浅析填砂路基在高速公路中的应用

赵中吉

(中铁十四局集团有限公司，山东 济南250000）

1 概述

公路工程采用填砂路基,在解决用地资源紧缺,保护环境,可持续发展方面具有十分积极的意义。但是,采用砂性材料填筑路基,施工方法、检测方法有其特殊要求。 我国现行技术规范、标准等无法切实指导长江细砂路基的建设, 对于填砂路基的路用性能、压实工艺等还缺乏系统深入研究。 本项目位于江汉平原区,均为填方,路基两边采用包边土,中间设计为填砂路基,主要用长江里的砂填筑。 本文结合监利至江陵高速公路填砂路基施工质量控制实践,对填砂路基总体效果进行了综合评价。

2 工程概述

湖北省监利至江陵高速公路地处江汉平原腹地、 长江中游荆江北岸,设计采用长江砂填筑路基,4%石灰土包边。 为了确保施工质量,首先要对砂质量进行控制,在符合试验标准和质量要求的前提下,采用新工艺。

本文依托中铁十四局集团有限公司承建的湖北省监利至江陵高速公路填砂路基工程,位于江陵县境内,总填方量约222 万方,路堤采用长江细砂填筑,总借砂量为157.3 万方。 我们从施工工艺及填料质量对施工质量的影响分析, 总结了填砂路基的施工控制要点。

3 填砂施工工艺

3.1 施工前的准备

施工前的准备工作包括人员、机械的配置,施工测量放样、填料土工试验、原地面的清表、整平碾压等。

3.2 填料的选择

(1)砂有机质含量不超过5%,液限指数小于50%,塑性指数小于26%。(2)砂的含泥量控制在12%以内（ 见表1）。(3)高速公路用填砂的强度和粒径应满足路基填料的技术要求。 (4)粒径：特细砂,细度模数在0.7～1.5 之间。

表1

3.3 路基填砂施工

3.3.1 青砂的运输。本项目所用砂均为汽运由长江码头直接运到填筑点,然后直接通过路基斜坡道运输到填筑工作面,按照方格网划分卸料。

3.3.2 青砂的摊铺和平整。 摊铺前,事先准确画出路堤边线和砂料与包边土的分界线,用白灰打成长度为5m-8m 的方格网,采用挂线控制的方式对格上填料严格控制其厚度, 填筑厚度严格按试验段确定的松铺厚度不大于35cm。摊铺主要由推土机和平地机完成,并结合人工整理土砂交界处。每段摊铺长度按设计要求不超过400m, 或将两座构造物之间距离作为一施工段落。摊铺直接采用大功率履带推土机按路中心低,路侧高,横坡控制在3%左右摊铺粗平,形成“ 碗底型”;先洒水至砂的表层含水率8.2%～12.2%,然后用平地机进行精平,精平过程中随时检查其顶面高程、平整度、横坡度是否符合要求,以防止在注水过程中局部坑洼处积水严重, 特别在路基93、94 分区施工时应该更加注意进行严格控制。

3.4 填砂路基洒水

通过试验段的施工得知满载洒水车无法在填筑完成的路基断面上行走。 为解决问题,在施工中采用的方法为：在路基段落坡脚外1.5m 处按照划分的施工段落500m 左右间距打机井,用5O 米扬程大功率潜水泵接300 米橡胶管沿路基纵向铺设,采用人工依据施工段落依次洒水, 洒水使砂层的含水率达到10%以上后,再继续碾压。

3.5 碾压及检测

碾压前,对填砂松铺厚度、横坡度、宽度、平整度、含水率进行检查试验,符合要求后方可进行碾压。全站仪复核填筑前放样出的各桩号的中心及左、右各7 米及15 米的平面位置,并用水准仪测出各点的高程,此次高程作为碾压前松铺顶面高程。

路基压实采用22t 重型振动压路机沿线路纵向进行。 第一遍静压、然后先慢后快、第二遍弱振、第三、四遍强振。 压路机碾压时按“ 先两边后中间,先静后振”的顺序与原则进行碾压,以使形成双向横坡。 碾压行驶速度宜先慢速后快速,用高频率、低振幅的方法,碾压时速度控制在2-4km/h,横向轨迹重叠宽度不小于1/3 轨迹宽,达到无漏压、死角,确保碾压均匀。

压路机碾压4 遍,路基碾压面无明显轮迹后,开始检测压实度,如达不到要求,压路机继续碾压。 从第4 遍开始,以后每碾压完一遍,均检测压实度。 如压实度达到要求时,根据放样出的各中心桩及左、右两侧各7 米、15 米桩的标高,然后水准仪测出各点压实后的高程。 压实后所测高程与碾压前松铺实测高程相比较,可以计算每压实层松铺系数。

经过试验段的施工总结得出填砂路基碾压程序：低速静压1遍(速度1.2Km/h)→中速弱振1 遍(速度2.1Km/h-2.6Km/h,)→检测压实度→中速强振2 遍(速度2.1Km/h-3.6Km/h)→检测压实度→中速振压1 遍(速度2.5Km/h-3.5Km/h)→低速静压1 遍(速度1.5Km/h)→检测压实度。

压实度检测采用大环刀法每1000m?检验2 点,且不少于6点,必要时可根据需要增加检验点数;当路段长度较短时,分层压实度应点点符合要求,且样本数不少于6 个。

3.6 工艺质量控制要点

3.6.1 在压路机正式碾压前, 可采用履带式推土机对砂料进行预压处理,以避免压路机可能出现的“ 陷槽”现象。

3.6.2 成型路基砂应保持一定的含水率, 由于施工时正值夏季高温,路基砂失水较快,部分呈干燥状态,在施工机械设备的碾压与扰动下引起填料松散, 并且还会出现车轮下陷导致设备无法行驶的情况出现。因此,在铺筑下一层时应对该层重新充水碾压密实。

3.6.3 应严格对洒水量进行控制, 避免出现过长的渗水等待时间或者渗水不均匀引起后期压实不均匀等情况的发生。

4 填料质量的控制

4.1 最大干密度的控制

最大干密度是衡量评价路基压实度的重要依据,是现场试验中的一个重要指标。 在实际施工中,由于砂用量巨大,而天然砂采集在一定时间段内的不稳定性,最大干密度从1.55～1.69g/cm3之间变化,因此我们严格按照试验规程规范进行标准试验,及时调整干密度,以保证施工质量。

4.2 砂的含泥量控制

长江砂由于经过沉淀及水杂质的污染影响等,含泥量有时不符合设计要求,设计文件规定砂的含泥量不大于12%。经过试验段施工,砂的含泥量过大无法压实影响施工质量,所以在施工前,我们对所用的砂进行检验,测定含泥量及筛分颗粒试验,各项技术指标符合要求后再运砂进入场地。

4.3 砂颗粒的控制

经工地试验室筛分试验、 颗粒分析等试验确定青砂的细度模数在0.7～1.5 之间,属于特细砂,为了保证施工质量,现场技术人员用手摸眼看的方法对每车进行检验, 以确保进场填料砂颗粒不超设计要求,如发现有较大差异,即由试验室做试验来确定砂颗粒是否满足要求。

4.4 砂的含水率的控制

在施工中,砂在料场内就洒水进行加湿,控制含水率在12%左右,这样既便于装车又不会产生遗撒,汽运至填筑现场含水率为10%左右, 推土机推平后再人工灌水进行加湿密实, 通过试验测定含水率比最佳含水率大2%～3%(最佳含水率在9%～11%),使砂处于饱水状态,在这种状态下,可以保证压实效果。

结束语

监利至江陵高速公路填砂路基的设计施工较于灰土路基,极大的缩短了工期,节约了成本,施工技术上日臻成熟。 在施工过程中也遇到了不少问题,通过集思广益达到了预期的目的,为以后同类型路基施工积累了经验。