駐信高速改擴建工程土石混填路基施工技術*

魏建國，李洋，王晶，張偉

（1.長沙理工大學交通運輸工程學院，湖南長沙 410004；2.育才-布朗交通咨詢監理有限公司，湖南長沙 410015）

駐信高速改擴建工程土石混填路基施工技術*

魏建國1，2，李洋1，王晶1，張偉1

（1.長沙理工大學交通運輸工程學院，湖南長沙 410004；2.育才-布朗交通咨詢監理有限公司，湖南長沙 410015）

以具有代表性的駐信（駐馬店—信陽）高速公路改擴建工程第二標段土石混填路基試驗段施工為例，通過室內外試驗及路基沉降監測，研究駐信改擴建地區土石混填技術。結果表明，土石混填這種路堤填筑方式滿足路基填筑的要求，符合施工規范及設計要求；相對于常規填土路基，土石混填路基具有節約土地資源、質量容易控制、強度較高、穩定性較好的特點。

公路；土石混填；路基；沉降監測

1 工程簡介

駐信（駐馬店—信陽）高速公路改擴建工程第二標段起訖樁號為K11+900—K23+800，位于駐馬店市境，路線走向與老路相同，全長11.9km。所在地區大部分屬于平原地段，兩側耕地較多，由于國家近年來力行嚴格保護耕地的政策，施工中取土困難，路基填筑多采用周圍山地取石，多為填石路基與土石混填路基。土方路基填筑試驗段擬定在K18+ 537—706（左幅）段，全長169 m，試驗段路基壓實區為93、94區。路基填筑時按路基橫斷面設計寬度、外側超寬50 cm控制。

根據對周圍土質的試驗對比，采用K27+500處東側距主線約3km取土場土料為該路基填方材料。填筑試驗前對填料進行顆粒分析、擊實等室內試驗，結果見表1。由表1可知：土質的塑性指數＞17，為黏性土質，土質水穩定性較好；30擊的承載比為6.8＞5，可用于93、94區路基填筑。

施工時壓實度檢測，如果37.5mm篩余量大于30%，則采取沉降差法；如果小于30%，則采取灌砂法。篩分試驗分兩組，各取干燥試樣10 050 g，試驗結果見表2。由表2可知：兩組試驗37.5mm篩余量分別為35.6%、36.1%，平均為35.9%，屬土石混填（土石比為30%～70%），料源質量滿足土石混填路基填筑要求，沉降檢測采用沉降差法。另外，對石料進行抗壓強度試驗，得抗壓強度為37.5 MPa，屬中硬石料，強度較高，可用于填筑。

表1　取土場土質土工試驗結果

2 試驗段的施工

為保證土石混填填筑路段的整體性能，選取適合土石換填的路段進行200 m左右的試驗性填筑，記錄壓實設備的類型和組合方式、松鋪厚度、土石混填整平方法及壓實器械的碾壓遍數和速度等，用壓實度檢測方法和沉降檢測方法檢測每壓實一遍后路基沉降量和壓實度。通過對上述數據的分析，確定最經濟的松鋪厚度、最佳機械組合方式及碾壓速度、碾壓次數和壓實度，確保土石換填的質量。

2.1基本技術要求

（1）在土石混填路段施工中不允許采用傾填法，必須分層填筑、分層壓實，每層壓實厚度根據壓實機械類型和規格確定，盡量控制在40 cm以下。

（2）若填料中存在大塊石等硬質材料，壓實設備不能壓碎，則必須清除或破碎，其尺寸不可超過目前這一層的壓實厚度。

（3）路基每層填筑都需打出方格來控制上土，以上土的數量嚴格控制松鋪厚度。為確保路基斷面尺寸及路基壓實度，填土寬度每側需大于設計填筑寬度50 cm（路槽除外）。

（4）施工時按表3要求進行控制。

表2　取土場石料篩分試驗結果

表3　土石混填路基施工實測項目

2.2試驗段施工工藝及效果

試驗段施工工藝流程見圖1。碾壓到第2遍，壓實頂面穩定，不再有明顯下沉時開始檢測壓實度。方法為：恢復控制點，測量各點標高，檢測壓實度，計算沉降量；以后每碾壓完一遍即恢復控制點，檢測壓實度，測量標高。相鄰兩次測量的差值即為沉降差。碾壓至第4遍（93區，要求沉降差＜5mm）、第6遍（94區，要求沉降差＜2mm）后，若壓實度滿足設計要求，則可以該遍的沉降差平均值和沉降差標準差及碾壓遍數作為試驗結論，作為大規模施工時壓實質量檢查控制標準。檢測壓實度達到設計要求后再靜壓收光一遍。

碾壓機具為22 t振動壓路機。路基碾壓第2～6遍時，每遍碾壓后對5個點進行壓實度檢測，對15個點進行沉降檢測，測點均位于左幅路基，檢測結果分別見表4、表5。

圖1　土石混填試驗段施工工藝流程

表4　土石混填試驗段壓實度檢測結果

由表4、表5可知：1）路基碾壓2遍后，路基沉降最小值為46mm，最大值為65mm，平均沉降為53.4mm；壓實度平均值為91.0%。2）碾壓3遍后，路基沉降最小值為52mm，最大值為71mm，平均沉降為58.73mm；壓實度平均值為93.1%。與碾壓2遍相比，路基整體沉降減小5.33mm，壓實度提高2.1%。3）碾壓4遍后，路基沉降最小值為55mm，最大值為72mm，平均沉降為62.80mm；壓實度平均值為93.2%。與碾壓3遍相比，路基整體沉降減小4.07mm，壓實度提高0.1%。4）碾壓5遍后，路基沉降最小值為58mm，最大值為79mm，平均沉降為65.67mm；壓實度平均值為94.7%。與碾壓4遍相比，路基整體沉降減小2.87mm，壓實度提高1.5%。5）碾壓6遍后，路基沉降最小值為58mm，最大值為76mm，平均沉降為67.27mm；壓實度平均值為95.2%。與碾壓5遍相比，路基整體沉降減小1.60mm，壓實度提高0.5%。6）碾壓4遍后，路基相鄰兩次碾壓的壓沉值均在5mm以內，滿足93區壓實度控制要求；碾壓6遍后，路基相鄰兩次碾壓的壓沉值均在2mm以內，幾乎不再下沉，滿足94區壓實度控制要求。平均松鋪系數為1.20。試驗段施工技術及質量控制措施可供大規模施工參考。

表5　土石混填試驗段沉降差檢測結果

3 結語

通過對K18+537—706土石混填試驗段的成功填筑，表明土石混填這種路堤填筑方式能夠滿足路基填筑施工要求，符合施工規范及設計要求，同時相對常規路基填筑更具有施工進度快、檢測直觀、穩定性好、質量易控制的特點。結論如下：

（1）對試驗段取土場石料土質進行土工試驗，確定土的CBR為6.8%，大于規范5%的要求，石料強度為37.5 MPa，兩組試驗37.5mm篩余量平均為35.9%，屬于土石混填路基，可用于93、94區路基填筑。

（2）填料開挖及攤鋪施工中，料場開采過程中應盡量保證土石混合料的均勻性，最大粒徑不超過層厚的2/3，采用自卸車運輸，后退法卸料（畫方格線，卸料點均勻分布），推土機進行初平，人工配合進行局部精平。

（3）對于土石混填路段，松鋪的層厚40 cm，上下誤差3 cm以內，松鋪層厚過大不宜進行壓實，無法保證壓實度。填料的含水率盡量保持在最佳含水率，誤差控制在±2%，含水率過高或者過低都會對壓實度有很大的影響。含水率如果過高，可進行翻曬；如果含水率過低，需采用灑水車灑水，并且重新進行含水率測定，直至調節含水率到最佳。

（4）采用22 t壓路機順路基縱向采用進退錯距法碾壓，先靜壓1遍，速度控制在2.5～4km/h，中間碾壓次數由弱振到強振，第一遍振壓時行走速度為2km/h，中間振壓時行走速度為4km/h，收光靜壓時行走速度為4km/h。前后兩次碾壓輪跡重疊必須保持1/3以上。93區必須靜壓1遍，振壓4遍，以每層路基沉降差在5mm以內控制壓實度。94區必須靜壓1遍，振壓6遍，以路基沉降差在2mm以內控制壓實度。

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U418.8

A

1671-2668（2016）05-0140-04

湖南省自然科學基金資助項目（2015JJ3007）；湖南省科技計劃重點項目（2015GK3019）；湖南省教育廳科研項目（15C0042）；公路工程教育部重點實驗室基金項目（kfj110103）

2016-03-21