江漢平原高速公路填砂路基設計應用

何　平，楊　剛

(中國公路工程咨詢集團有限公司(武漢)橋隧分公司，湖北 武漢　430056)

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江漢平原高速公路填砂路基設計應用

何平，楊剛

(中國公路工程咨詢集團有限公司(武漢)橋隧分公司，湖北 武漢430056)

摘要：公路建設發展以來，平原地區高速公路路基填料來源一直是制約工程造價、決定整個高速公路質量的關鍵因素，著重闡述了江漢平原高速公路填砂路基設計應用的內容。

關鍵詞：高速公路；填砂路基；江漢平原

1引言

江漢平原位于長江中游、漢江中下游，地勢平坦，土地肥沃。隨著經濟建設的不斷發展，區內高速公路網絡日益發達。當地筑路材料缺乏，就地取土不僅占用耕地，而且填料質量難以保證，改良處理在經濟成本及工期成本上亦耗費巨大。本地區依托長江、漢江航道，碼頭總舵，水運便利，江河、湖泊砂料來源豐富。采用填砂路堤可以解決填料來源，有效減少對耕地的占用。而且由于江漢平原地區雨水較多，填砂路基工藝受雨天影響較小，相比傳統填土路基可以有效縮短工期，具備明顯的經濟及社會效益。

監利至江陵高速公路位于江漢平原西部，長江北岸，加強了隨岳高速、沙公高速、二廣高速的聯系與轉換，對完善區域路網、提高路網運營效率起到重要作用，實現了優勢互補、相互協作。本項目借鑒長三角地區、贛撫沖擊平原等地區高等級公路的成功經驗，并結合項目所在地區隨州至岳陽高速公路、潛江至石首高速公路填砂路堤設計施工成果，經綜合比選后提出合適的填砂路基設計施工方案。

2填砂路基設計流程

監利至江陵高速公路全線除橋梁及分離式立交外均為填方路基，最大填高約7.9 m。受填砂路堤填料成本及施工工藝影響，路基造價在工程總造價中占據相當大的比例。因此路線設計中應多方比選后采用最優化的縱斷面設計，以盡量降低路基填高，節約建設和運營成本。

2.1填砂路基橫斷面設計

江漢平原地區河、湖砂以粉細砂為主，是無粘聚力的松散材料。為保證路堤穩定，防止砂料流失，同時兼顧后期坡面綠化要求，設計時采用經改良后的粘土進行包邊。綜合考慮項目區土資源缺乏的實際情況，以及包邊土施工、壓實的需要，參考隨岳、潛石等高速的經驗，包邊土厚度采用2.0 m。邊坡采用三維網噴播植草及拱形骨架內植草防護，以實現固土、防沖刷及景觀綠化效果。

為確保路基壓實度達到設計要求，填砂路堤采用堆填施工工藝、浸水碾壓方式進行施工。施工過程中需采用灑水車或水泵對填筑的路基進行浸水，使路基達到最佳含水量并保水密實。為了保證路基的排水通暢，防止路基水害導致地基過度浸泡，原地面設置不小于3%排水橫坡并碾壓密實。基底鋪設50 cm厚砂墊層，砂墊層頂部采用復合土工膜以起到隔水作用。兩側設置排水通道，并碼砌袋裝砂加固坡腳。包邊土層設置間距1.5 m、D15 cm濾水砂袋作為邊坡排水通道。

為確保填砂路基路床強度、保證路面性能，在填砂路堤頂部設置頂封層，對上、下路床均采用80 cm開山毛渣進行處治，在路床底面與路堤頂面之間設置雙向土工格柵。處理后路床壓實度及相關指標應滿足規范要求。

2.2填砂路基施工工藝

河砂、湖砂具有水穩性好、透水性強、沉陷快、飽水易壓實等特點，經方案比選后采用堆填砂工藝、浸水壓實技術進行施工。

(1)填砂堆填施工流程

充分準備好施工工作，拖運砂料，推土機的推平初壓工作，平地機整平，連接管道灌水，振動壓土機碾壓，灑水車灑水到適當程度，振動機復壓，檢測滿足要求，下一層填筑。

(2)施工作業長度、攤鋪厚度、寬度、橫坡度、路基排水的控制

每個作業段的長度控制在400～500 m左右，或者每兩道明結構物之間作為一個作業段；為確保對路基的充分壓實，填砂路堤填筑的攤鋪寬度應確保寬出設計寬度50 cm，分成水平層次逐層向上填筑；填筑第一、二層砂時，施工橫坡度控制在3%左右，且應設成內傾橫坡，橫向水流指向路中心，逐層填高后，施工橫坡度可適當減小。填砂路基施工應做好施工期臨時排水總體規劃和建設，臨時排水設施應與永久性排水設施綜合考慮，并與工程影響范圍內的自然排水系統相協調。同時，應確保填砂時灌入路基內的水順暢流出。

(3)填砂路基的壓實

砂墊層靜壓平整完成后，采用灑水車或水泵對填筑的路基進行浸水，使路基保水密實。路基浸水必須使水浸透整個填筑層。路基浸水使水流壓力不能過大，采用凈水水流浸透整個路基。浸水過程中用水量不能太大，不能將地基過度浸泡，使得地基承載力下降。

碾壓順序：

凈水浸透整個路基后，經過一段時間的透水，并不時檢查路基的含水量，路基在試驗室試驗所確定的最佳含水量2%以上。開始碾壓路基，先靜壓1遍后，從路基外側向路線中心碾壓，碾壓速度按照規范要求進行。然后弱振1遍，再采用振動碾壓，每碾壓1遍就測定路基的壓實度和路基沉降量。在測定路基壓實度大于96%為止。

檢測完畢后進行下一層路基填筑。第2層填砂路基填筑，堆碼砂袋按照40 cm控制。路基填筑松鋪厚度也按照40 cm。開始采用壓路機振動碾壓路基，先碾壓2遍后。再每碾壓1遍就測定路基的壓實度和路基沉降量。在測定路基壓實度大于96%為止。

填筑完成后對所有施工數據進行整理。確定填砂路基的最佳松鋪厚度，最佳碾壓含水量，最佳的碾壓遍數。整理數據并形成填砂路基試驗段總結報告，以指導今后的施工。

(4)包邊土的壓實

包邊土施工前采用灑水車調整青砂攤鋪后的含水量，使碾壓前含水量約大于最佳含水量2%以內，并使其自然密實。

整形后的路基要確保達到規定的平整度、坡度和路拱，并特別注意接頭順直平整。壓實施工中遵循：“先邊后中、先輕后重、先慢后快”的原則進行。在確保安全情況下碾壓到邊，保證超寬填筑坡面刷坡后，設計范圍內的路基壓實度滿足設計要求。

(5)施工過程注意事項

①在施工過程中，應把邊坡設計坡度適當放緩，以保證邊坡的穩定性。在填筑厚度超過0.8 m時在邊坡坡腳處碼砂袋，砂袋的容量應在能裝60～70 kg砂左右為宜，砂袋應與路基中線垂直，碼第二排時應應與第一排重疊2/3長度，并錯縫碼放；

②每填筑5～6層砂即應填筑包邊土，填土寬度為2 m，并及時碾壓密實，碾壓過程中，確保砂墊層底部排水通暢。

③每層攤平初壓后，灌水應均勻，邊坡附近和涵洞八字墻后等不易壓實的部位，要在邊坡碼完砂袋和整好包邊土后繼續灌水，在接近最佳含水量時及時碾壓整平。

2.3填砂路基施工檢測要求

填料的含水量檢測最好采用烘箱烘干。因為填料顆粒較細、粘結力差，壓實度檢測只能采用環刀法，現場采用1 000 cm3的大環刀進行壓實檢測。檢測頻率達到.每1 000 m2檢驗2點，必要時可根據需要增加檢驗點數；橋涵、通道及其他構造物檢測時采取隨機抽查方式取樣，每層不少于3點。

3結論

江漢平原地區土地肥沃，路基填料缺乏且土地資源寶貴。高速公路路堤施工采用填砂路堤方案不僅質量可靠、工期較短，具有良好的經濟效益，而且節約大量耕地和農田，具有良好的社會效益。監利至江陵高速公路設計施工中采用填砂路基方案，取得了明顯的效果，為該地區后續項目提供了經驗。

參考文獻：

[1]顏昌雄，張再武. 江漢平原高速公路吹填砂路基設計研究[J].建筑工程技術與設計，2014，(25).

[2]蔣鑫，凌建明，李進. 高速公路填砂路基設計若干關鍵問題[J].地下空間與工程學報，2011，(3).

Jianghan plain highway subgrade fill sand design applications

HE Ping，YANG Gang

(China Highway Engineering Consulting Group Co., Ltd. (Wuhan) Branch Bridge and Tunnel，Wuhan,Hubei 430056,China)

Abstract:Since the development of highway construction, highway roadbed filler plains sources have restricted the construction cost, the key factors determining the quality of the entire highway, this article focuses on the content of sand filling roadbed Jianghan Plain highway design applications

Keywords:highway;sand filling roadbed;jianghan plain

中圖分類號：U416.1

文獻標識碼：C

文章編號：1008-3383(2016)03-0008-02

作者簡介：何平(1983-)，男，工程師，研究方向：(路橋)路基路面；楊剛(1982-)，男，工程師，研究方向：(路橋)路線交叉。

收稿日期：2016-01-15