填石道路施工工藝探討

即墨市交通運輸局 山東即墨 266200

摘要：以某產業園區市政路網二期工程為例，結合工程現場的施工方法，系統探討總結了填石路基的填料工程特性、強夯整平工藝、壓實工藝等。

關鍵詞：填石路基；填料特性；填料攤鋪；強夯整平；壓實工藝

前言

隨著國家經濟建設的迅猛發展和公路路網建設的不斷延伸，原有的城市用地早已不能滿足各方面的發展要求。沿海地區利用填海造陸很好的解決了城市用地緊張的問題，但在新區道路建設的過程中，必然遇到濱海相沉積物，其土質進過長期的沉積而成，天然含水量高，同時具有較高的壓縮性、較低的強度。本文結合某地區市政道路填石路基修筑過程中的施工技術，總結出了一套完整的填石道路的施工工藝。

1 填料的粒徑組成

填石路基的填料為較大粒徑的石料，石料的粒徑組成和破碎性決定著路基的壓實質量，因此在研究填石路基施工工藝之前必須對其填料的性能機理加以研究，并通過試驗做出分析選擇。

1.1 粒徑組成對填石路基的影響機理

填石路基的填料主要是由采石場爆破山體而來，多為散狀體，離散差異性大，不能像土料一樣形成較為連續的級配。但實際施工中發現，碎石填料中幾個重要粒徑的顆粒含量能主導形成路基的結構類型，在一定程度上決定路基的壓實效果，因此，可以通過控制填料的填筑方式達到較為密實的連續級配要求。

1.2 粒徑組成試驗

粒徑組成試驗是在一定松鋪厚度的條件下，通過測定粒徑組成與沉降率的關系，來尋找最合適的粒徑組成。

根據已有試驗數據，本文建議在路堤范圍內施工時，當層厚為100cm時，最大粒徑應不大于30cm，同時粒徑大于20cm的填料含量應在20%以下，粒徑在2cm以下的填料含量應在10%以上；當層厚為180cm時，最大粒徑應不大于50cm，同時粒徑大于20cm的填料含量應在30%以下，粒徑在2cm以下的填料含量應在20%以上。

2 填石路基石料的攤鋪

對于填石路基的施工質量而言，攤鋪工藝尤為重要。它在很大程度上決定了填石路基壓實層的結構類型，從而直接影響路基的壓實效果。

運料汽車在新卸的松鋪填料面上卸料后，推土機推平整平，在完成一個區段的推平后，由挖掘機進行平整、排緊，石塊大面，朝下擺放平穩，并用小石塊找平。

挖掘機配合推土機施工，挖掘機先揀選大粒徑石料放置槽底、排緊，石塊大面，朝下擺放平穩，然后挖斗拍壓塊石至槽底淤泥中。在放置塊石的過程中，挖掘機要在已有的卸料面與原有的壓實面之間修筑形成一定的落差，在推土機將石料向前推進時，填料前面沒有阻擋物，這就能夠為較大粒徑的石料提供一個較為充分尋求最佳位置的過程，使其落到壓實層的層底，最終到達一個較為穩定的位置，同時由于細料也能較好地填充空隙，使填料嵌擠緊密，從而為壓路機提供了一個較好的工作面。

3 填石路基石料強夯與整平

3.1 強夯施工

3.1.1 強夯施工原理

強夯施工機理主要是將一定重量的夯錘經過一定的落距自由落下沖擊路基，使路基填料在巨大的沖擊功作用下產生較大的動應力與沖擊波，致使路基土及其它填料孔隙壓縮，改變填料結構，使填筑料之間密實，從而達到提高路基強度、降低壓縮、改善路基均勻性、加速路基沉降的目的。

3.1.2 機械設備

強夯法路基加固施工需要的主要設備有：履帶式夯機；夯錘錘重≥14t，夯錘底面形式宜采用圓形，錘直徑選用2-2.5m。

3.1.3 強夯的施工程序

1、平整場地，布設夯點，應與試驗路布點基本一致，按搭接寬度為1/5-1/3夯錘錘印進行布點，布點用顯眼的標志物進行標示；

2、吊機就位，按照設計要求的夯擊功能，夯錘對準夯擊點中心進行夯擊，直至滿足試驗要求，且每夯擊兩遍須進行高程測量，當夯擊兩次測量沉降沉降差<5cm時，停止夯擊；

3、填石厚度為4m時，點夯夯擊能采用2500KN.m；填石厚度為2.5m時，采用1800KN.m，滿夯夯擊能采用1000KN.m。

4、最后進行低能量的“搭夯”，即“錘印”彼此搭接。

3.2 路面整平

填石路基夯后整平應以履帶式挖掘機為主，輔以裝載機、運輸車等。結合施工現場的經驗，夯后路面平整的合理順序應為：

1.測量人員在路面上標示處設計標高點；

2.沿路寬方向合理配置挖掘機數量，一般單臺機械的合理施工半徑為4-5 m；

3.挖掘機按后退式整平法整修路面；

4 填石路基的壓實工藝

填石路基施工過程中必須高度重視壓實工藝，只有對路基壓實施工進行嚴格的控制，提供足夠的壓實功，才能增大石料之間的嵌鎖作用，提高強度的摩擦分量，使顆粒重新排列，填充孔隙，減少孔隙比，從而提高路基的整體強度與變形穩定性。但是還應注意，壓實功能應控制在合理的范圍內，既要保證充分地壓實，又要避免過分地提供壓實能量，出現石料回彈的現象。

4.1 填石路基的壓實工藝

目前路基壓實施工過程中常見的壓實方式主要有靜力壓實、振動壓實與沖擊壓實三大類。而較為常用的是前兩種。

1、靜力壓實是利用機械的自身重力所產生的靜滾壓力作用，迫使被壓實材料產生永久性變形而達到壓實的目的。這種壓實方式的特點是循環時間長，材料應力狀態的變化速度不大，而應力較大。

2、振動壓實是利用固定在壓路機鋼輪的振動器所產生的激振力，迫使被壓實材料作垂直強迫振動，急劇減少顆粒間的內摩擦力，使顆粒靠近，密實度增加，從而達到壓實的目的。

4.2 填石路基施工壓路機械選型

1、靜力光面鋼輪壓路機

采用靜力光面鋼輪壓路機碾壓時，由于碾壓輪與被壓實材料的接觸面大，單位壓力較小，且壓實工作由壓實層的表面向下，上層的密實度大于下層，因此這種壓路機的壓實厚度較小。

2、振動壓路機

與靜作用壓路機相比，振動壓路機具有以下特點：

①同等質量下的振動壓路機比靜作用壓路機的激振力大，壓實效果好；

②振動壓路機的生產效率高，當路基達到相同的壓實度要求時，其碾壓遍數較少；

③具有滾壓和振動的雙重作用，用于砂類土、礫石和大粒徑碎石時其效果遠遠優于靜力壓路機等其他壓實機械。

因此，對于填石路基的壓實應該首先選用振動壓實機械，不宜單純使用靜力壓路機。

4.3 碾壓速度與碾壓遍數

壓路機的碾壓速度直接影響著壓路機振動輪對單位面積內壓實材料的壓實時間，碾壓速度低時，單位面積內的振動次數多，而碾壓速度高時振動輪對石塊的接觸點停留時間短。在考慮到壓實機械的性能、經濟性、安全性等綜合因素下，最佳碾壓速度3Km/h─6Km/h之間。

碾壓遍數根據現場的實際壓實機械的最終壓實效果統計而來，但一般的規律是：路基填筑體的密實程度隨碾壓遍數的增加而增加，而碾壓遍數增加到一定程度后，路基填筑體密實程度的增長率變小，趨于緩和，甚至有可能降低。

5 結論

1、填石路基填料的粒徑組成在很大程度上決定著路基的壓實質量。

2、石料的破碎性是填石路基碎石填料具有的重要特征之一，它與石料的抗剪強度和變形特性之間有著密切關系，進而影響了填石路基的整體強度與穩定性。

3、要按布點位置強夯，達到停夯標準后再停夯。夯后整平的機械配置要合理。

4、填石路基的壓實應該首先選用振動壓實機械，不應單純使用靜力壓路機。碾壓時要控制好振動頻率、幅度、碾壓速度、碾壓遍數等，以達到最佳的碾壓效果。

參考文獻：

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