談高速公路填石路堤施工技術

黃啟剛

(中交第一公路勘察設計研究院有限公司，陜西西安 710075)

根據公路路基施工技術規范規定，采用粒徑大于37.5 mm且含量超過總質量70%的石料填筑的路堤稱為填石路堤。高速公路進入山區以后，邊坡的開挖及隧道開挖的大量渣石利用到路基填筑上，形成大量的填石路堤。

擬建的山西某高速公路，位于山西省中西部，東西向展布，橫貫呂梁山脈，項目區地形地貌極為復雜;沿線出露地層主要為奧陶系灰巖、白云質灰巖、白云巖;巖質較堅硬，是良好的路基填料。此高速公路施工過程中遇到大量的填石路堤，為進一步提高填石路堤施工質量，對填石路堤提出技術要求，以指導施工。

1 填石路堤的特點

填石路堤主要是利用開挖的巖質邊坡及石質隧道的石料填筑路堤，與普通的填土路堤存在較大的差異，主要是石料粒徑較大，強度高，透水性好，路基邊坡穩定性好等特點，導致路堤填筑和壓實都有其特殊要求;同時填石路堤受路堤填料粒徑的影響，致使平整度較難達到規范要求;故填石路堤在質量控制要求、施工及檢測等方面均與普遍路基存在明顯的差異。

2 填石路堤的質量控制要求

1)為保證路床填料均勻、密實、強度高，減少路基的不均勻沉降，填石路基只用于低于路床頂面80 cm以下的部分(即上、下路堤)，以下均稱填石路堤。

2)路基基底應進行清表并進行填筑前碾壓，填前碾壓縱斷圖應經監理工程師核準;填筑過程中，填筑施工完成后，經監理工程師檢驗合格方可進入下一步工序的施工。

3)在大面積施工前應做填石路堤試驗段(建議100 m～200 m);試驗所用填料，機具組合及試驗結果要經監理工程師批準;根據試驗段成果報告及現場實際施工需要，以選取合適的施工參數(壓實功率、填料粒徑級配、層厚、碾壓速度、遍數等)，確定出標準化施工工藝及其參數，以指導大面積路基施工;施工中應嚴格按照試驗參數施工，詳細記錄每層填石料的壓實層厚、遍數、粒徑等。

4)填石路堤填筑材料不得使用規范外材料，路基填筑材料應按《公路土工試驗規程》規定的方法進行填筑材料試驗，填石路堤的石料強度不低于15 MPa，由試驗室取樣試驗確認，以確保填石路堤的質量。石料采用粒徑不大于25 cm，且最大粒徑不得大于層厚的2/3進行填筑，不均勻系數宜為15～20，含有超尺寸的石塊應予以破碎或清除。

5)填石路堤的壓實，應采用大噸位的振動壓路機，建議采用25 t以上的振動壓路機進行壓實;且不論采用何種噸位壓實設備，其適宜的壓實厚度均應根據試驗確定，路堤壓實度要求見表1。

表1 一般路基壓實度要求

6)填石路堤應進行邊坡碼砌，邊坡碼砌應采用強度大于30 MPa的不易風化的石料，石塊最小尺寸不小于30 cm，石塊應規則整齊;填高小于5 m的路堤，碼砌厚度不小于1 m，填高5 m～12 m的路堤，碼砌厚度不小于1.5 m，12 m以上的路堤邊坡碼砌厚度不小于2 m;如需邊坡綠化，邊坡碼砌時碼砌成臺階，采用不小于30 cm厚的包邊土包邊。

7)碾壓后的路堤表面應無明顯空洞、孔隙，大粒徑石料無松動現象。填石路堤最后一層的鋪筑層厚度應不大于40 cm，過渡層碎石料粒徑應小于15 cm，其中小于0.05 mm的細粒料含量不應小于30%。

8)本項目隧道洞渣及挖方以中硬巖石為主，因此，全線填石路堤壓實質量控制標準參照中硬質石料標準，見表2。

表2 中硬石料壓實質量控制標準

9)填石路堤的填料如其巖性相差較大，則應將不同巖性的填料分層或分段填筑。如路塹或隧道基巖為不同巖種互層，允許使用挖出的混合石料填筑路堤，但石料強度、粒徑應符合前述相關要求。

10)用強風化石料軟質巖石填筑路堤時，應按土質路堤施工規定先檢驗其CBR值是否符合要求，CBR值不符合要求時不得使用，符合使用要求時應按土質筑堤的技術要求施工。

3 試驗段目的及程序

利用現有(符合要求)各型壓實機械對計劃使用的各種填料進行現場小區段(建議100 m～200 m)填筑壓實試驗，找出機型、填料粒徑級配、層厚、碾壓遍數相互關系，繪制出與設計指標相關規律曲線，確定出標準化施工工藝及其參數。

按設計要求取不同的松鋪厚度，分層進行試驗。根據對不同的松鋪厚度的不同碾壓遍數的沉降量進行統計，并繪出不同松鋪厚度的壓實遍數與沉降量的關系曲線(或表格)，從而確定合理的松鋪厚度與壓實遍數。

填筑試驗段目的主要如下:

1)確定符合設計要求的路基填料。

2)確定路基填筑時的松鋪系數。

3)確定整平與整型的機具及確定挖裝運輸機械與整平和碾壓機械的協調與配合。

4)壓實機械的選擇與組合，壓實的順序、速度與遍數。

5)確定合適的壓實度的檢測方法。

4 填石路堤的施工

1)基底清理:路基基底根據施工時的地面和地質的實際條件，按設計文件要求砍伐地面附著物，挖除所有樹根;所有清理掘除工作經監理工程師檢查簽認后，方可進行下一工序的施工。

2)測量放樣:根據施工圖結合導線復測成果，用全站儀放出路基中心線，然后根據每個中心線點，分別放出邊樁線。測量人員在現場用水準儀在邊樁上測出控制標高，并用紅線作出標記，并以此作為控制樁以控制上料的厚度和路基的寬度。

3)填鋪石料:填筑路基前首先用石灰線打出方格網，根據所卸石料車數確定方格內填石厚度;逐層填筑時，應安排好石料運輸路線，專人指揮，按水平分層，先低后高、先兩側后中央卸料，并用大型推土機將石料攤平(必要時用平地機，裝載機配合)，厚度不得超過設計要求;推平時先中間，后兩頭，個別不平處應配合人工用細石塊、石屑找平。

填石路堤當前層填筑前，應對下層平整度進行檢驗，平整度超過規范要求時，應處治合格后再填筑當前層。

4)當石塊級配較差、粒徑較大、填層較厚、松鋪層厚度內石塊間的空隙較大時，可在每一層填筑層的表面的空隙里撒入石渣、石屑或粗砂等細料，振動壓路機邊壓邊掃，使表面填隙料填滿空隙。當填石路基基礎為穩定的巖基時，也可用高壓水沖，將表層填料進入石料空隙，直至空隙填滿為止。

5)人工鋪填大粒徑的石料時，應先鋪填大塊石料，大面向下，小面向上，擺平放穩，再用小石塊找平，石屑塞縫，最后壓實。

6)填石路堤壓實應在現場試驗取得數據的基礎上，再進行大面積施工，壓實度應雙指標控制，首先由壓實遍數控制，壓實遍數由現場試驗確定;其次，路基頂面應穩定，不再下沉(無輪跡)，石塊緊密，表面平整為止。

每層填筑做到隨填、隨攤、隨平、隨壓，并設置2%以上的橫坡，每天作業結束時，將表面整平，以便排水良好。

填石路基壓實時，應按照“先壓邊緣、后壓中間，先慢后快，先靜壓、后振動”的操作程序進行，小半徑曲線段由內側向外側，要錯輪碾壓;壓路機行走路線應順路線方向相互平行，反復碾壓，直至達到質量要求。碾壓完成后，及時進行壓實度檢測，滿足設計要求，方可進入下一施工環節。

7)雨季施工措施。

雨季來臨前應修建臨時排水設施，防止積水淹泡地基及路堤;雨后應及時排除頂面積水，并對邊坡和急流槽進行維護;路基填料做到隨挖隨填，隨填隨壓;經雨水澆淋的路基，在施工前重新碾壓平整;加強便道維護保證雨季運料及時通暢。

5 質量檢測及控制

由于填石路堤填料存在的不均勻性和粒徑較一般填料大等特點，填石路堤的壓實度檢測是比較困難的，其量化的指標主要有沉降差或孔隙率等，直觀的方法有外觀檢查和輪跡法。

填石路堤的壓實質量宜采用施工參數(壓實功率、填料粒徑級配、碾壓速度、壓實遍數、鋪筑層厚等)與壓實質量檢測聯合控制。

壓實質量的檢測主要有壓實沉降差法(表面標高沉降控制法)、孔隙率法(灌水法)、面波法、壓實計法、K30承載板載荷法等;為保障施工質量，本項目建議采取壓實沉降差為主的檢測方案，壓實度檢測頻率為1 000 m2至少四個點。

由于壓實沉降差的測點理論上是可隨機布置，只需檢測最后碾壓兩遍的沉降量之差，具有操作簡便、快捷的優點;以壓實沉降差測定其壓實度，即在試驗段布好的方格網內按要求攤鋪好填料，在填土表面設置10 mm厚的小塊鋼板，用水準儀測量各測點高程H1;采用靜載18 t以上的振動壓路機按規定碾壓參數碾壓2遍，檢測碾壓后各測點高程H2，碾壓前后的高差ΔH即為壓實沉降差，規定各測點壓實沉降差平均值不大于5 mm，標準差不大于3 mm，表示壓實度達到設計及施工驗收相關規范的要求。

6 結語

填石路堤國內已經修筑了大量的公路，但對填石路堤施工系統的總結仍較少;本文參考全國各地填石路堤施工工藝，結合本項目路基填料特點及施工機械的配備，對填石路堤的施工提出詳細的技術要求，指導了多個試驗段的填筑，積累了大量符合本項目的經驗，為大面積展開填石路堤施工起到了較關鍵的作用。

［1］JTG D30-2004，公路路基設計規范［S］.

［2］JTG F10-2006，公路路基施工技術規范［S］.

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