填方公路填石路基施工關鍵技術分析

張 巖

(山西省交通科學研究院，山西 太原 030006)

0 引言

隨著公路工程建設能力和技術的快速提升，大量山區公路建設項目不斷開工，為了實現省內農村公路建設的質量和效率，必須進一步細化山區部分填方路段的施工能力。在山區填方公路中，路基填石施工技術是常見的施工方式之一，也是確保公路路基穩定性和承載能力的關鍵。本文以省內填方公路填石路基施工為研究案例，對具體的填石路基施工技術進行了相應分析，就路基填石的施工標準、施工質量控制及施工關鍵技術和流程進行對應分析，以期提升省內公路工程中填石路基的施工質量。

1 省內填石路基施工技術規范

在省內填方公路填石路基施工過程中，為了保證路基施工質量和路基承載能力和穩定性滿足設計及規范要求，必須從以下幾方面進行規范控制:

1)應控制填筑材料質量，路基填筑石材標準為：填筑材料最大粒徑應低于路基石材厚度的65%，且最大粒徑值應低于300 mm，若原有石材粒徑值較大，可選用機制設備粉碎，防止石材粒徑過大導致的石材間內摩擦力較低、密實度不足的問題。

2)在路基填筑過程中，為了保證路基層形成較強的承載能力，必須保證粒徑骨料之間的咬合力，路基填筑后，應及時組織壓實，做好路基材料的初壓和終壓施工，保證后期路基層總體沉降值和不均勻沉降值均滿足規范和設計要求。

3)需對填筑材料的性能進行控制，保證施工填筑材料的飽水率及抗壓強度達到規范和設計要求，具體控制指標為：填筑材料在飽水情況下的極限抗壓強度應大于20 MPa，路基層總體抗壓強度滿足設計和使用要求。

4)需保證材料的質量，加強施工材料的管理和監督，確保膨脹性巖土、粉質巖石等物理性能較低的巖石堅決不進施工現場使用。

2 山區公路填石路基施工關鍵技術

2.1 做好路基設計和壓實質量控制

由于地質條件的不同造成路基施工的環境復雜多樣，而路基的施工質量往往直接決定公路工程的質量和使用年限。因此如何確保路基施工的強度和穩定性成為了公路施工的重中之重。為加強對公路填石路基的質量控制，首先應在設計階段進行管理，即對設計方案進行審查。嚴格審查設計方案的征地情況與當地實際情況是否相符，路面寬度是否可滿足交通量的需求。路基是否能承擔起相應的荷載等級，是否具有安全性，道路工程的預算是否合理，只有嚴格地對設計階段進行控制，才能對工程質量進行保障。此外，道路施工質量的管理離不開施工工藝。一般而言，選擇合適的施工工藝、制定合適的施工方案，對最終工程的質量具有控制作用。因此為制定切實可行的施工方案，需要在進行方案的設計人員對方案進行制定時嚴格遵循規范。在現場進行施工時需要安排專業人員對施工過程進行監督，做好施工過程的監督報告，對施工方案的實施和建設進行實時監督以控制施工的質量。例如在填方施工進行前，首先對填方材料進行壓實試驗，得到準確的數據來滿足預定的壓實度、密實度的要求。施工時為防止地基層與原土層的連接不良，通常會在填方施工前對原土層的表面進行清理。而為保證地基的承載力通常會在清理工作完成后對原地面進行壓實，防止將來投入使用后因為水或車輛荷載發生地基的不均勻沉降，破壞路面結構的完整性和功能性。對壓實的技術要求一般是分層壓實，即待松鋪厚度達到要求時就用壓實機進行一次壓實，由于路基粒徑均值大于150 mm，為了保證攤鋪質量和厚度均勻，應選用大功率攤鋪設備，本項目中路基初壓采用振動式鋼輪壓路機，終壓采用振動式鋼輪壓路機和雙膠輪壓路機配合施工。即待松鋪厚度達到要求時就采用相應的壓實機進行一次壓實，在每次壓實工作完成后還需對壓實質量進行檢查，這樣可以有效避免因施工過程的不達標帶來的安全隱患。

2.2 填方公路填石路基分層填筑層厚控制

在山區填方公路填石路基施工實踐中，為了保證填石路基的整體質量和整體夯實度，必須選用分層填筑、分層壓實的施工方式。路基填石經壓實后分層填筑料之間應能夠形成足夠的咬合力，層間的內摩擦力需滿足設計及規范試驗指標，只有這樣才能確保路基的整體性。經實驗研究發現填石粒徑超過標準粒徑值時，不但會影響壓實設備的正常工作，而且難以使石料之間達到設計咬合力和承載能力的要求。因此為確保路基層間的連接，填石的粒徑應低于填筑厚度的65%。進行攤鋪工作前應設置專人對填石粒徑進行嚴格篩分，從而間接的控制單層攤鋪厚度。

2.3 山區填方公路填石路基壓實控制

在山區公路填石路基施工過程中，為了保證填石路基的整體質量和承載能力，必須確保攤鋪及壓實的可靠性，在路基壓實施工中，為了保證填石路基各層充分密實，防止后期路基在荷載作用下出現大幅整體沉降及局部不均勻沉降，應采用重型振動鋼輪壓路機和膠輪壓路機聯合施工。此外，在壓實過程中，可以在填筑料中添加一定比例的水，用以潤滑填石石料。一般情況下，振動鋼輪壓路機的振動頻率應控制在20 Hz～35 Hz之間，具體振動頻率應根據施工現場環境進行微調。在碾壓過程中，為了保證壓實質量，初壓及終壓共計壓實至少8次，壓實施工必須保證全方位，防止出現局部漏壓問題。圖1為填石路基攤鋪及壓實施工現場。

3 山區填方公路填石路基施工技術及工藝特點

3.1 填方公路填石路基施工材料及壓實施工特點

公路填石路基施工質量取決于施工填筑石材的粒徑和石材密度，通常情況而言，由于施工材料選用的差異，導致路基填筑成型質量和承載能力存在較大差異，因此，為了保證填方公路的填筑質量，必須對備選石料進行試驗檢測。且試驗初始密度指標僅作為參考。此外，填方公路填石材料性質與普通路基填筑材料的性質存在差異，普通公路的路基填筑料，在長期荷載作用下，很容易出現不均勻沉降及變形，導致路基結構使用壽命縮短，但填石路基材料的彈性模量指標較高，在同樣荷載作用下，變形較小，相應的沉降值也較小。在后續壓實施工過程中，必須保證攤鋪均勻，骨料級配合理，防止在壓實過程中出現嚴重的離析問題，從而導致路基材料局部不均勻。

3.2 科學選取填石路段

在填方公路填石路基施工實踐中，為了保證填石路基的施工質量和施工適用性，必須選取滿足填石路段要求的路段進行施工，一方面充分發揮填石路基高承載能力和小變形特性，另一方面是最大程度降低施工路段后期養護維修成本，提升公路使用的可持續性和公路建設投資效率。此外，具體的施工方法必須嚴格依照路基材料性質，主流的施工方法有分層填筑和土石方交替填筑兩種基本方法。例如，對于沿河高填方路基施工而言，由于沿河路段在長期河水侵蝕作用下，路基結構容易滲水，長期作用下，容易引起路基材料級配變化，影響路基的綜合承載能力和耐久性。為了提升路基填筑材料的密實性，應采用土石方交替填筑的方式進行，確保壓實效果和壓實質量。

3.3 填方公路填石路基基礎施工方式

在填方公路填石路基施工基礎底部施工過程中，應加強基礎施工質量，必須意識到基底質量對整個填石路基的質量影響，基礎底部承載能力均勻性應處于規范給定范圍內。在使用土石方交替填筑施工方法中，應對顆粒直徑較小的進行處置，保證石材及小粒徑土層之間的承載能力二者間差異降低。此外，選用土石方交替施工法進行施工前，應確保設置三層以上的過濾網，且填石材料的厚度應超過400 mm以上。

3.4 填方公路填石路基攤鋪施工

在具體的填方公路填石路基施工階段，為了保證分層攤鋪質量和填筑后路基結構層的整體質量，應選用可靠的漸進式攤鋪施工技術，以保證每層路基填筑材料的夯實能力，為了提前落實路基結構攤鋪工作，應先安裝項目實際情況對路基結構的寬度和攤鋪面積進行提前設計試算，使用功率較大的推土和攤鋪設備進行路基攤鋪和壓實。且在攤鋪過程中，必須保證路基材料向前推移有效值在5 m以上，一層推移完成后，在已經推平的路面上再次放上施工材料，并再次使用大功率推土機來進行二次攤鋪施工作業。最后，在填石路基攤鋪施工的尾聲，還應該使用部分施工材料來填補原有填石路基上的孔隙和微裂縫，直至路基表面未見明顯裂縫為止。