壓實(shí)技術(shù)在高速公路高填方路基施工中的應(yīng)用

羅明帥

（石家莊市公路橋梁建設(shè)集團(tuán)有限公司，河北 石家莊 050000）

我國部分高速公路位于山嶺重丘區(qū)，存在較多的高填方路基。由于填筑高填方路基需要的填方量較多，且路基填筑較高，為施工帶來了較多困難。

一、高填方路基壓實(shí)技術(shù)

（一）分層壓實(shí)技術(shù)

分層壓實(shí)技術(shù)從上而下逐層填筑、壓實(shí)，填筑作業(yè)中每填筑一層，壓實(shí)機(jī)器就在施工路段往返行駛、反復(fù)壓實(shí)土層。分層壓實(shí)技術(shù)一般分為靜壓和振動(dòng)壓實(shí)，填筑作業(yè)從最低處開始，每填筑一層即采用重型壓實(shí)機(jī)械振動(dòng)壓實(shí)，壓至填筑面土石結(jié)構(gòu)層穩(wěn)定后，再采用膠輪壓路機(jī)靜壓，壓實(shí)速度控制在1km/h～3km/h，壓至填筑面平整、壓實(shí)度符合要求，若存在填筑面坑槽則需人工填補(bǔ)壓實(shí)。該過程中，需嚴(yán)格把控壓實(shí)遍數(shù)，壓實(shí)遍數(shù)過少會(huì)導(dǎo)致填筑路基承載能力不足，出現(xiàn)不均勻沉降；壓實(shí)遍數(shù)過多則會(huì)導(dǎo)致壓實(shí)成本增加。此外，需將壓實(shí)機(jī)器行駛速度嚴(yán)格控制在2km/h左右。

（二）沖擊碾壓技術(shù)

沖擊碾壓是一種新型路基壓實(shí)技術(shù)，通過沖擊碾壓機(jī)壓實(shí)輪連續(xù)滾動(dòng)沖擊壓實(shí)道路土層。壓實(shí)輪的外形為花瓣形狀，主要包括直徑為180cm的三瓣形壓實(shí)輪、直徑為190cm的四瓣形壓實(shí)輪、直徑為200cm的五瓣形壓實(shí)輪，需根據(jù)施工現(xiàn)場土質(zhì)含水率、干密度和壓實(shí)度要求選擇不同的壓實(shí)輪。

（三）分層強(qiáng)夯技術(shù)

分層強(qiáng)夯是將夯壓錘置于路基之上，由夯壓錘產(chǎn)生的縱波、橫波、表面波傳至土層起到加固作用的路基壓實(shí)技術(shù)。夯壓錘的波強(qiáng)決定了路基壓實(shí)度，波具有反射作用，當(dāng)縱波接觸路基底面后，自下而上加固路基中部土層，再反射到路基頂面引起松弛，隨即波從頂面自上而下傳遞，從而再一波加固路基頂面土層，以此反復(fù)壓實(shí)加固路基土層。根據(jù)土層松鋪厚度和松鋪系數(shù)選擇擊實(shí)能，對高填方路基的標(biāo)高進(jìn)行檢測后布置路基擊實(shí)位置，并根據(jù)施工壓實(shí)效果確定壓實(shí)機(jī)具的重量和高落距。在壓實(shí)施工過程中，當(dāng)路基土層發(fā)生松動(dòng)時(shí)需及時(shí)調(diào)整擊實(shí)能，以提升壓實(shí)質(zhì)量。

二、工程實(shí)踐

（一）工程概況

某高速公路沿線地質(zhì)復(fù)雜多變，海拔高程為500m～1341m。根據(jù)當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)情況，道路工程中出現(xiàn)了大量的高填方路基，填筑路基高度為30m，填料屬于土石混合填料。本文選用k119+910～k119+970道路右側(cè)作為試驗(yàn)路段，研究不同壓實(shí)技術(shù)和不同土石配比對高填方路基施工質(zhì)量的影響。

（二）施工工藝

選取該高速公路k119+910～k119+940道路右側(cè)為試驗(yàn)路段，全程300m將試驗(yàn)路段平均分成三段，每段長100m。在相同填料材質(zhì)基礎(chǔ)上，試驗(yàn)路段A采用土石比為100：0，試驗(yàn)路段B采用土石比為75：25，試驗(yàn)路段C采用土石比為50：50，使用相同壓實(shí)技術(shù)對三個(gè)試驗(yàn)路段進(jìn)行壓實(shí)施工。

選取公路k119+940～k119+970道路右側(cè)為試驗(yàn)路段，全程300m將試驗(yàn)路段平均分成三段，每段長100m。在相同填料材質(zhì)且土石配比相同的情況下，使用不同壓實(shí)技術(shù)，試驗(yàn)道路D采用分層壓實(shí)技術(shù)，試驗(yàn)道路E采用沖擊碾壓技術(shù)，試驗(yàn)道路F采用分層強(qiáng)夯技術(shù)，對三個(gè)試驗(yàn)路段進(jìn)行壓實(shí)施工。

（三）性能檢驗(yàn)

1.土石配比

在試驗(yàn)路段采用三種土石比例填筑高填方路基。試驗(yàn)路段A、試驗(yàn)路段B、試驗(yàn)路段C壓實(shí)施工完成后，通過試驗(yàn)檢測三個(gè)試驗(yàn)路段沉降量，以探究土石比例對高填方路基穩(wěn)定性的影響。不同試驗(yàn)路段的路基沉降量如表1所示，不同試驗(yàn)路段的路基沉降量與土石配比關(guān)系圖如圖1所示。

表1 不同試驗(yàn)路段的路基沉降量

圖1 不同試驗(yàn)路段的路基沉降量與土石配比關(guān)系圖

由圖1可知，在使用相同填料材質(zhì)和壓實(shí)技術(shù)施工的情況下，填筑高度為30m時(shí)，試驗(yàn)道路A沉降量為30cm，試驗(yàn)道路B沉降量為13cm，試驗(yàn)道路C沉降量為5cm，試驗(yàn)道路C沉降量最小，說明土石比為50：50時(shí)，道路壓實(shí)效果最好。將土石按照50：50混填，在壓路機(jī)碾壓作用下石料形成骨架，土體經(jīng)過壓實(shí)與骨架密切接觸，可增加整體穩(wěn)定性。

由圖1可知，試驗(yàn)路段B填筑高度在3m時(shí)，沉降量為3cm；填筑高度在10m時(shí)，沉降量為7cm；填筑高度在20m時(shí)，沉降量為12cm；填筑高度在20m時(shí)，沉降量為13cm；說明填筑高度增加路基沉降量隨之增加，因此在高速公路高填方路基施工時(shí)，選擇土石比為50：50，且填筑高度控制在20m～30m，不僅可以提高壓實(shí)效果，還可以節(jié)約施工成本。

2.壓實(shí)技術(shù)

在試驗(yàn)路段采用分層壓實(shí)、沖擊碾壓和分層強(qiáng)夯等技術(shù)壓實(shí)高填方路基。試驗(yàn)路段D、試驗(yàn)路段E、試驗(yàn)路段F填筑高度為30m，壓實(shí)施工完成后，通過試驗(yàn)檢測三個(gè)試驗(yàn)路段沉降量，以探究不同壓實(shí)技術(shù)對高填方路基穩(wěn)定性的影響。不同試驗(yàn)路段的路基沉降量如表2所示。

表2 不同試驗(yàn)路段的路基沉降量

由表2可知，填筑高度為30m時(shí)，試驗(yàn)路段D沉降量為20cm，試驗(yàn)路段E沉降量為20cm，試驗(yàn)路段F沉降量為20cm，說明沖擊碾壓技術(shù)能有效減少路基沉降變形，分層強(qiáng)夯技術(shù)比沖擊碾壓技術(shù)略差，但是壓實(shí)效果明顯優(yōu)于分層壓實(shí)技術(shù)。因此高填方路基壓實(shí)施工中，應(yīng)優(yōu)選沖擊碾壓技術(shù)，可減少路基沉降變形，提高路用性能。

三、結(jié)語

研究結(jié)果表明，土石比為50：50的試驗(yàn)道路沉降量最小，壓實(shí)效果最好；路基沉降量隨填筑高度增加而增加，在20m～30m趨于穩(wěn)定；三種高填方路基壓實(shí)技術(shù)中，沖擊碾壓技術(shù)壓實(shí)效果最好、分層強(qiáng)夯技術(shù)次之、分層壓實(shí)技術(shù)壓實(shí)效果現(xiàn)對較差。