填石路基施工技術應用

段永建

（中建路橋集團有限公司，河北 石家莊 050000）

一、引言

當前我國公路事業(yè)發(fā)展迅猛，且在不少丘陵地區(qū)已經(jīng)開始大規(guī)模就近使用隧道洞渣或開采石材作為路基填筑材料，大大節(jié)約了施工成本[1]。針對目前影響填石路基施工質(zhì)量的因素較多，且尚未形成明確的施工規(guī)范問題，本文依托某工程項目，在分析填石材料各項性能的基礎上，測試不同填石高度和碾壓遍數(shù)下的填石路基空隙率及沉降差，提出最佳施工參數(shù)及方案。

二、工程實踐

（一）工程概況

某山區(qū)公路建設工程項目所在處地勢起伏大，部分區(qū)域落差接近30m，如果選擇長距離運輸土填筑，不僅會造成極大的資源浪費，同時也會增加施工周期和成本，因此最終決定使用附近的巖石作為填筑材料。地質(zhì)勘察發(fā)現(xiàn)，該工程項目周邊以石灰?guī)r為主，且石灰?guī)r具有一定抗壓能力和耐久性，可作為填石材料填筑路基。

（二）填石材料各項性能分析

1.壓實特性

該工程項目路基填料主要以石灰?guī)r為主，通過分析石灰?guī)r的壓實特性，發(fā)現(xiàn)灑水和未灑水的石灰?guī)r填石路基壓實度相差不大，表明石灰?guī)r用作填石路基時具有良好的強度和滲水性，且與一般土質(zhì)路基相比，無須保證含水量指標符合要求。但因巖石良好的抗壓強度可能會造成壓實度指標難以滿足設計要求，采用一般的振動壓路機可能出現(xiàn)壓實功過小的問題，而實踐證明采用強夯法則完全可滿足密實度要求。

2.破碎率

采用填石材料填筑路基時，需要考慮集料級配對填石材料破碎率的影響。首先，該工程項目通過集料級配與破碎率之間關系的回歸分析，發(fā)現(xiàn)級配與破碎率之間的相關系數(shù)很小，并未產(chǎn)生直接影響。其次，集料的最大粒徑也會對破碎率產(chǎn)生影響，該工程項目基于多重回歸分析法分析了集料最大粒徑與破碎率的相關性，發(fā)現(xiàn)集料最大粒徑也不會對填石材料的破碎率產(chǎn)生很大影響，而填筑厚度和壓實功則對破碎率影響明顯。最后，基于室內(nèi)試驗，分析了壓實功與破碎率間的關系，結果表明破碎率隨壓實功增大而不斷增大，兩者之間存在顯著的線性關系。

3.物理力學性能

填石路基在行車荷載作用下內(nèi)部集料會發(fā)生位移，尤其是路床位置的細集料會發(fā)生沉降，導致路床部分粗集料較多，空隙率增大，最終導致路基表面出現(xiàn)沉降。現(xiàn)階段的主要辦法，一方面是通過增大壓實功來提高路基壓實度，另一方面是降低路基高度，以此減少沉降差。

三、施工參數(shù)確定

為進一步確定施工碾壓遍數(shù)、填筑高度等參數(shù)，該工程項目采用26t壓實功分析不同碾壓遍數(shù)和填筑高度的填石路基空隙率和沉降差。

（一）空隙率

填石路基的空隙率檢測方法不同于一般的土質(zhì)路基，通常采用灌水法。首先，根據(jù)填石高度選擇合適的坑槽大小；其次，稱量所有填石質(zhì)量，并檢測坑槽體積；之后，檢測填石材料的含水率；最后，計算坑槽內(nèi)填石路基的空隙率。

通過分析填石路基不同填筑高度及碾壓遍數(shù)下的空隙率測試結果可知，隨著碾壓遍數(shù)逐漸增加，填石路基的空隙率都在減小，且減小速率逐漸減緩，最終都保持在20%左右。在同一碾壓遍數(shù)下，路基填筑厚度越厚，空隙率越大，壓實難度越高。因為在碾壓初期，壓實功基本相同，對填石路基作用程度基本一致，而隨填筑高度增加，路基自重所做的功也越多，空隙率變化幅度越明顯。

填石路基碾壓遍數(shù)由2遍增加至12遍后，60cm、80cm、100cm、120cm填筑高度的路基空隙率分別降低了4.1%、3.6%、2.7%、5.0%，可以發(fā)現(xiàn)路基填筑厚度越大，空隙率降低幅度越小，而當填筑高度大于100cm后，填石路基的空隙率下降幅度迅速提高，表明在此種條件下填石路基的可壓實度越高。

該工程項目選擇石灰?guī)r作為填石材料，其本身抗壓強度較大，且具有一定棱角性，相互嵌擠形成穩(wěn)定的骨架結構，導致內(nèi)部空隙率明顯大于一般土質(zhì)路基，因此填石路基越薄越容易壓實，越厚越難以壓實，可以通過提高壓實功來增大密實度。

在碾壓后期，4個不同厚度的填石路基空隙率逐漸趨于穩(wěn)定，為防止路基產(chǎn)生過壓，從經(jīng)濟性和綜合性能方面考慮，推薦填石路基碾壓10遍、填筑高度80cm為最佳方案。

（二）沉降差

為進一步分析填石路基沉降指標，該工程項目通過水準儀監(jiān)測碾壓過程中的路基單次沉降差及累計沉降差。分析可知，隨碾壓遍數(shù)逐漸增加，不同填石高度的路基單次沉降差逐漸減小并趨于穩(wěn)定，且隨填筑高度增加，沉降差逐漸增大，表明填石路基內(nèi)部集料被重新排列，空隙率減小，密實度增加。不同高度的填石路基累計沉降量隨碾壓遍數(shù)增加而增大，且當填筑高度差別越大時，最終累計沉降差越顯著。說明在一定條件下，壓實功對改善填石路基沉降差具有局限性，在增加填石高度的同時還需要增加壓實功，方可保證累計沉降差滿足要求。

四、施工工藝

（一）施工準備

施工前需要路基測量放樣，根據(jù)設計圖紙計算填石路基填方總量，并校核高程控制樁。在原地面復核后還需要清理填方路段，清理深度通常在15cm左右，并把清理的碎土運輸至施工現(xiàn)場以外。依據(jù)該工程項目工程量大小確定機械設備數(shù)量，并檢查設備是否正常運轉(zhuǎn)，避免在施工過程中出現(xiàn)因設備損壞而停工現(xiàn)象。

（二）基底施工

基底部分包含巖石集料和細粒土，為防止細粒土過多導致路基穩(wěn)定性不足，需要清理基底部分的細粒土。此外，還需要鋪設2層～3層碎石過渡層，層厚控制在35cm～56cm左右。

（三）填石材料運輸與卸料

控制填石路基坡腳線兩點之間掛線間距在20m左右，根據(jù)施工參數(shù)研究分析，松鋪厚度控制在80cm左右，充分保證后續(xù)壓實度滿足要求。運輸至現(xiàn)場的填石材料需要擺放在合適位置，防止后面增加不必要的工作量。

（四）填石路基攤鋪及壓實

待填石路基攤鋪結束后，為保證橫向排水通暢，需要設備保持3%的橫坡度，且攤鋪過程中應及時檢查施工是否合格，對局部處理不到位的可以使用人工找齊的方式。防止其他雜物對路基穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，須保證整個攤鋪過程路基表面干凈整潔，及時清理出現(xiàn)的雜物。

考慮到填石路基壓實難度大，因此該工程項目采用大功率壓路機碾壓填石路基，碾壓方向由路基邊緣向路中心過渡，針對局部碾壓不充分位置，采用人工方法先拌和碎石與細粒土再攤鋪碾壓，路基局部出現(xiàn)裂縫處可用石屑填補，以保證填石路基的密實度達到要求。