擊時(shí)應(yīng)均勻用力，避免磚塊移位或砂漿松動(dòng)。砌筑完成后，進(jìn)行7～14 d的養(yǎng)護(hù)，保持磚縫濕潤(rùn)，以促進(jìn)砂漿的硬化。在截水溝的出水口處設(shè)置排水溝，將排水溝深度控制在0.5～1.0 m之間，寬度控制在1.2～1.5 m之間，坡度控制在1%～2%之間，以確保地表徑流能夠順利排出。在排水溝的出水口設(shè)置截流槽，將水流引入路基以外，并在出水口設(shè)置深度不小于1 m的截水墻，以免出水口在水流作用下受到損壞。通過(guò)以上措施，可以確保邊坡防護(hù)的施工質(zhì)量，提高路基的穩(wěn)定性，從而確保公路工程的安全和可靠。

5 結(jié)論

該文通過(guò)對(duì)公路工程高填方路基施工技術(shù)及質(zhì)量控制的研究，系統(tǒng)地分析了高填方路基施工中的關(guān)鍵技術(shù)和質(zhì)量控制要點(diǎn)。在施工過(guò)程中，相關(guān)工程人員需嚴(yán)格控制填筑材料的質(zhì)量、填筑厚度和壓實(shí)度等關(guān)鍵參數(shù)，并加強(qiáng)邊坡防護(hù)等措施，以確保高填方路基的質(zhì)量和安全。然而，因施工設(shè)備有限，難以對(duì)路基施工質(zhì)量進(jìn)行精準(zhǔn)控制。未來(lái)隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，期待更多研究人員可利用無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，不斷提升路基施工質(zhì)量控制的智能化水平，共同推動(dòng)高填方路基施工技術(shù)及質(zhì)量控制領(lǐng)域的發(fā)展。

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