填石路基压实工艺在公路施工中的应用

王鹏 余仁维

摘要：填石路基是道路施工中的常见路基处置方式。在实际的施工过程中由于填石物料的特性决定了其平整度以及渗水率等重要质量合规性指标与压实程度紧密相连；在这样的背景下压实工艺的选择以及具体的施工要点直接决定了路面施工的质量与后续的路面使用寿命。本文以填石路基压实工艺为主要研究对象，探讨施工过程中的重要方法与主要指标，希望通过本文的研究能够为今后的相关施工提供必要的理论依据于实践指导。

关键词：填石路基；压实工艺；施工；优化

一、引言

填石路基是指利用砂石作为路面基底的一种施工方式。此种施工工艺由于路基具有较高的稳定性与抗沉降性而被广泛应用。尤其是在高水平公路（国道、高速公路等）的施工中应用更为广泛[1]。但是，在实际的施工过程中我们发现，基于填石的路基处置工艺，由于填料粒径等因素，在具体施工中存在压实程度较低、压实比例较低、以及抗渗贡献率较低等“三低”问题。为了更好的解决这些问题并切实的提高路面的使用寿命，国家以及相关的科研单位出台了一系列施工标准。在施工标准的指导作用下，各个施工单位明确了压实操作的具体工艺流程以及相关指标[2]。在路基压实施工过程中填料的选择、工艺的确定以及施工指标的达成是检验填石路基施工是否合规的重要标准，本文也将从上述的三个方向进行总结。

二、压实物料的选择

压实物料（砂石）的选择主要可以从粒径以及岩石特性两个角度来进行选取。合格的砂石选择经过压实后能够形成有效的稳定平面，而非合格的砂石由于存在各类不足而容易造成路面沉降以及后续使用的渗水现象的出现，为了规避此类现象的出现我们需要从原料的源头加以控制。

在粒径的选择方面：粒径应该有统一的标准，此种标准的制定依据有如下两个方面：一方面是与总铺设厚度相关，砂石填料的粒径不应该超过单层铺设厚度的1/3，如果铺设厚度较大时，则应该同时要求砂石填料的粒径不超过15cm；另一方面砂石填料与自身粒径的平均数相关；砂石粒径之间的差异应该在±50%的范围之内，如果超出此范围则认定为不合格填石物料，要求对粒径过大的砂石填料进行破碎或者剔除；而粒径过小的填料也不适宜于同层的铺设，则可以根据不同层次的铺设要求进行分类。此种要求限定了不同层次下填石物料的匀称型，这对后续的压实操作以及路基的紧实度具有积极的贡献。

在岩石特性方面：所谓的岩石特性是指压实物料自身所具备的物理性质；主要包括了形状特性以及硬度特性两个方面：在形状方面要求填充的矿物具有一定的立体体积，即不能存在表面与厚度不协调的填料情况。在具体的标准方面要求石料（单一）的最大粒径与最小粒径之比控制在2：1的范围之内。另外，对于伞状的填充石料也需要予以剔除；此类填料在压实的过程中不容易与周边物料产生联合，二者间的空隙较大，这对后续的压实比例的计算以及渗水现象的规避具有不利影响[3]。在物理特性方面主要是要求填石物料具有一定的硬度，硬度標准需要在标准硬度4-7之间，如果过软（如凝灰岩等）在压实的过程中会产生破碎，硬度不足容易造成后续里面的沉降，而硬度过高的矿物（如坚钢岩等）在压实的过程中无法收到较好的效果，使得后续路面的渗水率超标。

三、压实工艺的确定

压实工艺主要是指在施工过程中所选择的具体施工方法与工艺流程；压实工艺的选择与规划不仅影响到整体路基的合规性，更对整条道路的质量具有直接关联。在工艺选择方面主要包括了如下几个方面：摊铺、平整、压实以及边坡修筑。

在摊铺方面：采用推土机逐层细铺的方式来进行。在成坡的过程中要求双向的横向起伏不超过±4%，在分层铺设的过程中按照不同填料粒径来进行划分，按照由大到小的基本顺序进行。铺设厚度应该高于设计厚度，以为后续的压实提供必要的压缩空间。在具体的厚度选择方面与设计厚度相比，要求30%-50%的厚度增益。这样才能够满足后续的压实要求。

在平整方面：在平整的过程中主要分为三个步骤，分别为去包、填坑与除异。去包与填坑的操作采用车推法，利用相关的设备来进行平整。但是，设备的运行存在一定的震动与误差，无法完全满足平整的需求，这时便要求后续的人工手段发挥积极的作用，采用物料人工天平的方式对机械推平后存在的不合格路段进行人工平整。而所谓的去异则是采用人工方式对路段路基填料中存在的异物进行去除，包括非填石材料以及粒径不符合要求的填石物料。

在压实方面：压实施工工艺相对简单，利用压土机进行反复压实操作即可；在具体的施工过程中需要注意如下几个方面：首先，压实的过程应该逐层进行，在铺设平整之后便进行压实，而第二层压实与平整后，在进行后续的压实工作；其次，压实工作应该反复进行，采用反复压实的方式来不断的提高路基的紧实程度。

在边坡修筑方面：路基的边坡由于受到震动以及垂直剪力与震动的作用受到相关的力学侵蚀的程度更大。此外，由于其属于裸露或者与其他土壤成分紧密结合的部分，对侵蚀的抗性更大。在这样的背景下我们需要对边坡进行特殊的处理；具体的施工工艺要求如下：（1）最大强度应该超过30MPa，同时最小强度不应该在240MPa以下；（2）粒径不能过小，以防止风化带来的影响，最是范围在30-80cm之间；（3）厚度应该有一定的要求，边坡厚度越大则抗侵蚀能力越大，但是考虑到成本问题，边坡厚度应该在20-40cm之间；（4）形状要求规整，这样能够有效的提高抗剪力能力。

四、压实指标的遵从

在实际的施工过程中除了上述的几点考量之外，各种器械以及工艺的具体指标也是公路填石路基施工合格的关键要素。从具体的指标安排来看，其主要分为如下几个方面：

（一）机械指标的制定；压实机械的重量以及震动等方面均对具体的压实效果有显著影响。在压实的过程中不同层级可以选择不同压实参数来进行。底层路基为20t工作重量，振幅在30Hz左右为宜。而中层则要求压实重量超过20t，震动频率不低于20Hz，表层的压实重量则需要超过22t为宜，震动频率在35Hz左右。这样的压力与震动频率设定是根据不同层级路面填石粒径的不同而设定的。根据每一层级的填石物料特性来进行具体的参数安排，不仅能够有效的提高工程质量还能够在一定程度上降低工程成本。

（二）施工工艺参数制定。填石路基的施工目的是保障路面整体渗水率与沉降率的合规。因此，其施工并不是独立于路面施工的；在具体的参数设定的过程中我们还应该对原地基的土壤与地质性质有一定的相关度。如地基的地质条件为软土则需要适当的增加填石路基的厚度，一般以50cm左右为宜，而当路基为硬土时则可以适当的降低铺设厚度，一般以40-45cm左右为宜。此外，在路面铺设的过程中对速度也有一定的要求，一般情况下静压速度相对较小，在施工过程中维持在3km/h左右为宜，而震动碾压时速度要求较高以避免过长时间的震动造成沉降系数过大；速度在10km/h以上为宜。另外，在震动与静态压实的过程中应该保持匀速进行，以避免压实时间的不同造成的路面平整度下降。

参考文献

[1] 填石路基压实工艺的几点思考[J].交通世界（建养机械），2009，（5）：207.

[2] 邱宇，郭昕.填石路基压实技术与质量控制方法及工程应用[J].公路与汽运，2012，（3）：137-140

[3] 王奇志.公路填石路基压实关键施工技术[J].交通世界（运输车辆），2013，（6）：154-155.