公路填石路堤质量控制方法探讨

罗旭

摘要 为达到保护生态的目的，公路工程项目在建设过程中常采用就地取材的原则，以路堑挖方和隧道挖方作为路堤填料，以降低施工成本。山区公路则多选用土石混合料或填石材料作为路堤填料。基于此，为控制填石路堤的质量，文章论述了填石路堤施工质量控制的要点，分析了填石路堤和土石混填路堤压实质量控制重点，并总结了各压实质量控制方法的优缺点及完善措施，旨在为同行提供借鉴。

关键词 公路工程项目；填石路堤；压实质量；质量控制

中圖分类号 U416.12 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2023）10-0078-03

0 引言

随着工程科技的不断提升，公路项目路堤施工及其检测技术明显改善，且施工规范细致化程度的提升，为公路路堤施工质量的控制发挥了重要作用。路堤填方多应用土石或填石填料，如何高效利用压实设备提高施工效率，成为影响路堤填筑质量的关键。同时，准确、快捷的路堤施工检测技术为路基填筑质量效果提供了有力保障。

1 填石路堤施工质量控制

填石路堤修筑中应做好地表清理工作，将石块逐层填平放稳，严格执行施工规范和设计标准，以确保填筑层厚、石料尺寸等指标达标。路堤填筑施工中，需应用石屑和石渣将空隙充分填充后压稳，确保上下路床填料均匀，且尺寸达标[1]。

（1）应用振动压路机对上下层填料进行分层碾压，使填料石块稳定，按照先两边后中间的顺序碾压。振动碾压后，确保无明显高程差，并结合项目需求对石方路堤进行相关项目检测，检测指标如表1所示。

（2）填石层厚控制。按照施工规范对填石路堤逐层填筑并压实，详细填写施工记录，并对填方量进行准确记录。填石厚度会直接影响压实效果，故施工环节需对该项指标进行严格控制，不得超过试验填石厚度值。对填石松铺厚度指标进行精准控制，可采用每层立标杆测高程加以管控，严格按照标杆标志进行填料摊铺[2]。

（3）填石质量控制要点：①现场检测控制填料强度大于15 MPa，边坡填筑用料强度需大于20 MPa。②填石粒径需小于层厚2/3，最大粒径应小于25 cm，过大粒径需采用人工摆设方案调整位置。③若摊铺石块粒径大、填层厚、石块间隙过大，可采用石渣、石屑和粗砂等填入孔隙，并利用压力水冲刷使其填满孔隙。④应用大吨位压路机进行碾压，为提高压实效果可选用大功率振动压路机。⑤根据公路工程施工标准，高速公路及一级公路填石路堤路床下50 cm内需分层填筑符合项目要求的土层并充分压实，填料最大粒径为10 cm。其他级别公路填石路堤路床下30 cm内需填筑符合项目要求的土层并压实，填料最大粒径为15 cm。⑥若公路等级较低，填石路堤填筑可采用倾倒法，将30 cm以上硬质石料码砌均匀后，再在路堤边坡坡脚处将填料倾倒后压实[3]。

2 填石路堤（含土石混填）压实质量控制重点

控制压实水平是提高填石路堤（包括土石混填）质量的关键，也是控制施工效果的关键环节。该文从定性和定量两个角度分析了填石路堤压实质量控制的基本方法。

2.1 灌砂法和灌水法

灌砂法即将粒径单一或粒径均匀的砂粒，从一定高度落入规定容积洞内，结合砂粒的单位质量对试洞容积进行测量的方法，通过试洞容积反映出洞中材料的体积。灌水法的基本原理与灌砂法基本类似，试洞容积测量时应用薄橡皮袋置入洞内，将水压入其中，橡皮带在水压下扩充至与洞底、洞壁接触，按照用水量进行试洞体积的换算[4]。

2.2 表面标高沉降控制法

填石路堤粒径过大且细砂含量较小，可应用碾压沉降量法对路基路堤碾压质量及其密实程度进行评估。该方法的具体应用流程如下所示：

（1）路基路堤碾压前，选一定量石头涂红颜色作为水平测量基准点，并采用水准仪对其高度进行标定。

（2）按照施工要求选用25～50 t振动压路机对路基路堤进行碾压，碾压5遍后停止碾压，采用高精度水准仪对各点高程数据进行测量并严格记录。一般路堤工程项目中水准仪测量精度无法满足实际要求时，可采用厘米尺与塔尺对应位置附着协同应用，将读数精确到毫米，提高测量精度[5]。

（3）使用25～50 t钢轮振动压路机进行路堤碾压，一般情况下需碾压3遍，再次利用水准仪对各个测量点的高程值进行检测。对比此次检测高程值与上次检测高程值差值，差值在允许误差范围内，则目标路段路堤压实度符合质量要求，超过允许误差需重新碾压并反复检测，直至监测高程值误差达标[6]。

（4）压实标准确定。测量仪器、数据读取过程、料粒错动都可能导致路堤碾压压实度监测过程中出现数据误差，以项目设计要求为基础确定最终的压实标准。

2.3 压实计法

压实计是进行碾压质量测量的新型设备，可用来监测路基路堤压实质量。YS-1型压实计由指示仪表、传感器和信号处理器组成，填料压实度与碾压过程中振动碾产生的振动波形畸变程度存在相关性，把压实计安装在振动碾上，实现对碾压面压实质量的全面监测[7]。

2.4 K30承载板载荷法

K30承载板荷载试验适用于粒径小于荷载板直径1/4的土石混填路基、土天路基、填石路基，通过30 cm直径荷载板对下沉量1.25 mm的地基系数进行测量，监测最大有效深度为500 mm。

3 各种压实质量控制方法的优缺点及完善措施

3.1 灌砂法和灌水法的优缺点及完善措施

灌砂法和灌水法是进行压实质量监测的传统方案，具备可量化和可靠性强的优点，但两种方案均为破坏性试验，且监测效率低，粒径较大的填石路堤压实度检测中适用度不佳，且难以准确评估其最大干密度值。实践中，将固体体积率作为控制指标取代最大干密度指标作为路堤压实质量评估的指标，可以适当提高两种方案的操作可行性[8]。

3.2 表面标高沉降控制法的优缺点及完善措施

表面标高沉降控制法是众多路基路面压实度检测中可量化的手段之一，具备良好的规律性。现阶段，填石路堤多采用该方法进行工程质量控制，并将其作为工程验收的重要指标依据。表面标高沉降控制法在实际应用的过程中，由于路基填料为石料，粒径均匀性不一且粒度大，碾压过程中易出现错动，从而降低结果的准确性，故为提升检测结果的可靠性，试验路段每100 m需布设10个控制点，且每个控制点对应3个子控制點加强检测频率，确保试验结果准确性。振动碾压设备碾压2遍后，对各个测量点的高程数据进行分析，监测点高程与上次结果差值符合设计误差范围时，方可进入下一施工工序。

3.3 压实计法的优缺点及完善措施

压实计可以对路基路面压实度质量进行全面检测和实时反馈，但是仪表读数只能评估表面密实状况，难以反馈密度、含水量等填石技术指标。与此同时，振动压路机的设备型号、行进方向、碾压速度、振动频率等指标不同，填料粒径、含水量差异都会导致压实计读数误差，因此该方法难以提供相对准确的计量指标，导致压实质量的定量控制有一定的难度。因此，压实计多在压路过程中由施工人员对压实遍数和被压实体基本情况进行实时监控[9]。

3.4 K30承载板载荷法的优缺点及完善措施

地基系数（K30）检测需应用专业工程设备提供足够反力，因此对工作面的操作空间有较高的要求。应用该方法进行路基路堤压实度检测结果显示同一测量地点的不同时间地基系数值有所差异，数据可比性不佳，导致质量检测评估缺乏可靠依据。针对此情况，提出了以下解决方案：载荷板置于平整度较高的地面，对机械作业造成的路面松散，用专业设备铲除路面表层10 cm土层，确保载荷板均匀受力。若路基填料为粗粒土或混合料，路基路堤表面粗糙不平，可于路堤表面铺设2 mm厚干燥中砂提高底板放置的平稳性，并对装置进行标定，确保检测精度值符合设计要求[10]。

4 土石混填路堤压实度检测方法

随着路堤荷载水平的增加，土石混填路基变形模量和空隙率增加，而土石颗粒在荷载前后体积无明显变化，基于此构建路基空隙率与荷载、变形关系式，并通过静载试验明确路基位移情况，构建路基表面位移曲线，通过路基初始空隙率值确定路基压实度。

先对土石混合路堤表面荷载位移曲线进行测定，详细装置如图1所示。借助路堤表面荷载位移曲线确定路基初始空隙率值，明确荷载与位移、空隙率关系，构建土石混填路基表面荷载、位移与空隙率关系模型。

以上述理论为基础，相对准确地控制土石混填路堤压实质量，采用实例分析方法对该方案的可行性及计算结果的合理性进行分析，以某高速公路K42+556～K42+707段土石混填路堤为例，通过静载试验和灌水法试验选定4个测量点进行分析，静载试验拟合曲线如图2所示。

将上述测量点1作为标定点，借助该文提出的研究方法进行试验，获得土石混合料的变形模量为E0=21.201 MPa，将该参数对测量点2、3、4进行标定，借助静载曲线获得不同测量点的压实度，并将其结果与灌水法获得数据进行比较，详见表2。

5 结论

综上所述，该文论述了填石、土石混填路堤施工压实质量控制方案，从施工控制、压实质量控制两方面分析了现阶段填石路堤压实质量控制的主要方法及其应用特点。对不同填石路堤压实方法的应用场景及其特点进行了总结，并指出其优劣点，希望为填石和土石混合路堤施工质量控制提供参考。

参考文献

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