高速公路填筑路基施工技術(shù)要點(diǎn)探究

摘要 為提升高速公路建設(shè)水平，保障公路路基質(zhì)量，文章結(jié)合高速公路路基工程項(xiàng)目，對(duì)高速公路填筑路基施工技術(shù)展開研究，旨在明確路基填料選用、填筑、壓實(shí)等技術(shù)要點(diǎn)，促進(jìn)路基填筑施工規(guī)范化發(fā)展，同時(shí)完善路基安全性能，使其平整度、壓實(shí)度符合高速公路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，滿足城市交通體系建設(shè)要求。

關(guān)鍵詞 高速公路；填筑；路基；施工技術(shù)

中圖分類號(hào) U416 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2024）16-0153-03

0 引言

高速公路建設(shè)中，填筑路基施工作業(yè)十分關(guān)鍵，關(guān)系著高速公路施工效率、整體質(zhì)量。但在實(shí)際工程中，路基填筑階段存在碾壓不充分、壓實(shí)度不符合規(guī)定、各區(qū)域路基差異沉降等問題，導(dǎo)致路基耐久性受損。為提升路基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，保障高速公路通行安全，應(yīng)重視路基填筑施工，掌握填筑施工技術(shù)要點(diǎn)，確保路基填筑質(zhì)量，降低高速公路交通安全風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生率，維護(hù)高速公路出行人員生命安全。

1 項(xiàng)目概況

某高速公路工程，起止樁號(hào)為K85+000～K175+557.680，設(shè)計(jì)速度為100 km/h，采用雙向四車道、雙向六車道的高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。標(biāo)段內(nèi)包含主線長32.1 km，主線路基長32.15 km，結(jié)構(gòu)為整體式，路基填筑以土石方為主。路基寬度為26 m，斷面結(jié)構(gòu)為0.75 m土路肩+3 m硬路肩+2×3.75 m行車道+0.75 m左側(cè)路緣帶+2 m中央分隔帶+0.75 m右側(cè)路緣帶+2×3.75 m行車道+3 m硬路肩+0.75 m土路肩，主要工程量如表1所示。

2 高速公路填筑路基施工流程及準(zhǔn)備

2.1 施工流程

施工設(shè)計(jì)依據(jù)《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D30—2004）、《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F10—2006），施工流程如圖1所示。

2.2 施工準(zhǔn)備

2.2.1 前期勘察

（1）測(cè)量、核對(duì)路基結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)信息，如橫斷面數(shù)據(jù)、標(biāo)高、中心線，標(biāo)記路基坡腳、護(hù)坡道、棄土場(chǎng)等位置。

（2）勘測(cè)路基范圍水文、地質(zhì)、地下管線分布信息，檢測(cè)路基填筑材料，包括土石方、挖方土體[1]。項(xiàng)目所處區(qū)域年降雨量為885.2 mm，相對(duì)濕度72%；路基換填材料為土石混合料，粒徑﹥2 cm應(yīng)占50%，碎石路為風(fēng)化料，其風(fēng)化碎石強(qiáng)度﹥15 MPa。

2.2.2 基底處理

（1）若地面坡度﹤1∶5，應(yīng)清除表土，壓實(shí)地面。當(dāng)?shù)孛嫫露醛?∶2.5時(shí)，應(yīng)開挖臺(tái)階，臺(tái)階寬度﹥2 m，設(shè)置向內(nèi)傾斜坡度約3%。

（2）清理路基表面雜物，設(shè)1.5%橫坡并壓實(shí)，清表深度為30 cm。項(xiàng)目沿線含地表水、地下水，需布設(shè)排水措施，路堤底部填筑砂礫、風(fēng)化片石。如在挖方路肩外側(cè)、低路堤坡腳外側(cè)，布設(shè)平行路中線的排水邊溝。平坦區(qū)域可在路旁設(shè)土坑作為排水邊溝。邊溝縱坡應(yīng)與路基縱坡相同，但大于0.5%。邊溝縱坡值過大時(shí)，應(yīng)增設(shè)跌水、急流槽，加固邊坡。

（3）路塹開挖時(shí)應(yīng)基于橫斷面自上而下，不可逆轉(zhuǎn)施工。若地質(zhì)不良需設(shè)擋土墻時(shí)，應(yīng)分段開挖[2]。項(xiàng)目采用“縱挖法”，縱向開挖，逐漸向兩側(cè)橫移。開挖深度增加后，可多個(gè)作業(yè)面共同開挖。

開挖作業(yè)面應(yīng)自上而下，從中心向兩邊進(jìn)行順坡分層開挖，禁止掏底開挖。開挖期間，可隨時(shí)刷坡，一次修筑邊坡。深挖區(qū)域需修筑降坡臺(tái)階。根據(jù)巖層走向、傾角過大區(qū)域進(jìn)行順層開挖，巖層不得挖斷，并減小施工振動(dòng)。

2.2.3 填筑試驗(yàn)

使用各類填料填筑路基，記錄、確定路基填筑參數(shù)、碾壓次數(shù)、碾壓速度、工藝組合，測(cè)算各層填料的松鋪厚度、最佳含水量，完善路基填筑施工設(shè)計(jì)。為保證路肩結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，土路肩培土的壓實(shí)度應(yīng)大于90%。棄土位處于路基邊緣時(shí)，需壓實(shí)填方坡腳5 m范圍[3]。

路基填料應(yīng)選擇穩(wěn)定性較強(qiáng)的石質(zhì)土、砂性土、鋼渣等。該類材料摩擦系數(shù)大，不易壓縮，透水性好，適用于填筑路堤。高液限黏土、粉質(zhì)土等應(yīng)避免用于公路路基填料。項(xiàng)目屬于高速公路，路堤填料確認(rèn)后應(yīng)到實(shí)地取樣，通過試驗(yàn)檢測(cè)材料質(zhì)量，有關(guān)指標(biāo)應(yīng)符合表2要求。

3 高速公路填筑路基施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 路堤分層填筑

3.1.1 填筑方法

高速公路路基填筑方法分為4種：（1）水平分層填筑?；诠仿返淘O(shè)計(jì)橫斷面，自下而上分層填筑，如圖2所示，各層碾壓作業(yè)以填料性質(zhì)為準(zhǔn)。（2）縱向分層填筑。路塹取土填筑間距小時(shí)，可縱向分層填筑，基于縱坡逐層填筑，分層碾壓密實(shí)。（3）橫向填筑。以路堤為基準(zhǔn)，根據(jù)路堤設(shè)計(jì)高度填筑，適用于陡坡區(qū)域路基填筑，壓實(shí)難度大。

3.1.2 填筑施工要點(diǎn)

測(cè)量放樣，確認(rèn)中線、兩側(cè)邊線位置，每20 m設(shè)標(biāo)識(shí)。根據(jù)碾壓試驗(yàn)測(cè)定的各項(xiàng)數(shù)據(jù)施工。填料區(qū)通過撒白灰劃設(shè)網(wǎng)格，按網(wǎng)格布料。

（1）分層攤鋪、填筑。填料為路墊開挖土石方，松鋪時(shí)應(yīng)注意控制填料的松鋪厚度，上路堤、路床厚度應(yīng)≤30 cm，下路堤填筑厚度≤0 cm。

（2）路堤頂面整平處理，設(shè)置路拱。分類處理填料，當(dāng)土方透水性較強(qiáng)時(shí)，應(yīng)鋪筑于路堤底、頂面，其他土方則填筑下路堤，硬路肩頂面設(shè)2%～3%橫坡排水。路堤填筑時(shí)，兩側(cè)寬度應(yīng)大于設(shè)計(jì)值30 cm，沿線填筑結(jié)束后去除多余部分。

（3）填筑石方路基時(shí)，路床下50 cm范圍內(nèi)需填筑碎石，碎石級(jí)配應(yīng)符合要求，填筑路徑﹤10 cm，如表3所示。路床80 cm下的填料粒徑應(yīng)小于層厚的2/3。

（4）填方高度﹤1.5 m時(shí)，應(yīng)超挖基底，深度為1.5 m；壓實(shí)后，在半填半挖區(qū)域回填80 cm厚的優(yōu)質(zhì)土?？v向填挖交界處區(qū)域，超挖路槽底，超挖長度﹥10 m，厚度﹤1.5 m[4]。

（5）半填半挖區(qū)域，當(dāng)?shù)孛鏅M坡﹥1∶5時(shí)，挖除原地面表土，布設(shè)臺(tái)階，臺(tái)階深度為3 m并向內(nèi)傾斜。開挖后碾壓，可從底層臺(tái)階開始依次分層填筑。

3.2 路基攤鋪整平、碾壓

3.2.1 土方碾壓

路基填筑土方均勻攤鋪、整平后，采用機(jī)械壓實(shí)。

（1）首層填料填筑結(jié)束后，使用推土機(jī)粗平路面，人工精平，攤鋪面應(yīng)均勻、平順，保持平整度一致。

（2）重型振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)。1）靜壓，先慢后快，緩慢過渡；從弱振到強(qiáng)振，碾壓速度﹤4 km/h，弱振碾壓1遍，強(qiáng)振碾壓3遍；直線行走，重疊輪跡1/3～2/3。2）進(jìn)退式碾壓，輪跡重疊30 cm，縱向重疊2 m，上下填筑接頭錯(cuò)開3 m；檢查碾壓區(qū)域，確保無漏壓。3）觀察填料含水量，填料含水率為17.5%～18%時(shí)，最佳含水量為13%～15%。

（3）分別檢測(cè)土方路基、填方路基壓實(shí)度，其相關(guān)要求應(yīng)符合表4、表5所示的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

壓實(shí)度計(jì)算公式：

式（1）中，K——壓實(shí)度（%）；pd——填料壓實(shí)后干密度（g/cm3）；pdmax——相同填料試驗(yàn)最大干密度（g/cm3）。K與100%越接近，表示路基壓實(shí)度越高[5]。

3.2.2 石方碾壓

（1）基于“先邊緣，后中間，先慢后快”原則碾壓。首遍靜壓，自外向內(nèi)，采取進(jìn)退式碾壓，填筑區(qū)域應(yīng)橫向重疊0.5 m，縱向重疊0.9～1 m。

（2）穩(wěn)壓，平整度符合要求后振壓。先弱振、后強(qiáng)振，由快到慢，振壓次數(shù)為5～6遍。無輪跡、無死角、無遺漏、無空洞即可。

（3）測(cè)高程，斷面設(shè)5～9個(gè)點(diǎn)，振壓前后標(biāo)高差﹤2 mm表示合格。標(biāo)高沉降量﹥2 mm時(shí)，應(yīng)繼續(xù)碾壓，碾壓遍數(shù)﹤10，直至符合石方碾壓要求。1）上路堤，路床頂面下深度為0.8～1.5 m時(shí)，硬質(zhì)石料孔隙率≤23%，中硬質(zhì)石料孔隙率≤22%，軟質(zhì)石料孔隙率≤20%。2）下路堤，路床頂面下深度gt;1.5 m時(shí)，硬質(zhì)石料孔隙率≤25%，中硬質(zhì)石料孔隙率≤24%，軟質(zhì)石料孔隙率≤22%[6]。

3.3 混填施工

（1）路堤下填筑土透水性較小時(shí)，設(shè)雙向橫坡。填筑在上層路基時(shí)，應(yīng)避免覆蓋路堤邊坡表面，邊坡處應(yīng)換填透水性良好的土方。

（2）分層填筑，各層填料厚度應(yīng)大于0.5 m。

（3）混填土石方時(shí)，若石料強(qiáng)度gt;20 MPa，粒徑應(yīng)小于壓實(shí)層厚度的2/3。石方填料含輕質(zhì)巖時(shí)，其粒徑應(yīng)小于壓實(shí)層厚。

3.4 路基修整

（1）路基填筑后，清理超寬填料。采用人工+機(jī)械削坡方式。削坡后整平、拍實(shí)路基邊坡，布設(shè)排水設(shè)施，排除積水，降低邊坡沖刷風(fēng)險(xiǎn)。未滲水、積水路基表面可設(shè)三角形路拱，路拱下設(shè)橫坡排水設(shè)施，坡度為4%。

（2）路堤填筑高度為設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，恢復(fù)中線，每20 m設(shè)檢測(cè)樁，測(cè)量填筑區(qū)水準(zhǔn)，平整路基高度?；谶厴?，修筑邊坡，調(diào)整基床下路堤填層。

4 高速公路填筑路基施工注意事項(xiàng)

4.1 合理選用路基填料

（1）科學(xué)選擇路基填料。所用填料應(yīng)不包含草皮、淤泥、有機(jī)土、腐殖土，以及液限gt;50且塑限gt;26的土料。含水量大于標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)確認(rèn)。石料填筑時(shí)，強(qiáng)度應(yīng)大于15 MPa，粒徑lt;填筑分層厚度的1/3。碎石、天然砂配比為11∶9，最大干密度為2.15，最小干密度為1.65。路基基床表層、路堤過渡段，填料可選用級(jí)配砂礫石，粒徑lt;150 mm，基床底可用改良土。

（2）加強(qiáng)填料質(zhì)量控制。在開挖土方填筑前，應(yīng)對(duì)碎石、級(jí)配砂礫石等進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，剔除不合格填料。

4.2 重視特殊區(qū)域填筑管理

填筑橋涵路基時(shí)，應(yīng)檢驗(yàn)確認(rèn)隱蔽工程是否合格，驗(yàn)收后回填土方。（1）臺(tái)背回填土，應(yīng)沿線縱向填筑，頂部、墻尾填筑間距l(xiāng)t;臺(tái)高+2 m。臺(tái)背底部基礎(chǔ)內(nèi)緣填筑長度gt;2 m，涵洞填土長度為孔徑2倍。（2）填土作業(yè)與橋涵錐坡填土作業(yè)同步進(jìn)行。涵洞兩側(cè)對(duì)稱、分層回填、碾壓，填土厚度gt;50 cm時(shí)，可通行運(yùn)料車輛、施工機(jī)械。（3）擋墻區(qū)域，選用砂土、礫土填筑，回填后盡快碾壓密實(shí)，設(shè)斜坡，涵洞回填結(jié)束后，封閉洞頂。分層回填時(shí)，每層松鋪厚度lt;20 cm，夯實(shí)處理回填土?xí)r，松鋪厚度可gt;20 cm。

部分路基表層包含軟基，應(yīng)采用換填法處理軟土路基，填料選擇抗侵蝕性的砂、卵石、素土。挖除軟土層，換挖深度lt;3 m。填筑區(qū)可采用強(qiáng)夯、重錘夯實(shí)工藝?；驊?yīng)用拋石換填工藝，壓入高強(qiáng)度石塊，回填土壤填充石縫，改善路基結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度，使其碾壓后密實(shí)度符合高速公路建設(shè)要求。

4.3 加強(qiáng)填筑碾壓質(zhì)量控制

（1）路堤填土寬度應(yīng)大于回填層設(shè)計(jì)寬度50 cm，實(shí)際壓實(shí)寬度大于設(shè)計(jì)寬度，回填、壓實(shí)后削坡。作業(yè)面交接處，不得同時(shí)填筑，應(yīng)先填筑作業(yè)面，預(yù)留臺(tái)階，臺(tái)階坡度為1∶1。若確需同時(shí)填筑兩個(gè)作業(yè)面，應(yīng)分層搭接填筑，搭接長度gt;3 m。

（2）壓實(shí)作業(yè)應(yīng)基于填筑壓實(shí)試驗(yàn)測(cè)算的松鋪厚度進(jìn)行，重點(diǎn)控制壓實(shí)次數(shù)。壓實(shí)次數(shù)gt;10，需減小回填土厚度。檢驗(yàn)合格后，記錄各項(xiàng)壓實(shí)參數(shù)。

（3）壓實(shí)深度對(duì)路基壓實(shí)度具有決定性作用。在路基填筑土質(zhì)、濕度相同條件下，不同的壓實(shí)深度，其密實(shí)度隨深度遞減，路基表層5 cm的壓實(shí)度最高。但不同的壓實(shí)工具，其有效壓實(shí)深度也存在差異，應(yīng)根據(jù)所用壓實(shí)工具、填筑土質(zhì)、壓實(shí)要求，控制路基分層的壓實(shí)深度。通常情況下，分層壓實(shí)深度應(yīng)lt;20 cm；使用12～15 t光面壓路機(jī)，分層壓實(shí)深度應(yīng)lt;25 cm；振動(dòng)壓路機(jī)、強(qiáng)夯擊設(shè)備，分層壓實(shí)深度應(yīng)lt;50 cm。

5 結(jié)語

綜上所述，路基是高速公路建設(shè)工程的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，路基填筑是公路施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，填筑施工效果直接關(guān)系路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，影響公路整體質(zhì)量。為維護(hù)高速公路通車安全性，還應(yīng)嚴(yán)格把控填筑路基施工技術(shù)，加強(qiáng)路基攤鋪、填筑土石方及其他填料時(shí)的質(zhì)量控制，優(yōu)化路基壓實(shí)、邊坡防護(hù)施工設(shè)計(jì)，使路基發(fā)揮應(yīng)有作用，為高速公路工程健康發(fā)展提供助力。

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