公路工程填石路基施工技术应用

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摘要：结合实际工程，试验段的路基施工方案采用填石路基，对石料性能包括压实特性及物理力学性能进行分析，旨在探寻最佳的施工方案及施工工艺，并对施工后的稳定性，包括施工中应力变化、边坡形式及沉降量进行探讨。研究结果表明，级配不会影响填料颗粒破碎性能，但集料最大粒径、压实功等要素都会影响填料破碎程度；可以通过降低路基高度或增加路基密实度以提高填料物理力学性能；施工结束后1年进行沉降观测，工后沉降下降到每月1mm，表明沉降已经完成，路基结构比较稳定。

关键词：公路工程；填石材料；路基施工

引言

随着我国社会经济的快速发展和公路网建设的不断延长，人们对道路施工质量要求也越来越高。相比于其他工程，在山岭区往往因施工条件差及地质条件复杂等原因而难以修筑路基。为合理利用自然资源，提升社会经济效益，施工时选择将开挖石料直接作为路基填料[1]。针对目前填石路基质量影响因素及控制指标较多、施工质量难以保证的情况，本文依托实际工程，对填石路基填料性能，包括压实特性、破碎性和力学性能进行分析，确定最佳施工工艺，并对施工后的填石路基进行稳定性检测，探寻工后沉降规律，旨在为我国公路建设在填石路基施工技术方面的应用提供参考。

1工程概况

某公路工程位于山岭重丘区，试验段起止桩号为K70+800—K70+960。因其填筑高度较大，最大值约41.32m，所以选择将现场开挖石灰岩直接作为路基填料，为保证路基具有良好的稳定性，需要对路基填料的工程特性进行分析。该路段填石路基施工要求参数见表1。

2工程实践

2.1填石材料压实特性

本研究采用石灰岩为主要的路基填料，在进行填筑施工前需要对石灰岩的压实特性进行测试分析。施工现场对路基进行干密度试验，通过对比洒水路段与未洒水路段的压实度，发现压实度差别很小，这表明以石灰岩为主要路基填料进行压实，具有较高的强度和良好的透水性，无须洒水施工。在现场施工过程中，采用强夯法，以强大的冲击能可以提高填石路基压实度。

2.2填石材料颗粒破碎性

（1）颗粒级配对压实性能的影响。实验室基于大型压实试验，对颗粒级配与填石材料破碎率的关系进行研究，通过数据拟合及回归分析，发现破碎率与级配之间的相关性不显著。（2）最大粒径对破碎的影响。基于多重回归法研究粒料破碎率多重回归相关性影响系数，发现最大粒径对破碎影响较小，而填层厚度和碾压机械对颗粒破碎影响较大[2]。（3）压实功对破碎的影响。基于室内压力试验机对压强和破碎率的相关性进行研究，经分析发现，填石材料的破碎程度随压强的增加而不断增强，两者之间存在明显的线性关系。

2.3填石路基物理力学性能

在行车荷载的不断作用下，由于填石路基具有较高的强度，导致路床位置的集料重新排列，细集料会向下沉降，进而路床部分的填石材料空隙比增大，最终降低了整个路基结构的稳定性。目前针对该情况，一是通过降低路基高度，二是通过增加路基压实度来延长路基使用寿命。

3填石路基施工工艺及稳定性分析

3.1填石路基的施工工艺

（1）测量放线施工前期对各仪器进行校准，复核控制桩等资料，根据设计要求，做好原地面的测量工作，绘制路基横断面图并计算路基填料数量。（2）场地清理施工前对施工现场的原地面复测核实并将填方路段地面清理干净，清理深度一般在15cm左右，之后再将清理的表土运离施工现场。（3）施工机械在对现场施工条件及工程量大小进行准确评估后，合理配置施工机械，以保证施工进度。（4）基底施工基底由岩石和细粒土两部分组成，为保证路基基底能够达到设计强度要求且分布均匀，施工时需对基底的细粒土适当处理，选择合适的处理方式以保证承载力要求，基底铺设的填石材料作为过渡层，一般设置2～3层，厚度在35～56cm。（5）施工填料的运输与卸料施工中应标明路基坡脚线位置，并保证两点挂线相距20m左右，此外，相关人员还需控制路基松铺厚度在55cm左右，以保证后续压实厚度满足要求。对于运输至场地的材料应选择合适的摆放位置，根据材料数量和物理特征选择合适的运输和卸料方式，避免出现不必要的问题[3-4]。（6）施工材料的摊铺工艺对路基整平后，为保证路面横向排水顺利，在进行摊铺时设置路拱横坡度为3%，松铺厚度55cm，摊铺结束后应对摊铺效果进行检测，若发现局部摊铺效果不佳，可以采用人工补齐的方法，保证整个摊铺过程中路基表面及坡脚处的清洁，防止造成环境污染。（7）路基压实技术对摊铺后的路基进行压实时，由于路基中含有石料可能会导致普通压路机难以压实紧密，对此可使用大功率的压路机进行碾压[5]。明确施工的碾压方向和碾压顺序，其中碾压顺序由路基边缘两侧逐渐向路基中间位置进行，碾压后路基厚度控制在35cm。对于局部碾压不充分的区域，可以人工将石渣或石屑与细粒土进行拌和、摊铺、碾压，路基中的缝隙可适当采用石屑进行填补整平。

3.2稳定性分析

（1）填石路基施工过程应力变化分析对不同压力情况下的路基深层内部土层及沉降与受力之间的关系进行研究，施工前将压力监测仪器预埋至相应位置以跟踪观测沉降点处土压力变化情况，结果表明，路基土压力随填筑高度的增加而不断增大。（2）填石路堤边坡形式分析施工时对当地气候及现场情况观测发现，现场填筑石料充足且没有降水，因此，当地工作人员提出采用“先填后码”的施工工艺，但为防止石料产生横向或竖向位移，经分析发现码砌的边坡重力作用并不显著，所以选用厚度为50m的薄层码砌填石路堤边坡可获得良好的效果。（3）填石路基施工后沉降规律分析填石路基工后沉降主要有瞬时沉降和蠕变沉降两种形式[6]，瞬时沉降一般发生在施工中，占沉降总量的80%，施工后主要以蠕变沉降为主，且随着时间延长，整个填石路基的沉降值会逐渐降低，经观测发现，施工1年后，沉降值下降至每月1mm，表明整个填石路基沉降已经完成。

4结论

随着填石路基应用越来越广泛，对其施工要求也越来越严格，经本文研究得出以下结论：（1）经对填石材料压实特性进行分析，结果表明集料级配不会影响石料颗粒的破碎性，相反最大粒径和压实功等条件对石料破碎程度影响较大，施工过程中可以选用大功率的振动压路机进行碾压。（2）经对石料物理力学性能研究发现，可以采用降低路基高度或增加路基压实度的方法提升填石材料的质量。（3）针对施工现场具体情况，做好施工前期准备工作，加强运输、摊铺、碾压及工后沉降监测等工作，以提高填石路基施工质量。（4）对施工后的沉降量进行观测，结果发现施工1年后，填石路基整体沉降值下降至1mm/月，表明此时沉降已经基本完成，路基趋于稳定。

参考文献：

[1]郭怀志.填石路基施工技术在公路施工中的应用[J].科技与创新，2015（3）：120-121.

[2]严卫兵.填石路基的现场试验与质量控制研究[D].南京：河海大学，2005.

[3]赵可强.填石路基施工技术在公路施工中的运用[J].科技创业家，2014（7）：174-175.

[4]方金城.公路工程施工中填石路基施工技术应用分析[J].建筑技术开发，2017（3）：37-38.

[5]高建军.谈公路工程中填石路基施工技术的运用[J].山西建筑，2018（34）：131-132.

[6]高志良.公路工程填石路基施工技术分析[J].交通世界，2017（29）：81-82.

作者：马洪忠 单位：中建路桥集团有限公司