公路工程中天然砂砾的应用

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摘要：天然砂砾具有强度高、刚度大、稳定性强、透水性好、工后沉降小等诸多优点，在公路工程中得到广泛应用。文章对天然砂砾在公路工程中路基填筑、路面结构层的应用，分别从施工工艺、质量控制及存在问题和注意事项等方面进行介绍，以供参考。

关键词：天然砂砾；路基填筑；路面基层；公路工程；路面结构层

天然砂砾具有强度高、刚度大、稳定性强、透水性好、工后沉降小等诸多优点，在公路工程中得到广泛应用。在此，笔者结合多年的工程实践和点滴积累，谈谈天然砂砾在公路工程中的应用。

1天然砂砾在路基填筑中的应用

笔者最早接触天然砂砾是在1998年，当年涉左公路涉县段改建工程开工建设，该工程起于涉县城，依山傍水，沿清漳河蜿蜒西进，止于冀晋省界，全长27km。按山岭重丘区二级公路标准改建，路面宽11.5m，两侧各设0.25m的水泥混凝土路缘石；城区段为2m绿化带＋16m主道＋2m绿化带＋6m辅道。在路基填筑中，全部采用清漳河中的天然砂砾填筑，疏河筑路、变废为宝、节约土源、经济环保，仅路基节约土源就近80万方。用砂砾填筑的路基刚度大、强度高、稳定性强、透水性好、工后沉降小；与土方路基相比，基本不必操心含水率，好“侍弄”；受雨水影响小，不翻浆，不须晾晒，雨过天晴即可复工，雨期能赶工期，可谓好处多多。自涉左公路改建工程始，笔者就与天然砂砾结下了“不解之缘”。在后来的公路工程中，河茅公路、阳索公路、平涉公路涉县南段等改建工程，全部采用天然砂砾筑路。不断积累，不断总结，不断完善，逐渐掌握了天然砂砾筑路的施工工艺。

1.1施工工艺和施工要点

用于公路路基的填料要求挖取方便、压实容易、强度高、水稳定性好，天然砂砾很符合这一要求。天然砂砾填筑路基的施工工艺比较简单，主要控制砂砾的最大粒径、虚铺厚度等。用于路堤填筑的天然砂砾最大粒径为15cm，用于路床填筑的最大粒径为10cm。在取料时和路基填筑施工现场拣出超大粒径的砾石，取料处为主，填筑现场为辅。路堤填筑时，必须根据设计断面，分层填筑、分层压实。宜采用水平分层填筑施工。如原地面不平，应先低后高，由最低处分层填起，每填一层，经压实符合规定要求后，再填筑上一层。且逐步与纵坡平行。路堤填筑要“多填多压”。宽度每侧应宽于填层设计宽度为30～50cm，压实宽度不得小于设计宽度，以确保路基边缘压实符合要求，路堤填筑完成后再进行削坡。填筑时，合理卸料，宜采用“卸高推低法”，以防出现粗细料集中的离析现象。一旦出现离析料“窝”，要进行处理。天然砂砾的最大虚铺厚度应以路基填筑试验段为准。用大型推土机摊铺和初平，平地机精平，辅以人工整平。平整度越好，压实质量就越均匀，路基整体性就越强。也可以这样说，没有平整度，就没有压实度。在此指出一条施工经验：路基在摊铺、整平后，压实前要尽量多洒水，适时进行碾压，效果非常理想。路基压实机械组合和碾压遍数要以路基填筑试验段为准。一般用振动压路机和三轮静碾压路机联合碾压，振动压路机先稳压一遍，再振动3～4遍，最后用三轮静碾压路机碾压1～2遍，压至表面没有轮迹为止，这就是“无迹为终”。有条件的话，用拖碾碾压效果会更好。

1.2质量控制要点

天然砂砾路基填筑的质量，主要是控制压实质量，用“压沉值”法检测。具体方法如下：在压实成型的路基填筑层面上，平放个10cm*10cm的钢板。在钢板上立塔尺，用水准仪读数并做记录，然后在振动压路机开振状态下碾过钢板，再在钢板上立塔尺，用水准仪读数并做记录，比较两次读数的差值，若在0～2mm之间，则表明该点压实质量合格，再检测下一个点；若差值大于2mm，则表明此层路基压实质量不合格，需继续碾压，直至合格为止。压沉值必须一层一检。检测频率不得少于土方路基压实度的检测频率。

1.3存在问题及注意事项

砂砾路基填筑施工中，超大粒径的控制问题比较突出，拣出来较费时费力。与土方路基相比，由于填料粒径大，路基平整度较难控制。砂砾路基填筑质量的检测方法，还有待于进一步研究和规范。另外，在桥涵、挡土墙等构造物的基底换填处理中，天然砂砾是很理想的换填材料，在桥涵台背、挡墙墙背回填施工中也是常用材料。

2天然砂砾在路面基层（底基层）中的应用

天然砂砾在路面基层（底基层）中的结构形式有石灰稳定砂砾、水泥稳定砂砾、水泥稳定碎砾石等。仍从涉左公路涉县段改建工程谈起，该工程的路面结构形式为18cm石灰稳定砂砾底基层＋18cm水泥稳定砂砾基层＋9cm沥青混凝土面层。需特别指出的是，涉左公路改建工程，创造了15年没有大修的奇迹，该公路可是条晋煤外运的大通道。实践证明，天然砂砾“功不可没”。在后来的公路工程中，为了更好地控制最大粒径，加快整平速度，提高整体铺筑效果，还用了水泥稳定碎砾石基层（底基层）。总体上讲，它是三种结构形式中最优的。

2.1施工工艺和施工要点

石灰稳定砂砾、水泥稳定砂砾、水泥稳定碎砾石等三种路面结构层施工工艺的共性特点：基层（或底基层）施工前，必须在正式路线上按正规方法铺筑试验段，以确定松铺系数、水泥（石灰）剂量、最佳含水率、压实度、机械组合和碾压遍数等施工参数。基层（或底基层）混合料的拌和，要做到计量精确、拌和均匀、干湿适宜、色泽一致。运输车辆要备覆盖物，以减少水分损失，卸料时不掀开最好。基层（或底基层）铺筑时，一定要保证下承层表面湿润，否则基层（或底基层）混合料底部一定范围内的水分容易被下承层吸去，影响基层（或底基层）强度的形成。基层（或底基层）铺筑时，严格控制铺筑厚度，厚度不足，承重能力减弱，影响公路使用寿命。基层（或底基层）铺筑时，用平地机精平时，只能向铺筑的前进方向刮，且以不超过3遍为好，不得来回刮。基层（或底基层）的碾压，初压用双钢轮稳压；复压用振动压路机；终压用三轮静碾压路机、胶轮压路机。基层（或底基层）铺筑时，严把平整度关。因为平整度要向上反射，初压后发现表面低洼处，严禁用薄层贴补法进行找平，以免形不成整体，一定要耙松该处后再补混合料。养生期内覆盖养生最好，洒水养生要确保其表面湿润，不应忽干忽湿。刚开始洒水时要喷雾式洒水，不得用高压喷水，以免破坏基层（底基层）结构。还要实行交通管制，除施工车辆可慢速通行外，禁止一切机动车辆通行。石灰稳定砂砾、水泥稳定砂砾、水泥稳定碎砾石等三种路面结构层施工工艺的个性特点：石灰稳定砂砾：一是保证石灰质量，且要充分消解。一般存放超过6个月要复合材质；二是砂砾集料的最大粒径和级配应符合规范要求。砂砾必须过筛。水泥稳定砂砾：一是水泥质量要符合设计和技术规范要求；二是砂砾集料的最大粒径和级配应符合规范要求。砂砾必须过筛。三是从拌和、摊铺、整平到碾压成型，不得超过水泥的终凝时间，否则将降低基层的强度。这就要求施工紧凑，速度要快，且合理安排日进度。水泥稳定碎砾石：一是水泥质量要符合设计和技术规范要求；二是碎砾石集料的最大粒径和级配应符合规范要求；三是从拌和、摊铺、整平，到碾压成型，不得超过水泥的终凝时间，否则将降低基层的强度。这就要求施工紧凑，速度要快，且合理安排日进度。实践证明，水泥稳定砂砾和水泥稳定碎砾石混合料拌和，含水率略大于最佳值为宜。如用稳定土集中厂拌机械拌制混合料，用稳定土摊铺机摊铺，铺筑效果更佳，且能加快施工进度。

2.2质量控制要点

石灰稳定砂砾、水泥稳定砂砾、水泥稳定碎砾石等三种路面结构层的铺筑质量，主要是控制压实度、强度和厚度等。要采取切实有效措施减少结构层出现裂缝，如砂砾、碎砾石集料的级配要严格控制，特别是5mm以下细粒料不得超过规定值，最好用低限；在确保强度的前提下，石灰、特别是水泥用量宁低勿高；养生期要保证；上层施工要紧凑（减少空气中暴露时间），不要缩短工期，也不要人为延长工期。

2.3存在问题及注意事项

砂砾的筛选要控制严格，否则影响铺筑质量和钻取芯样。水泥稳定砂砾、水泥稳定碎砾石从拌和开始直至碾压成型的施工时间要严格控制，不得超过水泥的初凝时间。水泥稳定砂砾、水泥稳定碎砾石基层（或底基层）裂缝的预防措施，还有待于进一步积累和总结。

3结语

天然砂砾因其诸多优点，而在公路工程中得以广泛应用，但是砂砾路基填筑质量的检测方法还有待于进一研究和规范；石灰、水泥稳定砂砾最大粒径能够最大限度地放宽到多大，还有待和同行一道在施工中进一步探索和总结。在此，笔者只起一个抛砖引玉的作用。

参考文献

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作者：刘红堂 单位：涉县交通运输局公路管理站