山區公路填石路堤壓實質量控制技術

李鴻哲

（中交路橋北方工程有限公司，北京100000）

1 引言

填石路堤是指用石頭（包括大卵石）或土壤與巖石的混合物填充的路堤[1]。對于回填料，粒徑大于37.5mm且不大于500mm，回填中單軸抗壓強度大于15 MPa的石材大于70%。為填石路堤選擇的壓實質量控制方法必須適應項目特征，簡單、快速且易于使用。鑒于填石路堤的特點，本文總結填石路堤壓實質量影響因素并提出控制措施，以指導現場施工并為修改提供參考。

2 路堤壓實施工方法

2.1 基底處理

根據施工時的實際地質情況，路基用地范圍內應清除原地表植被和耕植土，旱地林地路段一般按原地面以下30cm計，水田路段按50cm計。清除地表耕植土應分段集中堆放，以備植草綠化或復耕之用。根部和其他障礙物開挖留下的孔洞和凹陷必須按照施工規范進行回填和壓實，以確?；椎姆€定性，填充前必須清潔并壓實。填筑路堤前，應將地基表層碾壓密實，基底壓實度不應小于90%。清表施工完成，便可以在監理工程師檢查后進行下一道工序的施工。

2.2 填料的選取

填料應按照相應規范規程進行測試?；靥盍蠁屋S抗壓強度大于15MPa，并應通過監理單位進行的抽樣測試來確認，以確保填石的質量。石料的最大粒徑不得超過壓實層厚度的2/3，不規則系數必須為15~20，必須清除或破碎含有超大尺寸的石材[2]。

2.3 措施的執行

由全站儀放設路基中心線及邊線，在中心線及邊線上設置木樁20m/樁，以精確控制線路的中心線及寬度。在現場用水準儀測量各樁的控制標高，并用紅線標記該標高，并將其用作控制樁，以控制進料的厚度和路基的寬度。

2.4 填石

在填石路堤表面上填充其他材料時，填石路堤的頂部表面必須沒有明顯的空隙。

在填料之前，首先使用石灰線化方格，根據每層不超過50cm厚的規格，計算每個方格的尺寸，并計算每個方格的體積，再加上運輸石材的立方數，從而確定每個方格的卸石車數，現場施工人員根據車輛數量檢查每個方格中的填料厚度。根據線路的橫坡、縱坡進行推平。在推土機調平期間，發現粒徑過大的采用破碎機現場破碎，或者統一運出填筑范圍，破碎后運回場內。

碾壓完畢后，對已經壓實好的路基采用最后2遍壓實沉降差進行壓實度及孔隙率檢測，滿足設計要求則判定合格。并且在正式填筑前，先選取長度不小于100m的路基施做試驗段，每層的沉降差及孔隙率，均不得大于試驗段所得數據。

每一填筑層必須滿足設計要求的平整度和路拱，以保證雨天路基填筑面不積水。路拱在第1層全斷面填筑時設置完畢，第2層開始則均厚填筑。填石路堤的填料如其巖性相差較大，則將不同巖性的填料分層或分段填筑。

2.5 高填路堤的填筑

高填路堤段通常還需進行增強補壓，減少路基沉降，一般采用強夯及沖擊碾壓。強夯施工適用于路基連續填筑長度小于100m，且強夯深度5m內無涵洞、通道等構造物的填方路段。沖擊碾壓適用于路基連續填筑長度大于100m的高填方路段，主要用于路堤分層填筑碾壓后的檢驗性補強壓實。

高填路基的地基土體，由于填筑體對其施加了較大的壓力，會產生壓縮變形，填筑體在自身重力作用下也要壓密變形，這2個變形的完成都需要一定的時間才能完成，并逐步達到穩定，所以應優先填筑高填路堤段。

3 填石路堤施工要點及壓實質量控制分析

3.1 石材等級對填石路堤的壓實產生影響

荷載的粒度分布是填石路堤壓實的重要因素。根據現場壓實試驗的結果，填石路堤的壓實程度與石材的粒徑特征參數密切相關。適當地增加石材的細顆粒含量，可以顯著改善壓實度。

3.2 填料顆粒的破裂對壓實效果的影響

通常認為，較大的顆粒將在軋制過程中較易破碎。隨著粒度減小，顆粒破碎率迅速降低，達到一定能量后，破碎率的增加率不再明顯。隨著顆粒破碎率的增加，填料的密度也增加[1]。

3.3 壓實速度和壓實次數的影響

壓實速度對壓實質量和生產率有重大影響：當厚度恒定時，傳遞到壓制材料上的能量與軋制和磨削成正比，當壓實速度加倍時，壓實次數增加一倍，滾動速度影響振動輪在特定平面上的壓緊時間。壓實速度慢時，單位面積的振動次數大于壓實速度高時的振動次數。當壓實速度提高時，每個振動的距離提高，這減小了作用在待壓制材料上的能量，導致所需的壓實次數量增加。

為了壓實填石路堤，使用大型振動壓路機，根據試驗確定合適的壓實厚度。壓實能力對路堤壓實的影響：隨著壓實功能的增加，干密度迅速增加，但是當壓實功能增加到一定值時，干密度增長略有下降，壓實效果降低，因為如果石材顆粒受到外力作用，內部應力發生變化，失去了初始的平衡狀態，顆粒克服了摩擦阻力，彼此移動，被填充，發生了新的排列，孔隙減少，密度增加。施加的外力越大，移動和填充顆粒的能量就越大，石頭越靠近[2]。當填料在一定程度上致密時，顆粒之間的孔隙率很小，因此，壓力函數增加，并且很難移動和填充顆粒。

3.4 壓實厚度的影響

目前的施工和設計規范中沒有關于路堤壓實厚度的具體要求或標準。振動壓路機下，物料中作用力的分布可通過布西茲理論來分析。根據國內外工程的經驗，在傳統的抗壓實條件下，填石路堤的層厚通?？刂茷榧s0.5m。

3.5 振動頻率的影響

通常，高頻和低振幅對粗礫石有效，而對于振動壓路機，路堤表面的最大干密度不大。在10~15cm處，回填的最大干密度最大，這是因為表面上的壓實材料直接與輥一起滾動，并且兩者不緊密接觸。在振動產生的壓力波的作用下，表面被釋放，并在表層下面一定深度處，顆粒被引入到粗顆粒的空隙中，并且顆粒被重新排列，從而石頭很容易壓實。隨著深度的增加，其最大干密度逐漸降低，最終達到原始的堆積密度。

4 結語

總而言之，山區和丘陵地區充滿了裸露的石頭或廢棄的石頭，但取材方便，占用的土地更少，具有良好的技術性能，如高強度、高剪切強度、高壓實密度和低垂度。在工程建設中，應從影響因素的分析出發，采取適當的措施，以提高路堤的壓實質量。