浅谈高速公路填石路堤施工工艺及质量控制

浅谈高速公路填石路堤施工工艺及质量控制填石路堤的施工工艺与质量掌握是我国目前高速公路建设中遇到的比较突出的难点问题之一，由于其填料的大粒径与不匀称性使得传统的常规方法很难对其进行检测和制订统一的质量标准。本文分析了修筑填石路堤所面临的主要问题，提出了填石路堤的施工工艺与质量掌握方法与标准。一、概述高等级公路为适应公路线形的要求，在山岭区往往要进行大方量的路基开挖和回填，才能符合设计要求。有些路段利用土或借土困难，石方资源丰富，利用山体开挖的石方来填筑路堤可以削减弃方和征地，降低工程造价，同时能够保护生态环境。因此，研究填石路堤的施工工艺和质量掌握方法,具有非常重要的现实意义。二、填石路堤的主要问题(1)压实标准。对于细粒土我国的公路施工规范明确规定采用压实度指标,路基的不同部位有相应的压实度要求,而对填石路堤则无明确规定。(2)施工工艺。对于细粒土我国规范主要是规定其碾压含水量和层铺厚度;而对于填石路堤像最大粒径、填料强度、级配掌握、铺层厚度、碾压机械性能等对碾压结果有较明显的影响，这些方面规范的规定不够明确。5 (3)检测方法与质量评价。由于现有各种检测手段所能包含的检测范围与填料粒径之比相差仅数倍，故检测结果必定离散，其检测方法与质量评价问题有待解决。(4)工后沉降预估与稳定性分析。对于填石路堤由于其填料粒径大的因素，目前常规的试验方法很难确定其力学参数指标，如c和压缩模量E等，其计算模型的选择也有待研究;工后沉降的预估计算与稳定性分析问题目前尚未很好解决。三、填石路堤的施工工艺掌握(1)填石料的特性。对于填石路堤，由于石料之间存在压实时的骨架作用，即使其实际级配与抱负级配有一定的差距，通过合理的施工工艺亦可以达到较好的压实效果;同时由于公路施工路线长，无法完全根据预定级配施工。相对于细粒土填料而言，填石料具有压缩性小、固结速率快的特点。填石料的自身压缩变形小、发展快，在施工期间即可完成主要变形，从而有利于路堤稳定。填石路堤的强度与石料本身的力学性质、密实程度亲密相关，对同种石料，随密实度的提高，路堤整体抗剪强度提高，含水率对强度影响较小。(2)施工顺序。施工预备→测量放样→运料→堆料→摊铺整平→剔除超粒径填料、补充细料、人工找平→碾压施工→质量掌握达到要求进行下层填筑,否则调整施工参数重新碾压。5 (3)施工工艺。石料采用石质匀称、不易风化、且未风化、无裂纹的硬质材料。运料采用挖掘机协作自卸汽车进行运输。在石质填料装运时，尽量使填料混合匀称，避免大粒径填料的过分集中。支配好作业面和石料运输路线，按水平分层，由低到高，先两侧后中间卸料。填石路堤的堆料和摊铺同时进行，采用大功率的推土机向前摊铺。松铺厚度掌握在60cm，填石料在推土机摊铺初步完成后，对超粒径的石块要进行人工破裂，使之能够满意规范要求。对于大粒径的石块，要进行人工摆平，在摆放过程中，块石贴近底面，且大面朝下。在同一位置，大粒径的石块不能重叠堆放，对细料明显偏少的段落，应补充碎石或石屑料嵌缝料，碎石或石屑料用量约占大粒料的15%～20%，要保证碎石或石屑料填满大粒料间的缝隙，并摊铺整平到平顺平整，有利于压路机进行碾压施工。[1](4)碾压掌握。填土路堤主要通过掌握土的含水量，并予以准时碾压，使之达到所需的压实度，增加土体的粘聚力和内摩阻力，提高土体抗剪强度，从而保证路基的强度和稳定性。对于填石路堤由于粒料之间没有粘聚力，它主要是靠填料之间相互镶嵌、紧密咬合，达到足够大的摩阻力和反抗路基变形的刚度。所以，填石路基需要用大吨位的振动压路机。在施工中采用15t振动压路机进行碾压施工，在碾压时,压路机碾压速度为2.0～4.0km/h，频率30Hz左右，先用压路机静压一遍，然后振压6～8遍，最终再静压一遍。碾压的顺序由两侧开头向中间碾压，然后再由中间向两侧碾压，且每次要求错轮1/3轮宽。对于有明显空洞、孔隙的地方，补充细料，再碾压，对于碾压后仍有松动的石块，用合适粒径的小石块嵌缝并压实。三、填石路堤的施工质量掌握5 采用压沉值法和测定填石料碾压干密度相结合的方法掌握压实质量。在测定现场干密度时，存在开挖困难，出料量大等缺陷，同时由于在填石料颗粒之间存在较多的空洞，用灌砂法难以反映真实的压实程度，故采用试坑灌水法测定。碾压4遍、6遍、8遍分别取样测定，直到路堤填筑层表面不再出现明显轮迹，路堤顶面最终一遍碾压沉降量平均值掌握在3mm以内。通过试验段试验结果表明，在松铺厚度一定的状况下，随着碾压遍数的增加，石碴的干密度及松铺系数增加，并趋于稳定。石碴在碾压过程中，不同粒径的石碴重新排列，相互嵌入，孔隙率不断减小，石碴相应密实;但当达到最紧密状态时，假如连续碾压，会振松压实层甚至破坏石碴结构，使密实度下降。在挖坑试验时，发觉铺料厚度为60cm，碾压8遍后，坑底部很密实。因此，碾压8遍即可满意要求。经过以上分析，综合考虑石碴的变异性等各种因素，从压实效果来看，最好采用12t静压机进行初压，15t振动压路机施工，碾压遍数8遍;松铺厚度60cm;最大干密度2.10g/cm3。[2]四、结论施工实践证明，只要严格掌握填石路堤施工工序的各个环节，特殊是对最大粒径、压实层厚、碾压遍数、压实沉降差等进行严格掌握，填石路堤是能够满意高等级公路路基要求的。而且,填石路堤有以下优点：(1)填石路堤不会出现翻浆现象，受雨季干扰少。这对于工期紧，必需在雨季施工的工程有重要的意义。5 (2)填石路堤用粗粒料进行填筑，渗水性很强，堤身不会形成饱水区，可削减路基沉陷、塌散现象。通过填石路堤试验段的施工和质量掌握实践，对于把握填石路堤施工工艺以及质量掌握方法有一定的积极意义，也为今后填石路堤施工积累经验。5