公路填石路基施工關(guān)鍵技術(shù)研究

中圖分類號(hào) U416 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2025）08-0050-03

0 引言

面對(duì)日益增長(zhǎng)的交通需求和日益復(fù)雜的地理環(huán)境，公路填石路基施工面臨著諸多挑戰(zhàn)，如材料來源多樣性、地質(zhì)條件復(fù)雜性、施工環(huán)境多變性等。文章旨在通過系統(tǒng)梳理和分析填石路基施工中的各個(gè)環(huán)節(jié)，探討其內(nèi)在規(guī)律和影響因素，為公路填石路基施工提供科學(xué)、系統(tǒng)、實(shí)用的理論指導(dǎo)和技術(shù)支持。

1工程概況

某山區(qū)二級(jí)公路設(shè)計(jì)項(xiàng)目，線路穿越高山與丘陵交錯(cuò)的地帶，地形起伏顯著，最高點(diǎn)與最低點(diǎn)間存在高達(dá)千米的垂直落差，極大地考驗(yàn)了路線規(guī)劃與設(shè)計(jì)工作。該區(qū)域得天獨(dú)厚的自然條件也為施工帶來了積極因素—一山嶺重丘區(qū)域內(nèi)石灰?guī)r資源豐富，其物理力學(xué)性質(zhì)優(yōu)良，完全符合路基填筑的高質(zhì)量要求。

2 填石路基的特點(diǎn)

填石路基經(jīng)過合理設(shè)計(jì)和施工后，能夠形成整體性良好的路基結(jié)構(gòu)。由于其透水性強(qiáng)，有利于路基內(nèi)部水分的排出，減少了因水分積聚而引起的路基病害。填石路基在壓實(shí)后能夠形成較為密實(shí)的結(jié)構(gòu)，具有較高的抗變形能力。即使在地基發(fā)生一定沉降的情況下，填石路基也能通過顆粒之間的嵌擠作用保持整體穩(wěn)定性，避免產(chǎn)生過大的變形。

填石路基施工中使用的石料粒徑存在較大差異，粒徑 ，含量 gt; 7 0 % 的石料填筑而成的路基稱為填石路基。在攤鋪過程中，石料可能會(huì)被擠壓、壓碎，需要嚴(yán)格控制石料的抗壓強(qiáng)度和風(fēng)化程度。具體分類見表1所示。

3公路填石路基施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 施工前期準(zhǔn)備

3.1.1技術(shù)準(zhǔn)備

填料的密實(shí)性直接影響其孔隙率，進(jìn)而影響路基的滲透性、穩(wěn)定性和承載能力。填料的抗壓強(qiáng)度與其密實(shí)度呈正相關(guān)關(guān)系，即抗壓強(qiáng)度越高，通常意味著填料的密實(shí)度越好，孔隙率相對(duì)較低。為了準(zhǔn)確計(jì)算孔隙率，通常需要進(jìn)行一系列試驗(yàn)室測(cè)試，如密度試驗(yàn)、吸水率試驗(yàn)、顆粒分析試驗(yàn)等，以獲取填料的干密度、孔隙比等關(guān)鍵參數(shù)。

花崗巖強(qiáng)度在 6 0 M P a 以上，表明該填料在水平方向上具有較高的抗壓能力。這種強(qiáng)度特性有助于抵抗來自水平方向（如側(cè)向土壓力、車輛行駛產(chǎn)生的橫向力等）的荷載，對(duì)保持路基的穩(wěn)定性至關(guān)重要。石灰?guī)r強(qiáng)度在3 0 M P a 以上，雖然低于花崗巖的強(qiáng)度，但仍處于較高水平。這表示填料在垂直方向上也能承受較大的壓力，滿足路基在垂直荷載（如車輛自重、交通荷載等）作用下的穩(wěn)定性要求。

3.1.2機(jī)械設(shè)備與材料準(zhǔn)備

（1）主要機(jī)械設(shè)備準(zhǔn)備。

土方施工機(jī)械包括：推土機(jī)，用于淺挖及短距離運(yùn)土，經(jīng)濟(jì)運(yùn)距一般為 2 0 ～ 5 0 m ，適用于路基的初步平整和短距離土石方運(yùn)輸。挖掘機(jī)，包括履帶式和輪胎式，主要用于開挖土方、軟石，并可進(jìn)行裝載。根據(jù)鏟斗類型，分為正鏟、反鏟、拉鏟和抓鏟挖掘機(jī)，適用于不同深度和范圍的挖掘作業(yè)。裝載機(jī)，主要用來鏟、裝、卸、運(yùn)散裝物料，也可對(duì)巖石、硬土進(jìn)行輕度鏟掘作業(yè)，是土石方運(yùn)輸?shù)闹匾O(shè)備。自卸汽車，主要用于土方、砂石、松散物料的運(yùn)輸，因其裝卸效率高，是施工現(xiàn)場(chǎng)不可或缺的運(yùn)輸工具。平地機(jī)，利用刮刀整平路基填筑面，確保路基的平整度，是路基整型工程中的關(guān)鍵設(shè)備。

壓實(shí)機(jī)械包括：壓路機(jī)，可分為靜力碾壓式、振動(dòng)碾壓式和夯擊式等多種類型，用于對(duì)路基填料進(jìn)行反復(fù)碾壓。對(duì)于填石路基，常采用振動(dòng)壓路機(jī)或輪胎壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)。在特定區(qū)域或邊角地帶，可能需要使用夯實(shí)機(jī)進(jìn)行補(bǔ)充壓實(shí)，以提高路基的密實(shí)度。

（2）材料準(zhǔn)備。

填石路基的石料應(yīng)主要來源于路塹和隧道爆破后的石料，且需滿足一定的強(qiáng)度和風(fēng)化程度要求。石料強(qiáng)度（飽水試件的極限抗壓強(qiáng)度）應(yīng)不小于 （用于護(hù)坡的石料強(qiáng)度不應(yīng)低于 2 0 M P a ）。石料粒徑需符合設(shè)計(jì)要求，一般情況下，最大粒徑不宜超過層厚的2/3。在高速公路及一級(jí)公路填石路基路床頂面以下 5 0 c m 范圍內(nèi)，填料最大粒徑不得大于 ；其他等級(jí)公路填石路基，路床頂面以下 3 0 c m 范圍內(nèi)，填料最大粒徑不應(yīng)大于 。除了石料外，還需準(zhǔn)備其他輔助材料，如水泥、鋼筋、砂子等，用于防護(hù)、支擋和排水工程的建設(shè)。

3.2 填石路基施工技術(shù)

3.2.1 地基處理

在填石路基填筑前，應(yīng)對(duì)原地面進(jìn)行表面清理，清除樹木、雜草等雜物。對(duì)于耕植土地段，應(yīng)清除表土至少 深。清除雜物后，用滿足規(guī)范要求的土料回填原地面的坑、洞等，并按規(guī)定進(jìn)行壓實(shí)。如果基底為松散土，應(yīng)確保其壓實(shí)度不小于 90 % ；當(dāng)填石路基高度小于 8 0 c m 時(shí)，基底壓實(shí)度不應(yīng)小于 9 5 % 。當(dāng)填石路基填筑高度小于 1 0 m 時(shí)，地基承載力不宜低于 ；高度為 1 0 ～ 2 0 m 時(shí)，地基承載力不宜低于 ；高度大于 2 0 m 時(shí)，路基應(yīng)填筑在巖石基面上。若遇到膨脹土、鹽漬土、黃土等不良地基時(shí)，應(yīng)視具體工程條件采取清淤、排水固結(jié)、拋石擠淤、換填或復(fù)合地基等技術(shù)措施進(jìn)行加固處理[2]。

由于填石路基的孔隙較大，水較易從邊坡或路面等部位進(jìn)入路基中。因此，在地基處理過程中，應(yīng)特別注意排水與防水措施。可以設(shè)置排水溝、滲溝等排水設(shè)施，確保路基內(nèi)部和周圍區(qū)域的水分能夠及時(shí)排出。在地基處理過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制填料的質(zhì)量和使用數(shù)量。填料的強(qiáng)度和風(fēng)化程度需滿足設(shè)計(jì)要求，粒徑分布應(yīng)合理。加強(qiáng)對(duì)地基的監(jiān)測(cè)和檢測(cè)工作，包括地基沉降觀測(cè)、水平位移觀測(cè)等，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理可能出現(xiàn)的問題。

3.2.2 開采石料

爆破開采得到的碎石應(yīng)保證粒徑在 5 0 0 m m 以內(nèi)，特別是在路床區(qū)域內(nèi)，碎石粒徑更是需要嚴(yán)格控制在1 5 0 m m 以下，當(dāng)碎石中存在粒徑超過 的大塊填料時(shí)，這些大塊填料的存在會(huì)顯著降低路基的密實(shí)度和均勻性，增加施工難度，甚至可能引發(fā)路基沉降、開裂等質(zhì)量問題。因此，對(duì)于大塊填料的控制顯得尤為重要。一般來說，大塊率應(yīng)控制在 3 % ～ 5 % 以內(nèi)。

為了降低大塊率，提高破碎效果，光面爆破和預(yù)裂爆破是兩種常用的方法，通過精確控制爆破能量和爆破方向，使巖石沿預(yù)定方向裂開，從而得到粒徑較為均勻的碎石；炮孔束爆破則是利用多個(gè)炮孔同時(shí)起爆產(chǎn)生的強(qiáng)大沖擊波，使巖石在短時(shí)間內(nèi)受到多次沖擊而破碎，進(jìn)而提高破碎效果；逐孔起爆和多排微差爆破則是通過控制爆破順序和時(shí)間間隔，使爆破產(chǎn)生的能量在時(shí)間和空間上得到合理分配，從而減少爆破振動(dòng)和沖擊波對(duì)周圍環(huán)境的影響；多層裝藥則是根據(jù)巖石的物理力學(xué)特性和爆破要求，在炮孔內(nèi)不同深度處裝填不同種類和藥量的炸藥，以實(shí)現(xiàn)更精確的爆破控制。

為了降低炸藥消耗并進(jìn)一步提高爆破效果，還可以采用先進(jìn)的爆破設(shè)計(jì)軟件和模擬技術(shù)，對(duì)爆破方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過模擬不同爆破參數(shù)下的爆破效果，選擇最佳的爆破方案，實(shí)現(xiàn)炸藥消耗的最小化和破碎效果的最大化。

3.2.3 石料填筑

對(duì)于粒徑較大且形狀不規(guī)則的材料，應(yīng)優(yōu)先用于底層路基的填筑。大粒徑材料在底層能夠形成穩(wěn)定的支撐層，增強(qiáng)路基的承載能力。對(duì)于粒徑適中、形狀均勻且質(zhì)量?jī)?yōu)良的材料，應(yīng)作為表層填筑的首選。表層填筑時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制孔隙率，確保碎石間緊密嵌合，通過充分壓實(shí)來增加路基的密實(shí)度和整體強(qiáng)度。

在整個(gè)路基的填筑過程中，應(yīng)遵循分層填筑、逐層壓實(shí)的原則。每層的填筑厚度應(yīng)嚴(yán)格控制在合理范圍內(nèi)，一般不超過 3 0 c m 。過厚的填筑層會(huì)導(dǎo)致壓實(shí)困難，影響壓實(shí)效果；而過薄的填筑層則會(huì)增加施工難度和成本。在填筑過程中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況和壓實(shí)設(shè)備的能力，合理確定每層的填筑厚度。在整個(gè)路段的填筑過程中，應(yīng)從低處向高處進(jìn)行作業(yè)。

在正式施工前，先鋪筑試驗(yàn)路段，滿足孔隙率要求的松鋪厚度、壓實(shí)機(jī)械組合、壓實(shí)速度及壓實(shí)遍數(shù)、沉降差等參數(shù)。每填筑完一層后，進(jìn)行自檢，合格后報(bào)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)，經(jīng)工程師認(rèn)可后，進(jìn)行下一層的施工。試驗(yàn)路段目的是確定工藝流程和工藝參數(shù)，控制壓實(shí)過程；用最終標(biāo)準(zhǔn)的沉降差指標(biāo)檢測(cè)壓實(shí)質(zhì)量。

3.2.4鋪層整平

在攤鋪碎石等硬質(zhì)填料時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格避免使用土料或其他軟質(zhì)材料來填充鋪層間的空隙。土料與碎石的物理性質(zhì)差異較大，其壓縮性、透水性及強(qiáng)度均不如碎石，使用土料填充會(huì)導(dǎo)致鋪層整體性能下降，并產(chǎn)生路基不均勻沉降，影響路基的穩(wěn)定性和耐久性。遇到粒徑超過填層設(shè)計(jì)要求的填料，應(yīng)及時(shí)采取人工配合機(jī)械的方法進(jìn)行破碎或清除。人工操作可以精確識(shí)別并處理大塊填料，而機(jī)械破碎則能高效地將大塊填料分解成符合要求的粒徑。

整平后的鋪層表面應(yīng)平順、無明顯的石塊突出或凹陷。這要求施工人員使用合適的整平機(jī)械（如平地機(jī)、推土機(jī)等）對(duì)鋪層進(jìn)行反復(fù)碾壓和修整，直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求的平整度。同時(shí)，還應(yīng)注意檢查碾壓作業(yè)面上是否有多余的填料殘留，如有應(yīng)及時(shí)清除，以免影響后續(xù)施工和鋪層質(zhì)量。

3.2.5 碾壓密實(shí)

通過試驗(yàn)路段總結(jié)，整個(gè)碾壓過程分為7遍，以達(dá)到最佳的壓實(shí)效果。采用從兩側(cè)向中間的碾壓方式有助于減少路基的側(cè)向位移。同時(shí)，遵循先慢后快的原則，可以在初始階段給予路基更充分的適應(yīng)時(shí)間，隨后逐漸提高碾壓速度，提高作業(yè)效率。

初始靜壓（1遍）：初步穩(wěn)定填石路基，使碎石間形成初步接觸。以 2 . 5 ～ 3 . 0 k m/ h 的慢速進(jìn)行，壓路機(jī)能夠均勻且充分地壓實(shí)碎石層。通過慢速靜壓，使碎石層表面趨于平整，為后續(xù)的振動(dòng)碾壓奠定基礎(chǔ)。

弱振碾壓（1遍）：采用 1 9 0 k N 的激振力和 的振頻進(jìn)行弱振碾壓。進(jìn)一步密實(shí)碎石層，同時(shí)避免過大的振動(dòng)力對(duì)路基造成破壞。經(jīng)過弱振碾壓，路基的密實(shí)度有所提高，穩(wěn)定性增強(qiáng)。

強(qiáng)振碾壓（4遍）：提高激振力至 3 3 0 k N ，保持振頻為 2 8 H z 進(jìn)行強(qiáng)振碾壓。顯著增加路基的壓實(shí)度。此階段需進(jìn)行4次強(qiáng)振碾壓，每次碾壓之間應(yīng)重疊一定的寬度，壓實(shí)均勻無遺漏。高強(qiáng)度的振動(dòng)碾壓，使碎石層間的空隙進(jìn)一步減小，形成緊密的結(jié)合體，提高路基的承載能力和穩(wěn)定性。

最終靜壓（1遍）：消除強(qiáng)振碾壓后可能產(chǎn)生的表面松散和微小裂紋，使路基表面更加平整和密實(shí)。與前兩次靜壓相同，以 的速度進(jìn)行。最終靜壓完成后，路基表面應(yīng)平整、密實(shí)、無明顯缺陷，為后續(xù)的工程施工提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[4]。

在整個(gè)碾壓過程中，應(yīng)密切監(jiān)控壓路機(jī)的運(yùn)行狀況和路基的壓實(shí)效果，及時(shí)調(diào)整碾壓參數(shù)和操作方法。壓路機(jī)在碾壓過程中保持平穩(wěn)運(yùn)行，避免急加速、急剎車等不當(dāng)操作對(duì)路基造成損害。碾壓完成后，應(yīng)對(duì)路基進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)和驗(yàn)收，各項(xiàng)指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)要求。具體規(guī)范見表2所示。

3.2.6 邊坡防護(hù)

土質(zhì)邊坡防護(hù)適用于填石路基中土質(zhì)邊坡的防護(hù)。選用根系發(fā)達(dá)、葉莖低矮的草種，通過鋪設(shè)草皮或播種草籽來覆蓋邊坡表面，防止雨水沖刷和土壤侵蝕。在邊坡上種植紫穗槐、夾竹桃等灌木，利用灌木的根系固土作用，增強(qiáng)邊坡的穩(wěn)定性。灌木宜在晚秋或初春種植，以利用季節(jié)條件促進(jìn)生長(zhǎng)。

巖石邊坡防護(hù)適用于填石路基中巖石邊坡的防護(hù)。對(duì)于易風(fēng)化但尚未嚴(yán)重風(fēng)化的巖石邊坡，采用噴漿（包括重力式噴漿和機(jī)械噴漿）進(jìn)行防護(hù)。噴漿前需清理坡面，噴漿厚度一般為 1 ～ 2 c m 。對(duì)于風(fēng)化嚴(yán)重、節(jié)理發(fā)育的巖石邊坡，可采用錨桿鋼絲網(wǎng)噴漿或噴射鋼纖維混凝土進(jìn)行加固。較干燥的、穩(wěn)定的巖石邊坡采用三合土（水泥、石灰、爐碴等混合材料）進(jìn)行抹面處理，形成保護(hù)層，防止雨水侵入和風(fēng)化。對(duì)于較堅(jiān)硬的、節(jié)理裂縫多而細(xì)的巖石邊坡，采用勾縫處理以防止雨水侵入；對(duì)于裂縫大而深的巖石邊坡，則采用灌漿處理以增強(qiáng)巖石的整體性。

土工合成材料防護(hù)適用于各種類型邊坡的防護(hù)，特別是需要快速綠化和加固的邊坡。采用三維植被網(wǎng)墊植草防護(hù)，該網(wǎng)墊以熱塑性樹脂為原料，分四層形成立體網(wǎng)墊，質(zhì)地疏松、柔韌，可充填儲(chǔ)存泥土和砂粒，具有抗水沖刷、固土蓄水等功能。施工時(shí)需先清理坡面，鋪設(shè)三維植被網(wǎng)墊，再填充改良土并噴播草籽。通過鋪設(shè)土工格柵或土工網(wǎng)來加固邊坡土壤，防止土壤流失和邊坡滑移。土工格柵或土工網(wǎng)需按一定間距和深度埋入土中，并用U形釘?shù)裙潭ā?/p>

根據(jù)邊坡類型、地質(zhì)條件及設(shè)計(jì)要求選擇合適的防護(hù)材料。施工時(shí)需按照材料使用說明和施工工藝要求進(jìn)行操作，對(duì)邊坡進(jìn)行清理和修整，確保邊坡順直、圓滑、平整且穩(wěn)定。清除不穩(wěn)定的石塊和雜物，處理凸出或凹進(jìn)的邊坡部分。設(shè)置必要的排水設(shè)施如排水溝、截水溝等，施工完成后需加強(qiáng)邊坡的養(yǎng)護(hù)管理，如定期澆水、修剪植被等。

4結(jié)論

該文通過對(duì)公路填石路基施工關(guān)鍵技術(shù)的深入研究，可以得出以下結(jié)論：填石路基施工前期準(zhǔn)備工作是公路工程建設(shè)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，填石材料的選擇是填石路基施工的基礎(chǔ)，分層填筑與壓實(shí)是填石路基施工的核心技術(shù)。其研究與應(yīng)用對(duì)于提高公路工程建設(shè)質(zhì)量、延長(zhǎng)公路使用壽命、降低后期維護(hù)成本具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

[1]公路路基施工技術(shù)規(guī)范：JTG/T3610—2019[S].北京：人民交通出版社，2019.

[2]公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)第一冊(cè)土建工程：JTGF80/1—2017[S].北京：人民交通出版社，2018.

[3]呂艷宇.公路填石路基施工關(guān)鍵技術(shù)分析[J].交通世界，2024（24）：91-93.

[4]葉宇翔.公路填石路基施工技術(shù)要點(diǎn)分析[J].黑龍江交通科技，2024（8）：59-63.