公路工程填石路基施工技術應用
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摘要：結合實際工程，試驗段的路基施工方案采用填石路基，對石料性能包括壓實特性及物理力學性能進行分析，旨在探尋最佳的施工方案及施工工藝，并對施工后的穩(wěn)定性，包括施工中應力變化、邊坡形式及沉降量進行探討。研究結果表明，級配不會影響填料顆粒破碎性能，但集料最大粒徑、壓實功等要素都會影響填料破碎程度；可以通過降低路基高度或增加路基密實度以提高填料物理力學性能；施工結束后1年進行沉降觀測，工后沉降下降到每月1mm，表明沉降已經(jīng)完成，路基結構比較穩(wěn)定。
引言
隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和公路網(wǎng)建設的不斷延長，人們對道路施工質量要求也越來越高。相比于其他工程，在山嶺區(qū)往往因施工條件差及地質條件復雜等原因而難以修筑路基。為合理利用自然資源，提升社會經(jīng)濟效益，施工時選擇將開挖石料直接作為路基填料[1]。針對目前填石路基質量影響因素及控制指標較多、施工質量難以保證的情況，本文依托實際工程，對填石路基填料性能，包括壓實特性、破碎性和力學性能進行分析，確定最佳施工工藝，并對施工后的填石路基進行穩(wěn)定性檢測，探尋工后沉降規(guī)律，旨在為我國公路建設在填石路基施工技術方面的應用提供參考。
1工程概況
某公路工程位于山嶺重丘區(qū)，試驗段起止樁號為K70+800—K70+960。因其填筑高度較大，最大值約41.32m，所以選擇將現(xiàn)場開挖石灰?guī)r直接作為路基填料，為保證路基具有良好的穩(wěn)定性，需要對路基填料的工程特性進行分析。該路段填石路基施工要求參數(shù)見表1。
2工程實踐
2.1填石材料壓實特性
本研究采用石灰?guī)r為主要的路基填料，在進行填筑施工前需要對石灰?guī)r的壓實特性進行測試分析。施工現(xiàn)場對路基進行干密度試驗，通過對比灑水路段與未灑水路段的壓實度，發(fā)現(xiàn)壓實度差別很小，這表明以石灰?guī)r為主要路基填料進行壓實，具有較高的強度和良好的透水性，無須灑水施工。在現(xiàn)場施工過程中，采用強夯法，以強大的沖擊能可以提高填石路基壓實度。
2.2填石材料顆粒破碎性
（1）顆粒級配對壓實性能的影響。實驗室基于大型壓實試驗，對顆粒級配與填石材料破碎率的關系進行研究，通過數(shù)據(jù)擬合及回歸分析，發(fā)現(xiàn)破碎率與級配之間的相關性不顯著。（2）最大粒徑對破碎的影響?；诙嘀鼗貧w法研究粒料破碎率多重回歸相關性影響系數(shù)，發(fā)現(xiàn)最大粒徑對破碎影響較小，而填層厚度和碾壓機械對顆粒破碎影響較大[2]。（3）壓實功對破碎的影響。基于室內(nèi)壓力試驗機對壓強和破碎率的相關性進行研究，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，填石材料的破碎程度隨壓強的增加而不斷增強，兩者之間存在明顯的線性關系。
2.3填石路基物理力學性能
在行車荷載的不斷作用下，由于填石路基具有較高的強度，導致路床位置的集料重新排列，細集料會向下沉降，進而路床部分的填石材料空隙比增大，最終降低了整個路基結構的穩(wěn)定性。目前針對該情況，一是通過降低路基高度，二是通過增加路基壓實度來延長路基使用壽命。
3填石路基施工工藝及穩(wěn)定性分析
3.1填石路基的施工工藝
（1）測量放線施工前期對各儀器進行校準，復核控制樁等資料，根據(jù)設計要求，做好原地面的測量工作，繪制路基橫斷面圖并計算路基填料數(shù)量。（2）場地清理施工前對施工現(xiàn)場的原地面復測核實并將填方路段地面清理干凈，清理深度一般在15cm左右，之后再將清理的表土運離施工現(xiàn)場。（3）施工機械在對現(xiàn)場施工條件及工程量大小進行準確評估后，合理配置施工機械，以保證施工進度。（4）基底施工基底由巖石和細粒土兩部分組成，為保證路基基底能夠達到設計強度要求且分布均勻，施工時需對基底的細粒土適當處理，選擇合適的處理方式以保證承載力要求，基底鋪設的填石材料作為過渡層，一般設置2～3層，厚度在35～56cm。（5）施工填料的運輸與卸料施工中應標明路基坡腳線位置，并保證兩點掛線相距20m左右，此外，相關人員還需控制路基松鋪厚度在55cm左右，以保證后續(xù)壓實厚度滿足要求。對于運輸至場地的材料應選擇合適的擺放位置，根據(jù)材料數(shù)量和物理特征選擇合適的運輸和卸料方式，避免出現(xiàn)不必要的問題[3-4]。（6）施工材料的攤鋪工藝對路基整平后，為保證路面橫向排水順利，在進行攤鋪時設置路拱橫坡度為3%，松鋪厚度55cm，攤鋪結束后應對攤鋪效果進行檢測，若發(fā)現(xiàn)局部攤鋪效果不佳，可以采用人工補齊的方法，保證整個攤鋪過程中路基表面及坡腳處的清潔，防止造成環(huán)境污染。（7）路基壓實技術對攤鋪后的路基進行壓實時，由于路基中含有石料可能會導致普通壓路機難以壓實緊密，對此可使用大功率的壓路機進行碾壓[5]。明確施工的碾壓方向和碾壓順序，其中碾壓順序由路基邊緣兩側逐漸向路基中間位置進行，碾壓后路基厚度控制在35cm。對于局部碾壓不充分的區(qū)域，可以人工將石渣或石屑與細粒土進行拌和、攤鋪、碾壓，路基中的縫隙可適當采用石屑進行填補整平。
3.2穩(wěn)定性分析
（1）填石路基施工過程應力變化分析對不同壓力情況下的路基深層內(nèi)部土層及沉降與受力之間的關系進行研究，施工前將壓力監(jiān)測儀器預埋至相應位置以跟蹤觀測沉降點處土壓力變化情況，結果表明，路基土壓力隨填筑高度的增加而不斷增大。（2）填石路堤邊坡形式分析施工時對當?shù)貧夂蚣艾F(xiàn)場情況觀測發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場填筑石料充足且沒有降水，因此，當?shù)毓ぷ魅藛T提出采用“先填后碼”的施工工藝，但為防止石料產(chǎn)生橫向或豎向位移，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)碼砌的邊坡重力作用并不顯著，所以選用厚度為50m的薄層碼砌填石路堤邊坡可獲得良好的效果。（3）填石路基施工后沉降規(guī)律分析填石路基工后沉降主要有瞬時沉降和蠕變沉降兩種形式[6]，瞬時沉降一般發(fā)生在施工中，占沉降總量的80%，施工后主要以蠕變沉降為主，且隨著時間延長，整個填石路基的沉降值會逐漸降低，經(jīng)觀測發(fā)現(xiàn)，施工1年后，沉降值下降至每月1mm，表明整個填石路基沉降已經(jīng)完成。
4結論
隨著填石路基應用越來越廣泛，對其施工要求也越來越嚴格，經(jīng)本文研究得出以下結論：（1）經(jīng)對填石材料壓實特性進行分析，結果表明集料級配不會影響石料顆粒的破碎性，相反最大粒徑和壓實功等條件對石料破碎程度影響較大，施工過程中可以選用大功率的振動壓路機進行碾壓。（2）經(jīng)對石料物理力學性能研究發(fā)現(xiàn)，可以采用降低路基高度或增加路基壓實度的方法提升填石材料的質量。（3）針對施工現(xiàn)場具體情況，做好施工前期準備工作，加強運輸、攤鋪、碾壓及工后沉降監(jiān)測等工作，以提高填石路基施工質量。（4）對施工后的沉降量進行觀測，結果發(fā)現(xiàn)施工1年后，填石路基整體沉降值下降至1mm/月，表明此時沉降已經(jīng)基本完成，路基趨于穩(wěn)定。
參考文獻：
[1]郭懷志.填石路基施工技術在公路施工中的應用[J].科技與創(chuàng)新，2015（3）：120-121.
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[4]方金城.公路工程施工中填石路基施工技術應用分析[J].建筑技術開發(fā)，2017（3）：37-38.
[5]高建軍.談公路工程中填石路基施工技術的運用[J].山西建筑，2018（34）：131-132.
[6]高志良.公路工程填石路基施工技術分析[J].交通世界，2017（29）：81-82.
作者：馬洪忠 單位：中建路橋集團有限公司
