高速公路路基施工中巨粒土填筑技术的应用_张泽然.pdf

1引言高速公路建设项目中，路基修筑质量直接决定着高速公路的整体质量和稳定，因此，需对路基施工质量进行着重考虑。在山区、林地等环境修筑高速公路时，由于地形复杂，路基填料运输不畅，如果当地废料具备路基填筑要求时，可直接将其用作路基填料，并进行破碎处理，使其粒径满足施工要求1。本文基于此原理，提出一种巨粒土路基填筑技术，围绕巨粒土路基工程特性以及施工工艺进行展开，并在具体工程中进行应用。2巨粒土填料路基工程特性巨粒土路基是一种由土石混合填料作为填筑材料的公路路基类型，土石占比不同则对应的巨粒土路基结构特性则不一致，通过碾压施工后会呈现出不同工程性质2。与普通填筑土路基相比，巨粒土路基具备良好的结构强度和透水性，拥有更大的固结系数和压缩模量，可有效抵御大面积的路基沉降变形。影响巨粒土路基性能的因素主要有填料性质、气候、场地、压实方式等。2.1填料性质路基填料的性质主要由填料结构、级配、粒径等条件决定，且路基填料的性质直接决定着路基的结构强度和稳定性，因此，应针对巨粒土填料的级配、粒径以及土石比等参数进行重点控制。2.2气候当遭遇降雨天气时，环境中较大水分会加重填料内碎石和岩石的风化、松散以及崩解。2.3场地巨粒土路基施工主要场地因素为原地面处理，因此，在路基填筑施工前应对原地面进行妥善处理。2.4压实方式巨粒土路基填筑施工时，所采用的压实机械设备不同，对应的压实效果、质量也不一致，因此，应结合施工实际情况选择合适的压实方式。3工程概况某高速公路建设项目全线长约为87.652 km，双向4车道设计标准，路面结构为沥青混凝土结构形式，路基宽度为26.5 m。该高速公路项目所处区域以林地为主，当地生态环境复杂，且交通不便，填料无法得道良好的运输，因此，决定采用【作者简介】张泽然（1995），女，河北石家庄人，助理工程师，从事道路与桥梁研究。高速公路路基施工中巨粒土填筑技术的应用Application of Filling Technology of Giant Grain Soil in Highway Subgrade Construction张泽然（石家庄市公路桥梁建设集团有限公司，石家庄 050000）ZHANG Ze-ran(Shijiazhuang Road and Bridge Construction Group Co.Ltd.,Shijiazhuang 050000,China)【摘要】为研究高速公路路基施工中巨粒土填筑技术的应用，结合实际工程，阐述了巨粒土填料路基工程特性，并重点对巨粒土填料路基施工工艺进行研究，如基底处理、基底处理、摊铺、整平、碾压等，并对路基施工质量检测进行阐述。【Abstract】In order to study the application of super-granular soil filling technology in the construction of highway subgrade,combinedwith the actual project,this paper expounds the engineering characteristics of super-granular soil filling subgrade,and focuses on theresearch of the construction technology of super-granular soil filling subgrade,such as base treatment,base treatment,paving,leveling,rolling,etc.,and elaborates the roadbed construction quality test.【关键词】高速公路；路基工程；巨粒土填筑；施工技术【Keywords】expressway;roadbed engineering;filling with giant grain soil;technique of construction【中图分类号】U416.1【文献标志码】A【文章编号】1007-9467（2023）06-0115-03【DOI】10.13616/ki.gcjsysj.2023.06.035MunicipalTrafficWater ResourcesEngineering Design市政 交通 水利工程设计115Construction&DesignForProject工程建设与设计当地的废渣资源作为路基填料。通过地质勘探可得，该项目主要开挖材料为大粒径岩石，经过性能检测后发现其可作为路基填料，但需进行破碎处理，现场如图1所示。图 1现场状况4巨粒土填料路基施工工艺研究4.1基底处理在路基施工过程中基底处理施工质量直接决定着路基的整体稳定性和安全，在实际操作中应充分结合试验路段中采用的巨粒土填料特性以及填方高度来控制基底施工质量，尽可能地降低巨粒土路基施工中塌陷、沉降等问题的产生。针对坡度较大的路段路基，应先将地表上腐殖土、草皮等杂物进行清除，再开挖出具一定尺寸的反倾台阶，同时将台阶顶面和基底予以充分压实，待基底承载力满足规范要求后即可进行巨粒土路基施工作业。基底处理的标准为路基路堤高度1020 m的范围内对应的承载能力要大于200 kPa，而低于10 m路堤高度的路基承载力需大于150 kPa。4.2施工准备基底处理完毕后，及时对整个工作面进行全方面清扫，确保具有足够的整洁度和干燥性。同时对各项施工材料和设备进行准备，提前将巨粒土运至施工现场，并在指定位置堆放，做好相应的技术交底，明确岗位职责，施工技术人员要提前熟悉实际施工现场情况和施工图设计。提前准备并安装巨粒土路基填筑所需机械设备，驾驶人员应进行产前培训，巨粒土路基填筑所需机械设备以及与普通土石方填筑的对比情况如表1所示。4.3摊铺巨粒土填料摊铺施工过程前应采用运料车将填料从天然取土场运至施工现场，在整个运料过程中运输车应尽量避免产生紧急制动或加速，以免填料因颗粒粒径较大产生晃动而产生离析现象，巨粒土填料运至施工现场后经检验合格方可投入摊铺作业3。值得注意的是，巨粒土填料卸料应遵循先低后高、先两边后中间、水平分层填筑等原则，每一侧的填料对应的铺设宽度要超过填料层宽至少50 cm，以此来保证路基边缘位置可得到有效的碾压密实。巨粒土卸料完毕后，及时采用大功率的推土机进行表层初平，保证填料的表层上没有明显的凸起或凹陷现象。巨粒土填料摊铺现场如图2所示。图 2巨粒土填料摊铺现场4.4整平针对巨粒土填料层表面存在缺陷位置，施工单位应选取一定粒径的细料进行填补，可直接撒布一层石屑、碎石，确保可充分且均匀的填充在巨粒土碎石间的缝隙内。当存在超粒径的颗粒存在时，现场施工技术人员应将其进行摆放调整位置，对于摆放较为困难的大颗粒碎石，应先将其进行剔除，再集中破碎。巨粒土填料整平过程中还应及时检测实际含水率，保证填料含水率和最佳含水率之间的差值不高于1%。存在含水率不合格情况时，要及时定期洒水并晾晒，经洒水后需进行24 h的闷料过程，待检验合格后方可进行后续的碾压施工4。4.5碾压本项目选用自行式压路机和振动压路机进行巨粒土填料碾压施工，遵循由低向高、从两侧到中间的原则进行施作，曲表 1巨粒土填筑与普通土石方填筑设备对比设备巨粒土填筑普通土石方填筑挖掘机/台推土机/台自卸车/辆平地机/台普通压路机/台振动压路机/台21161112116121116线段位置应由内向外、纵向式碾压。确保碾压轮迹互相平行且重叠40 cm左右，且前后碾压段重叠宽度控制在120150 cm范围内，针对路基边缘处的填料，应控制压路机呈45进行碾压施工，保证无漏压且无死角5。本项目巨粒土填料的碾压工序为先采用钢轮压路机以1.52 km/h的速率进行12遍的静初压，再采用振动压路机以22.5 km/h的速率进行12遍的弱振复压，并以2.53 km/h的速率进行34遍强振，最后以1.52 km/h速度进行1遍静终压，再将巨粒土填料整平后将多余轮迹消除。图3为巨粒土填料碾压施工现场。图 3巨粒土填料碾压施工现场5巨粒土填料路基施工质量检测5.1平整度巨粒土路基填筑施工完毕后，现场技术人员及时对路基表面的平整度进行现场检测，其检测结果如表2所示。根据检测结果可得，本项目中巨粒土路基表面平整度良好，最高可达到11.3 m，且其他路段平整度均可满足规范要求，证明碾压施工完毕后路基表面无明显凹凸不平现象。表 2填石路基表面平整度检测结果检测位置K20+240K20+340K20+440K20+640K20+840K21+040K21+240平整度/mm9.87.310.89.58.811.39.5规范要求/mm205.2压实质量本项目采用预埋沉降板和水袋法针对巨粒土孔隙率、压实度进行现场检测，以此来评价巨粒土路基压实效果，其检测结果如表3所示。检测结果表明，压实度基本上都在97.0%之上，且孔隙率均低于20%，该项目巨粒土路基压实效果良好，孔隙率较低，满足路基施工规范要求。证实了巨粒土填料内大粒径颗粒可通过相互嵌挤作用形成骨架结构，而小粒径颗粒会在骨架内的空隙中填充，以此来形成完整且具备一定强度和稳定性的巨粒土路基。表 3巨粒土路基碾压质量检测结果检测位置压实度/%孔隙率/%实验值规范要求下路堤（路面底面深度1.5 m）K20+240K20+340K20+440K20+540K20+640K20+740K20+84098.397.498.498.997.398.098.516.7317.5214.3614.6615.6617.9819.3125上路堤（路面底面深度 0.81.5 m）K20+240K20+340K20+440K20+540K20+640K20+740K20+84098.799.399.299.098.999.198.914.6616.7315.7214.3312.4614.9713.45236结语高速公路路基施工中常会用到巨粒土进行填筑，其压实效果和质量显著。本文围绕高速公路路基施工中巨粒土填筑技术的应用进行展开，重点研究了巨粒土路基填筑施工工程特性以及施工工艺，并在实际公路路基工程中进行应用，通过平整度和压实质量检测研究可得，采用巨粒土填筑技术可有效改善路基沉降问题，具有较高可行性和实用性。【参考文献】1熊冠军.含巨粒土土石混合填料的工程性质和路基填筑技术研究Z.四川:成都东路交通科技有限公司,2021.2魏峰峰.巨粒土填筑技术在高速公路路基施工中的应用研究J.交通世界,2020(31):47-48.3马壮.巨粒土填筑施工技术在高速公路路基建设中的应用J.中国建材科技,2020,29(2):112-113.4寇浩宁.高速公路路基施工中巨粒土填筑技术的应用研究J.交通世界,2019(13):84-85.5卢立显.弃渣弃方巨粒土填筑技术在公路路基施工中的应用J.交通世界,2019(增 2):56-57.【收稿日期】2022-12-06MunicipalTrafficWater ResourcesEngineering Design市政 交通 水利工程设计117