填石路基的施工工艺探索

段贤增

（安徽中机诚建建设有限公司，安徽 马鞍山 243000）

近年来随着高速公路建设向中西部延伸，填石路基（即利用开方石料或其他弃方石料填筑的路基）越来越多，这样不仅能保护环境，减少路基弃方、借方对环境带来不利影响，也避免长距离的挖方、填方的运输，节约费用。

然而，安徽中机诚建建设有限公司以前施工的多为填土路基，对填石路基的施工经验少，为此在此次施工项目中按照设计图纸和施工合同的要求，在填石路基填筑正式施工前，对填筑的施工工艺进行探索试验，以期总结经验指导本合同段今后的填石路基施工。

1 工程概况

百靖高速是广西壮族自治区重点工程，起点位于田阳县那坡镇那因村附近，连接建成的南宁至百色高速公路，途经田阳、德宝、靖西三县，终点位于靖西县新靖镇亮表村，道路全长96km，大部分路基位于山区内。该标段位于靖西县境内，施工路段全长4.9km，路面宽26m，路段内挖方主要以石方为主。选取k89+900 ～k90+000（100m）段落作为试验段开展填石路基施工工艺的探索试验。

2 工艺流程

原地表处理→施工放样→填料运输、摊铺→整平→碾压→检测→密实状态的判定。

2.1 原地表处理

对原地表应进行地面清理，清除树根、草皮等腐殖土，并按规定进行压实。对于原地面坡度大于1 ∶5 的地段，要按设计要求开挖搭接平台，台阶宽2m，并向内倾斜2%的坡度；对岩石地段的坑、洞用素砼充填，使基底强度和密实度达到设计要求。

由于该地区是卡斯特地形地貌，地下水系较为丰富，在原地面处理时，要加强沿线落水洞的勘察调查，保护地表水的下泄通道，不能将原有的水系堵塞、中断，要保证在路基成型以后，地表水、地下水能正常通流。路基填筑前还应对原地基进行承载力的试验，地基的承载力必须满足设计图纸对该段路基填筑高度的要求。

2.2 施工放样

按照事先制定的试验段工艺流程，施工放样要求在处理合格的原地面上恢复路基中线和边线，因填石路堤填料的特殊性，对中桩和边桩都进行了加密，每10m 设置一处，并对桩进行挂线，保证松铺高程得到有效控制。

2.3 填料运输、摊铺

（1）填料的开采、运输。该段路基的填筑石料，均来自挖方段开采，根据设计图纸，对不同路基填筑高度的粒径都有严格的要求。但由于施工的原因，大部分开采出来的填料都粒径偏大，不能直接用于路基填筑，必须对开挖的石块进行二次解小，以满足设计对填料粒径的要求，保证路基的压实质量。

填料的运输机械宜用小型东风自卸汽车，因为自卸汽车在填料倾倒时，料堆越大，大颗粒的块石越容易散落在边缘，产生填料严重离析，但汽车吨位过小，又会加大施工成本，因此选用10t 左右的自卸车最为合理。

一般情况下，在填石粗粒料上面填筑细粒土时，最好加设过渡层。该工程设计图纸也有规定，在路堤顶部（93 区）设置两层碎石过渡层，每层厚20cm，合计层厚40cm，过渡层的碎石最大粒径控制在6cm 以内，其上填筑路床（96 区）。

（2）摊铺。松铺厚度控制是试验的一个难点，厚度控制不好，将直接影响后续工作的碾压效果。理论上如果追求良好的碾压效果，就应当将每层铺筑的厚度控制在20 ～30cm，但摊铺越薄，就要将填料的石块无限解小，以满足最大颗粒不大于填筑厚度的2/3 限制要求，不利于经济效果的实现。根据已有的施工资料显示：当压路机激振力为300 ～400kN 时，分层压实厚度可达40 ～60cm；当压路机激振力为400 ～500kN 时，分层压实厚度可达60 ～90cm。根据单位现有的施工压实机械，选择50cm 的松铺厚度进行试验。

摊铺之前，按照设计图纸的要求，边坡用大于30cm的石块人工码砌，码砌要规则，尽量紧贴、密实、无明显空洞和松动现象，码砌宽度2m。

填石路基的填料铺筑方法有多种，根据填石路基填料不易摊铺的特点，试验拟采用网格布料摊铺法进行摊铺，即在准备好的下层路基上，用灰线打出网状方格，根据每车装卸料体积，计算出每个方格的大小。然后将每车运输来的填料卸于方格内，采用倒退卸料法（即在自卸车前进方向上逐渐向后倒退卸料），每车一格，在路基上形成许多密集的填料堆，再用推土机整平。填石路基施工摊铺不宜分幅，这是因为填料间有相互接触咬合的作用，若分幅施工，路幅间填料咬合差，易造成路基开裂，故填石路基的填筑应整幅推进，每层整体施工。摊铺以机械为主、人工辅助的方法，采用TY180 推土机施工，按照先由高到低、先两侧后中央的顺序进行摊铺，摊铺的最大厚度控制在规范以内（查阅资料理论松铺系数在1.10 ～1.15，按50cm 松铺厚度进行试验），靠近两侧路肩部分和人工手摆边坡接触部位以人工为主。推土机摊铺可以和卸料同时进行，边卸料边摊铺，也可以等卸料完成后再集中摊铺。

2.4 整平

整平前测量人员应事先计算好控制点的设计高程，以便推土机整平时测量人员随时校对，指导推土机的整平厚度。整平前在每个控制点用石灰现场做设计高程，每断面左中右布置5 点，每点用石灰填埋在设计高程上，推土机整平以推到灰点为准。可以根据推土机操作手推平技术能力的高低，选择中间控制点的加密或减少，以期达到整平后路面平整，没有凹凸形出现，确保一次能整平到位。实际正式施工中可根据试验的数据作松铺系数的调整，保证碾压后的厚度控制在50cm 以内，此次试验段的摊铺整平方法能够使粗细填料有机结合，粗填料有一个较为稳定的位置，同时细填料被充填在粗填料的缝隙里，填料嵌挤紧密，经过碾压后能达到一个良好的密室效果。

2.5 碾压

（1）压实原理。填石路基填料的压实机理：块料在压路机激振力的振动冲击下，石块间内部应力状态发生变化，块料相互摩擦挤压，甚至被挤碎，打破了摊铺时应力平衡状态，块与块之间的空隙变小，形成相互咬合的挤密过程；在压路机的振动过程中，小颗粒渗落到大块料之间，填塞块料间空隙，空隙变小，气体被挤排出的过程，随着碾压遍数的增加，填料间被挤压越来越密实，从而形成稳定的填石路基。

（2）碾压原则。填石路基的碾压分振动碾压和冲击碾压两种，图纸设计要求每层填筑使用振动碾压，对于填筑高度大于8m的路段，每填筑4m使用冲击碾压一次，冲击碾压的目的是路基补强，振动碾压的压路机自重不小于18t，激振力不小于300kN；冲击压路机最大瞬时冲击力不小于250t，轮重16t，动力不小于400 马力，行驶速度不小于12km/h；碾压时如果在涵洞、通道处填土高度小于5m 或桥梁、构筑物台背回填的6m 范围内不得振动碾压或冲击碾压。

碾压遵循“先边后中、先慢后快、先轻厚重、轮迹重叠”的原则，选用YZ18JC 型凸块压路机进行碾压试验，碾压参数为振动频率30Hz，激振力330kN，前进速度2 ～3km/h。碾压顺路基方向纵向进行，先压两边，路肩处的碾压尤其要注意，由两侧向路基中央进行。开始时碾压的速度宜慢，随着碾压遍数的增加慢慢加快速度，激振力的大小控制也是先用较小的激振力，随着碾压遍数的增加逐渐加大激振力；碾压时不得在路基上掉头、急刹车，两次碾压的轮迹应重叠1/3 以上。

表1 压实度、沉降差与碾压遍数的对比

2.6 检测

试验段的检测以压实度和沉降差两个指标控制，用压实度指标检验沉降差的准确性，因为压实度指标检测虽然准确，但费时费力，不利于施工进度，沉降差指标只要和压实度有个相关对应，今后施工中用这个指标进行压实质量控制，就能大大节约检测时间，为施工和监理在质量控制上提供依据。在压实后的路基上任选一个断面，按照左中右均布5 个点，最边上的点在路基边线2.5m。从第4 遍开始，每压实一遍，对每个观测点进行沉降差和压实度指标检测，当压实度指标大于93%或每压实一遍前后两次的沉降差小于2mm，即判断为该处碾压密实，把5 个点的检测指标和碾压遍数对比结果制成表格，如表1 所示。

从表1 可以看出，松铺厚度为50cm 的路基填石材料，在碾压第6 遍后，压实度指标已基本达到设计要求，但沉降差还没有合格；碾压第7 遍后，两个控制指标都符合设计要求，而且检测结果的均方差即离散系数随着碾压遍数的增加逐渐减小，说明路基填料不同点的密实程度随着碾压遍数的增加越来越趋于一致，同一点的路基填料密实程度随着碾压遍数的增加越来越密实，但密实度的增加值却越来越小。

3 结束语

通过在填石路基试验路段的试验研究，得出以下主要建议。

（1）根据试验路段压实机械，安排YZ18JC 凸块振动压路机，进行松铺厚度为50cm 的填石路基压实试验结果表明：碾压速度宜为3 ～5km/h，并以沉降差小于2mm 为评价标准，碾压7 遍为合格。

（2）按照配备的施工机械，对松铺厚度50cm 的路基填料，能够满足图纸设计的质量要求。

（3）用沉降差指标控制填石路基的压实度，能够保证路基的压实质量，同时，用沉降差指标控制路基碾压质量，大大缩短检测时间，加快工期进度。