1、礫石土填筑路基的施工工藝及質(zhì)量檢測 靳軍 張勁松 馮永齊 焦作市公路管理局關(guān)鍵詞 礫石土路基 施工工藝 質(zhì)量檢測1前言隨著我國高等級公路建設(shè)的迅猛發(fā)展，用作路基填筑的材料越來越多，礫石土就是其中一種較為理想的材料。雖然礫石土作為路基填料有強度高、穩(wěn)定性好等諸多優(yōu)點，但其施工工藝和檢測方法在路基施工技術(shù)規(guī)范中卻沒有相應的具體要求，限制了礫石土在公路工程中的廣泛應用。本文結(jié)合焦晉高速公路礫石土路基的試驗與施工情況，對礫石土填筑路基的施工工藝和質(zhì)量檢測控制進行了初步的探討。2工程概況焦晉高速公路全長17.036 Km，位于河南省焦作市境內(nèi)，起點為晉豫兩省交界處，山西省晉城至焦作高速公路的終點，終點位

2、于焦作市小尚村，與焦作至鄭州高速公路相連。路線自北向南分屬山嶺區(qū)（K0+000K6+610）、重丘區(qū)（K6+610K10+420）、微丘區(qū)（K10+420K17+036）。山嶺重丘區(qū)基巖基本裸露，路塹開挖和隧道開挖產(chǎn)生的石渣數(shù)量很大，質(zhì)量也符合路基填筑材料的要求，可用于路基填筑。微丘區(qū)多為含細粒土的礫石土，而可用于路基填筑的細粒土資源貧乏。在這種情況下，經(jīng)過認真的分析與設(shè)計，從節(jié)約耕地、保護環(huán)境和提高路基強度的目的出發(fā)，確定微丘區(qū)路基采用符合路基填料要求的天然礫石土進行填筑。3礫石土路基施工工藝31 路基填筑材料組成焦晉高速公路使用的礫石土填料取土場，位于焦作市中站區(qū)王封鄉(xiāng)和朱村鄉(xiāng)轄區(qū)內(nèi)，距路

3、基3.64.0 Km，對王封鄉(xiāng)西馮封村土場的礫石土進行取樣篩分，其粒度組成情況如下表：礫 石 土 的 粒 度 成 分粒 組(mm)粒 度 成 分 （ 以 重 量 % 計 ）12345678910平均>602.7024.304.755.057.608.4510.2013.708.757.109.26604038.3022.8035.1036.2013.8516.4532.7025.7029.8533.0028.39402036.3029.7028.6029.1021.3018.8531.0035.9033.2033.9029.79201012.2510.5516.9515.6027.853

4、5.9011.3011.4014.4012.3016.851053.554.004.656.2521.459.104.704703.903.706.60522.852.854.001.752.352.853.703.503.604.103.15<24.055.805.956.055.608.406.405.106.305.905.96從上表可以看出，各土樣中大于40mm顆粒的含量大致在40%左右，小于5mm顆粒的含量大致在10%左右，其粒度組成變化不大，說明同一土場內(nèi)礫石土的級配比較穩(wěn)定。根據(jù)上表各土樣粒度組成的平均值，作粒度成分累計曲線如下圖： 2 5 10 20 40 60 100

5、篩 孔 尺 寸 （mm）由上圖可得 d60=38mm， d30=18mm， d10=6mm。不均勻系數(shù) Cu=d60/d10=38/6=6.33 曲率系數(shù)（或稱級配系數(shù)） Cc=d302/d10*d60=182/6*38=1.42由規(guī)范可知，當土同時滿足不均勻系數(shù)Cu>5 和曲率系數(shù)Cc =13這兩個條件時，土為級配良好的土。通過以上的分析可以得出，在清除大于10cm的卵石后，天然礫石土是具有良好級配和良好壓實性能的土。32 施工工藝321 料源選擇要求由于礫石土在形成過程中是分層沉積的，各土層礫石含量及級配組成必定會有所不同，根據(jù)路基施工質(zhì)量要求，選料時要選擇級配良好，級配范圍變化不大

6、的礫石土，位于同一段的同一層路基采用礫石含量相近的礫石土進行填筑。322 試驗段由于高速公路的質(zhì)量要求高、投資大，礫石土又是一種新材料，其施工工藝和質(zhì)量控制都會有不同的要求，為確保工程施工順利進行，避免因盲目施工而給工程帶來重大損失，礫石土路基開始施工以前，首先要鋪筑試驗段，以便獲得有關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù)和標準的施工方法，指導和控制全線的施工。經(jīng)過試驗，確定了礫石土的各項技術(shù)數(shù)據(jù)、施工方法和壓實度檢測方法，有關(guān)內(nèi)容在下文中有詳細的敘述。323 路基上料及整平3231 礫石土應分層填筑，每層松鋪厚度不超過40cm，最大粒徑不超過壓實厚度的2/3，路基全幅填筑，不應縱向分幅填筑。每一施工段的適宜長度為15

7、0200m。3232 礫石土的松鋪系數(shù)為1.07，根據(jù)每層松鋪厚度不大于40cm的要求，按照計算的材料數(shù)量，將礫石土均勻地卸在路基上，人工清理超粒徑的大石塊。3233 用大型推土機推平，在推平過程中，人工配合裝載機清除超粒徑石塊，再用平地機按路基的橫坡和縱坡要求進行整平，個別不平處人工配合找平，個別粗粒料集中處，人工加鋪細料拌和均勻。整平過程中露出的超粒徑石塊要及時挖除，大石塊挖除后留下的坑洞，要填補至略高于整平層的表面。3234 路床頂面以下80 cm范圍內(nèi)，松鋪厚度不應大于30cm，填料最大粒徑不應超過10cm，超粒徑石塊在上料、攤鋪及整平時要嚴格進行清理。324 路基碾壓路基上的礫石土經(jīng)

8、整平以后，采用16T振動壓路機不振動靜壓一遍，然后先慢后快，由弱振至強振再振動碾壓5遍以上，至壓實層表面平整密實、無明顯輪跡為止。碾壓速度最大不宜超過4 km/h。碾壓時，直線路段和大半徑曲線路段由兩邊向中間碾壓，小半徑曲線路段由內(nèi)側(cè)向外側(cè)碾壓 ，縱向進退式進行，橫向接頭重疊0.40.5m，前后相鄰區(qū)段縱向重疊1.01.5 m。應達到無漏壓、無死角，確保碾壓均勻。325 含水量控制用透水性良好的礫石、粗砂等作路堤填料時，可不控制含水量；用透水性不良的粘性土等路堤填料時，應在接近最佳含水量情況下分層填筑與壓實。礫石土的透水性介于二者之間，不能按上述情況確定。從現(xiàn)場施工情況來看，由于使用的礫石土中

9、大于2mm的顆粒含量至少達到70%以上，其透水性還是相當大的，含水量對壓實度的影響很小。但是，考慮到其中還含有一定數(shù)量的細粒土，當?shù)[石土太干時，容易出現(xiàn)局部松散的現(xiàn)象，且車輛經(jīng)過時易產(chǎn)生揚塵；當?shù)[石土太濕時，個別細粒土含量大的地方有可能產(chǎn)生翻漿現(xiàn)象，為提高壓實工作的效率和質(zhì)量，做到文明施工，還是應當對含水量進行適當控制。一般情況下，礫石土的天然含水量即可滿足施工要求，當天氣炎熱或降水量較大時，應該適當補水或翻開晾曬。326 路基邊坡防護由于礫石土材料松散，在降雨量較大時易產(chǎn)生沖刷破壞，路基邊坡防護成為影響路基整體穩(wěn)定性的一個重要問題。在路基施工時，其兩側(cè)的壓實寬度要大于設(shè)計寬度0.51m，且應

10、加強路基邊緣的壓實工作。雨季施工時，要注意路基排水，避免產(chǎn)生較大的沖刷破壞。路基施工完成后要及時進行邊坡防護工作，焦晉高速公路采用漿砌片石拱形骨架的形式對路基邊坡進行防護。路基削坡后，在邊坡上砌筑厚度為30cm的漿砌片石拱形骨架，骨架內(nèi)填入細粒土，適當夯實后進行綠化。328 環(huán)境保護由于施工過程中要對天然礫石土中的超粒徑石塊進行人工清除，將會清理出很大數(shù)量的石塊，清理出的石塊要集中堆放和處理，不能散落在邊坡下，更不能丟到農(nóng)田里。當?shù)氐[石土埋藏深度一般為35m，其下為細粒土，礫石土挖除以后可開墾為耕地。從取土場取料前，要將地表的含草皮土、含腐殖質(zhì)土進行清理，集中堆放，取土結(jié)束時將其鋪于取土坑內(nèi)。

11、4施工質(zhì)量控制與檢測41 施工工藝控制與填石路基相似，施工工藝控制是保證礫石土路基施工質(zhì)量的關(guān)鍵。為了保證礫石土路基的施工質(zhì)量，在施工過程中要嚴格按照施工工藝的要求進行，對其松鋪厚度、填料的最大粒徑、壓實機械的噸位及碾壓方法、壓實遍數(shù)等方面要嚴格控制。42 壓實度檢測方法由于礫石土填料既不同于土質(zhì)填料，又不同于石質(zhì)填料，而是介于土質(zhì)和石質(zhì)之間的一種填料，現(xiàn)行規(guī)范中規(guī)定的檢測方法和檢驗標準均不適用。根據(jù)礫石土填料的這一特殊性，壓實質(zhì)量檢測采用以壓實沉降差法為主，結(jié)合輪跡法，并以彎沉法輔助配合的方法。421 壓實沉降差法在壓實后的路基表面用油漆或其它醒目標注標記測點，用水準儀測量測點高程（或相對高

12、程）。用凈重16T振動壓路機進行碾壓檢測，連續(xù)振壓兩遍，然后再用水準儀測量測點高程（或相對高程），計算各測點的沉降差。當碾壓前后無明顯輪跡，沉降差最大值小于5mm，平均值小于3mm，標準差小于2時，即認為達到壓實標準。檢測頻率為每2000m2測12點，壓實面積不足200 m2時，檢測4點。422 輪跡法 當?shù)[石土路基按規(guī)定的施工工藝碾壓完成后，在進行壓實度檢測時，首先進行外觀檢查，當外觀平整，沒有松散現(xiàn)象，無明顯輪跡時，方可進行壓實沉降差法檢測。423 彎沉法為保證礫石土路基的施工質(zhì)量，要求在90區(qū)、93區(qū)、95區(qū)（按土方路基標準劃分）碾壓完成時各做一次彎沉檢測，并與土方路基相應各區(qū)的設(shè)計彎沉

13、值進行比較。下表列出了路基右幅K12+800K13+000段95區(qū)頂?shù)膹澇翙z測結(jié)果：樁號百分表讀數(shù)（10-2mm）彎沉值（10-2mm）土路基95區(qū)頂面設(shè)計彎沉指標（10-2mm）左右初讀數(shù)終讀數(shù)初讀數(shù)終讀數(shù)左右K12+80021224244218K12+82522184436K12+85023304660K12+87520134026K12+90021234246K12+92517193438K12+95029245848K12+97527235446K13+00035257050從表中數(shù)據(jù)可以看出，礫石土路基的彎沉檢測結(jié)果，遠遠超過了相應的土路基的設(shè)計彎沉指標，完全可以保證路基的質(zhì)量。42

14、4 壓實沉降差法與灌砂法的對比試驗雖然壓實沉降差法能夠很好地控制礫石土路基的施工質(zhì)量，但是卻無法直接反映出各壓實區(qū)實際的壓實度。為了從數(shù)據(jù)上說明壓實沉降差法確實能夠滿足質(zhì)量控制的要求，我們特別做了壓實沉降差法與灌砂法的對比試驗。在取土場將一部分天然礫石土過4cm的篩子，取樣進行擊實，得出其最大干密度為2.32g/cm3,然后在已整平好的試驗路段上劃出一個3m×5m的方框，將方框內(nèi)的一層土挖出，換成已過篩的礫石土，用推土機推平和穩(wěn)壓，用平地機整平。在方框內(nèi)外各布設(shè)5個測點，測量其高程，然后按上文所述的碾壓方法對整個試驗路段進行碾壓，每壓一遍，測一次沉降差，從第三遍開始在方框內(nèi)測壓實度，

15、每一遍測兩點。測量結(jié)果如下：碾壓遍數(shù)123456789壓實沉降差的平均值（mm）方框內(nèi)522.611.65.26431.20.6方框外212.48.254.64.4210.4灌砂法檢測壓實度的平均值（%）94.896.997.599.8101.3100.8102.1由于方框內(nèi)的填料為后鋪，整平后的密實度可能比方框外的低，因此前三遍的壓實沉降差略為偏大，但從第四遍開始方框內(nèi)外的沉降差基本一致。由上表數(shù)據(jù)可以看出，碾壓五遍時，壓實度已達到97以上，碾壓六遍時，壓實度基本達到100。由此可以證明，沉降差最大值小于5mm，平均值小于3mm，標準差小于2的檢驗標準，完全能夠滿足質(zhì)量控制的要求。5結(jié)語 采用礫石土填筑高速公路路基，在目前的高速公路建設(shè)中并不多見，但礫石土作為路基填料的優(yōu)