高等級公路填石路基壓實試驗研究

孔德營

摘 要：在山區或重丘區修建高等級公路，利用開方石料或其它棄石料填筑路堤，一方面便于就地取材，少占田地，其社會經濟效益相當顯著，另一方面，因石料具有透水性強、抗剪強度高、壓實密度大、沉陷量小等工程特性，是良好的填方材料。填石路堤由粒度成分不同的塊石組成，孔隙率大，且不同巖石的物理力學性能不同，在路基和路面的重力及行車荷載作用下，加上自然環境等因素的影響，使填石路堤的石料有可能被壓碎、重新排列、擠密，產生沉降、收縮等不均勻變形，也可能造成局部或大面積的滑坍。由于高等級公路技術標準高，若仍采用堆填或層鋪、不予碾壓、預留沉降量的傳統施工方法，都無法滿足高等級公路對填石路 堤的質量要求。因此對超重載填石路堤，必須采取新的施工工藝，建立相應的質量標準，控制超重載下填石路堤的工程質量。

關鍵詞：公路；壓實；實驗

目前，已有不少地區修筑了填石路堤的高等級公路，采取了一些措施，對其施工方法和質量控制進行了大量的研究，并取得了一些經驗，但大都是一些定性的、模糊的標準，且仍處于探討階段?，F行高等級公路填石路堤的施工，不僅沒有可靠的技術規范可依，也沒有成熟的經驗供參考。為此，本研究以309國道武涉段改建工程為依托，結合現場試驗路和工程實踐，通過對壓實厚度、壓實遍數、密實度等影響壓實效果因素的分析，建立定量評價超重載下填石路基壓實質量的控制標準，以供設計和施工參考。

一、現場試驗

（一）壓實度及最大粒徑的控制

現場試驗路選309國道改建工程武涉段的D標K6+600～K6+700和E標K13+960～K14+060，長度各100m，根據現場填石路堤實測資料的經驗數值與現行規范的要求，結合本路段超重載的實際情況，擬定虛鋪厚度為50cm，最大粒徑不大于30cm，否則應予以剔除或解小。

（二）壓實機械的選用

路基填料石塊本身是不可壓縮的，壓縮的目的是使各粒料之間的松散接觸狀態變為緊密咬合狀態。由于石料的粒徑及質量均較大，故必須用自重較大的重型壓路機碾壓才能使粒料達到緊密狀態。更因塊石的顆粒較大，石塊之間會有蓬架、擱空現象，形成空隙率過大，更易造成局部壓碎而塌陷。要使顆粒性物質密實，振動是一個有效辦法，因此應選用低頻高幅的振動壓路機。根據本路段超重載交通的特殊要求，路基碾壓機械的選用應為25～50T的鋼輪震動壓路機。

（三）整平

根據提出的壓實厚度、最大粒徑的要求，采用所選用的壓路機碾壓。在碾壓之前，應用大型推土機攤鋪平整，個別不平整處，應人工配合用細石屑找平。

（四）測點的布置

石料作為路基填料，由于粒徑較大，在碾壓過程中粒料有錯動現象，易造成測試結果的可靠度降低，故在D標與E標的試驗路段各布設10個控制點，每個控制點至少布設3個子控制點，如圖1所示，以確保測試結果的可靠性，從而進行定量分析，確定出檢測超重載下填石路堤的壓實標準。

二、壓實質量檢測方法設計

1、25～50t鋼輪震動壓路機按規范要求的碾壓措施進行碾壓，碾壓至5遍后停止碾壓。

2、利用精密水準儀測量各測點高程并記錄。對于工程上一般水準儀測量精度不能滿足要求的情況，如5mm以下僅能估計讀數的問題，可用三角板或厘米尺附于塔尺的相應位置上，準確讀至毫米。

3、繼續用25～50t的鋼輪震動壓路機碾壓3遍后，再利用水準儀測量相應點的高程，若兩次測出的同一點的高程相差不超過誤差允許范圍，則該段路該層的壓實質量符合要求；否則，繼續碾壓3遍，重新測試相應點的高程，再和上次的測試高程結果相比較，直至滿足最后一次量測的高程和上次量測的高程之差在誤差允許范圍內，證明填石路堤的填筑質量符合工程要求，方可進行下道工序的施工。

4、誤差允許范圍的確定?？紤]測量中儀器本身誤差、讀數時可疑數據的存在及其在碾壓石料的過程中粒料錯動現場引起的誤差等多種因素后，經分析，誤差的允許范圍為5mm以下。

三、試驗結果分析

（一）碾壓遍數對壓實效果的影響

試驗路面石料為灰質巖和安山巖，粒度均偏大，細粒含量相對較少，采用沉降量確定碾壓遍數的方法，評價路基碾壓的密實程度，如圖2所示，從圖中可以看出，碾壓到一定的遍數后，沉降量不再增加，且碾壓表面已無輪跡，說明填石料已處于密實狀態。

（二）碾壓機械對壓實效果的影響

圖2中的1#曲線是根據D標段試驗路用25t鋼輪震動壓路機的壓實結果，2#曲線是根據E標段試驗路用50t鋼輪震動壓路機的壓實結果，從中可以看出，25t的鋼輪震動壓路機需碾壓12～16遍，變形量才能達到穩定，而50t的鋼輪震動壓路機僅需8～10遍即可使變形穩定。從圖中還可以看出，噸位大的壓路機較噸位小的壓路機能使填石料更加密實，且壓實遍數少將近一半，由此，既可使壓實質量得到保證，又可以大量節省工期。

（三）壓路機的行駛速度對壓實效果的影響

通過現場試驗，震動壓路機的壓實效果與其本身的技術性能有關，碾壓填石料，震筒調整1500～1800n/min，行駛速度越慢越利于激振力的垂直向下傳遞，一般行駛速度最好控制在1～2km/h，即使用最低檔油門行駛壓實效果最好。

四、結語

1、開挖石料由大小不等、性質不一的塊石組成，其級配的隨機性比較大，且在碾壓過程中級配仍處于變化中，故用傳統上的壓實度的方法評價填石路堤的密實情況是不合理的。

2、根據現有填石路堤實測資料的經驗數值和現場試驗路的測試結果分析，對超重載交通的填石路堤，壓實機械應選用50t的鋼輪震動壓路機，壓實厚度不大于50cm，碾壓遍數不少于8遍，方可達到要求的壓實質量

3、通過現場試驗，影響填石路基碾壓效果的主要因素有填料虛鋪厚度、最大粒徑的控制、壓實機械及其碾壓時的行駛速度。