高速公路土石混填路基的施工工藝

1、土石混填路基的施工工藝土石混填路基的施工工藝及施工質(zhì)量控制要點(diǎn)及施工質(zhì)量控制要點(diǎn)寧夏路橋工程股份有限公司 路基是公路的基礎(chǔ)，路基的質(zhì)量好壞直路基是公路的基礎(chǔ)，路基的質(zhì)量好壞直接關(guān)系到整個(gè)公路的使用品質(zhì)，因此，提高接關(guān)系到整個(gè)公路的使用品質(zhì)，因此，提高路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性是保證公路交通運(yùn)行的關(guān)路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性是保證公路交通運(yùn)行的關(guān)鍵。要達(dá)到這一目的，必須對(duì)路基進(jìn)行充分鍵。要達(dá)到這一目的，必須對(duì)路基進(jìn)行充分壓實(shí)，充分發(fā)揮路基材料的強(qiáng)度作用，減少壓實(shí)，充分發(fā)揮路基材料的強(qiáng)度作用，減少路基在行車荷載下產(chǎn)生的形變，增加路基填路基在行車荷載下產(chǎn)生的形變，增加路基填筑材料的不透水性和強(qiáng)度穩(wěn)定性，使路基在筑材料的

2、不透水性和強(qiáng)度穩(wěn)定性，使路基在使用過(guò)程中不會(huì)由于進(jìn)一步的壓實(shí)而產(chǎn)生有使用過(guò)程中不會(huì)由于進(jìn)一步的壓實(shí)而產(chǎn)生有害的變形。害的變形。 土石混合料具有優(yōu)良的承載力、土石混合料具有優(yōu)良的承載力、剛度和水穩(wěn)性，適用于路基填筑。剛度和水穩(wěn)性，適用于路基填筑。 特別是地表水系較發(fā)達(dá)的平原特別是地表水系較發(fā)達(dá)的平原路基填筑。路基填筑。一、土石混填料的優(yōu)點(diǎn)：二、路基填筑前的準(zhǔn)備二、路基填筑前的準(zhǔn)備 1、填料的要求（公路路基施工技術(shù)規(guī)范要求）、填料的要求（公路路基施工技術(shù)規(guī)范要求） 1）膨脹巖石、易溶性巖石等不宜直接用）膨脹巖石、易溶性巖石等不宜直接用于路基填筑，崩解性巖石和鹽化巖石不得直接于路基填筑，崩解性巖石和

3、鹽化巖石不得直接用于路基填筑。用于路基填筑。 2)天然土石混合填料中，中硬、硬質(zhì)石料天然土石混合填料中，中硬、硬質(zhì)石料粒徑不得大于壓實(shí)層厚的粒徑不得大于壓實(shí)層厚的2/3；石料為風(fēng)化石；石料為風(fēng)化石料或軟質(zhì)石料時(shí)，其料或軟質(zhì)石料時(shí)，其CBR值應(yīng)符合表值應(yīng)符合表4.1.2的的規(guī)定，石料最大粒徑不得大于壓實(shí)層厚。規(guī)定，石料最大粒徑不得大于壓實(shí)層厚。2、地基表層處理要求：、地基表層處理要求： 三、三、施工工藝檢測(cè)辦法的確定 作為路基填料，本著因地制宜的原則。作為路基填料，本著因地制宜的原則。在石銀高速公路項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，提供的料場(chǎng)在石銀高速公路項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，提供的料場(chǎng)為土石混合非均質(zhì)性路基填料，由于區(qū)內(nèi)為土

4、石混合非均質(zhì)性路基填料，由于區(qū)內(nèi)以前沒(méi)有土石混填路基施工的先例作為參以前沒(méi)有土石混填路基施工的先例作為參考，且考，且公路路基施工技術(shù)規(guī)范公路路基施工技術(shù)規(guī)范JTG F10-2006中對(duì)土石路基的施工及質(zhì)量控制中對(duì)土石路基的施工及質(zhì)量控制要求沒(méi)有明確的規(guī)定和詳細(xì)的要求。要求沒(méi)有明確的規(guī)定和詳細(xì)的要求。 在路基在路基公路路基施工技術(shù)規(guī)范公路路基施工技術(shù)規(guī)范4.2.4條第條第3款中規(guī)定：款中規(guī)定： 根據(jù)以上規(guī)定，結(jié)合總監(jiān)辦下發(fā)的路根據(jù)以上規(guī)定，結(jié)合總監(jiān)辦下發(fā)的路基作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，確定土石混填路基施工工基作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，確定土石混填路基施工工藝，并以試驗(yàn)路段確定工藝流程及工藝參藝，并以試驗(yàn)路段確定工藝流程及工

5、藝參數(shù)控制壓實(shí)過(guò)程。數(shù)控制壓實(shí)過(guò)程。 針對(duì)土石混合非均質(zhì)材料填方壓實(shí)的針對(duì)土石混合非均質(zhì)材料填方壓實(shí)的現(xiàn)狀，分析了土石混合料的成因、強(qiáng)度形現(xiàn)狀，分析了土石混合料的成因、強(qiáng)度形成機(jī)理及存在的問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上，研究成機(jī)理及存在的問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上，研究土石混合料壓實(shí)特性以及最大干密度的外土石混合料壓實(shí)特性以及最大干密度的外推方法，確定以試驗(yàn)段得出的碾壓遍數(shù)及推方法，確定以試驗(yàn)段得出的碾壓遍數(shù)及沉降差和空隙率控制作為土石混合料填筑沉降差和空隙率控制作為土石混合料填筑工地壓實(shí)結(jié)果控制的方法。工地壓實(shí)結(jié)果控制的方法。 1、松鋪系數(shù)及松鋪厚度確定、松鋪系數(shù)及松鋪厚度確定試驗(yàn)段根據(jù)填料的級(jí)配、粒徑，依據(jù)公路路

6、試驗(yàn)段根據(jù)填料的級(jí)配、粒徑，依據(jù)公路路基施工技術(shù)規(guī)范及相關(guān)規(guī)范的要求選定松鋪基施工技術(shù)規(guī)范及相關(guān)規(guī)范的要求選定松鋪厚度為厚度為40cm和和50cm兩種方案，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)段兩種方案，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)段驗(yàn)證，確定松鋪系數(shù)為驗(yàn)證，確定松鋪系數(shù)為1.10。由于填料中大。由于填料中大粒經(jīng)石料占的比例較大，采用松鋪厚度粒經(jīng)石料占的比例較大，采用松鋪厚度50cm的方案，根據(jù)招標(biāo)文件專用條款規(guī)定施工中的方案，根據(jù)招標(biāo)文件專用條款規(guī)定施工中松鋪厚度為試驗(yàn)段松鋪厚度的松鋪厚度為試驗(yàn)段松鋪厚度的90%，最終確，最終確定施工松鋪厚度取定施工松鋪厚度取45。 2、碾壓組合 在試驗(yàn)段實(shí)施過(guò)程中，通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明YZ20B振動(dòng)壓路機(jī)強(qiáng)

7、振5遍后，沉降差和孔隙率變化趨于穩(wěn)定，以此作為指導(dǎo)后續(xù)工程壓實(shí)遍數(shù)的依據(jù)。 所以施工壓實(shí)遍數(shù)及速度確定如下： YZ20B振動(dòng)壓路機(jī)關(guān)閉振動(dòng)一檔穩(wěn)壓1遍YZ20B振動(dòng)壓路機(jī)一檔強(qiáng)振5遍 3Y18T三輪光輪壓路機(jī)一檔穩(wěn)壓1遍。一檔行駛速度為3540米/分鐘。 3、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的確定 根據(jù)填料的確定檢測(cè)方法為灌水法檢測(cè)。經(jīng)試驗(yàn)確定，當(dāng)路基碾壓至6遍時(shí)，沉降差和孔隙率趨于穩(wěn)定。沉降差控制標(biāo)準(zhǔn)制定為：沉降量不大于3，標(biāo)準(zhǔn)差不大于2 . 上路床以下孔隙率控制標(biāo)準(zhǔn)為：13%。最佳含水率為4.0%左右。 外觀及平整度檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)：平整度不大于20，路基表面平整密實(shí)，表面無(wú)松散、填料無(wú)離析現(xiàn)象，大粒徑填石無(wú)松動(dòng)，無(wú)明顯

8、輪跡和孔洞，表面及邊部無(wú)超粒徑石料，邊線順直。 其余檢查項(xiàng)目同填石路基檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。四、土石混填路基施工工藝四、土石混填路基施工工藝 1、準(zhǔn)備工作:包括填筑材料檢測(cè)，原地面處理，測(cè)量?jī)x器和觀察埋設(shè)用鋼球的準(zhǔn)備、路基三線放樣，兩邊線掛線等工作。 2、依據(jù)運(yùn)輸車輛的運(yùn)輸方量、按照試驗(yàn)所得的松鋪厚度（我合同段松鋪厚度按照45cm控制，壓實(shí)厚度為40cm）計(jì)算出每車填料的鋪筑面積，打上方格網(wǎng)線。 3、按照布設(shè)的方格網(wǎng)進(jìn)行卸料，粗平，進(jìn)行灑水燜料（灑水時(shí)需要控制含水量，根據(jù)原材料含水率和最佳含水率估算需要灑水量。最佳含水率由試驗(yàn)路段得出為4%左右，如含水量過(guò)大，則將填料晾干至最佳含水量2%以內(nèi)。如含水量過(guò)小

9、，則需要對(duì)填料補(bǔ)充灑水，達(dá)到壓實(shí)所需的最佳含水量。原材料的含水率根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)抽樣所得。一般燜料時(shí)間達(dá)到6小時(shí)以上為最佳）。 4、待填料燜透、含水率達(dá)到最佳時(shí)進(jìn)行平地機(jī)精平，精平同時(shí)人工挑揀出超粒徑的石料（粒徑大于30cm）。人工用細(xì)粒料填補(bǔ)表面的空洞，保證表面平整并無(wú)離析現(xiàn)象。 5、埋設(shè)鋼球。鋼球采用直徑8cm的為宜，便于測(cè)量。鋼球埋設(shè)時(shí)根據(jù)路段的長(zhǎng)度和寬度確定，最佳40m為一個(gè)斷面，每個(gè)斷面埋設(shè)6-10個(gè)。 6、采用20B以上的振動(dòng)壓路機(jī)穩(wěn)壓一邊，測(cè)量鋼球的高程、記錄。碾壓時(shí)有出現(xiàn)離析地方，及時(shí)用細(xì)料填補(bǔ)。（壓路機(jī)正常碾壓速度35-40m/min,沿原輪跡往返一次記一遍，每次輪跡重合1/2以上）

10、 7、壓路機(jī)開(kāi)至強(qiáng)振，碾壓3遍，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行補(bǔ)水，測(cè)量高程、記錄。補(bǔ)水至路基表面濕潤(rùn)且不沾輪。 8、繼續(xù)強(qiáng)振碾壓完成第5遍碾壓，自檢合格后，報(bào)監(jiān)理工程師驗(yàn)收。 外觀驗(yàn)收：平整度不大于20mm，路基表面平整密實(shí)，表面無(wú)松散、離析現(xiàn)象，邊坡順直。 沉降差：測(cè)設(shè)第5次碾壓完成后的高程，進(jìn)行第6次碾壓，觀測(cè)兩次高程差，平均差3mm，標(biāo)準(zhǔn)差2mm，即為合格。 隨機(jī)抽點(diǎn)檢測(cè)孔隙率：采用灌水法檢測(cè)孔隙率，根據(jù)試驗(yàn)段得的結(jié)論，大于5mm的顆粒含量在75-80%，孔隙率13%為合格。 9、驗(yàn)收合格后用18B以上的三輪壓路機(jī)碾壓一邊，消除輪跡，繼續(xù)進(jìn)行下一道工序。沉降差不合格時(shí)繼續(xù)碾壓、測(cè)量，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要

11、及時(shí)、適量補(bǔ)水。 五、施工控制要點(diǎn)五、施工控制要點(diǎn) 1、填料的粒徑為硬質(zhì)石料時(shí)最大粒徑不得大于填筑層厚的2/3；填料為風(fēng)化石或軟質(zhì)石時(shí)，應(yīng)檢測(cè)CBR值是否符合相關(guān)要求，粒徑不得大于層厚。 2、計(jì)算卸料面積，控制層厚，如現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸車輛按18m3/車計(jì)算，則方格網(wǎng)可按5m寬、8m長(zhǎng)布設(shè)，得到的松鋪厚度為45cm。卸料前對(duì)原路基表面灑水，確保上下兩層路基粘結(jié)良好。 3、埋設(shè)鋼球，通過(guò)觀測(cè)鋼球的沉降量（振動(dòng)碾壓第5遍和第6遍的高程差），確定壓實(shí)是否合格。平均差3mm，標(biāo)準(zhǔn)差2mm。測(cè)量沉降差時(shí)，將鋼球表面的土粒清理干凈，確保測(cè)量精度。測(cè)點(diǎn)布設(shè)要合理。 4、測(cè)量?jī)x器和碾壓機(jī)械的選擇：測(cè)量?jī)x器采用高精度的電

12、子水準(zhǔn)儀或蘇光DSZ2水準(zhǔn)儀配合測(cè)微儀和銦鋼尺使用；碾壓機(jī)械必須為20B以上的振動(dòng)壓路機(jī)和18B以上的三輪壓路機(jī)。 5、孔隙率采用灌水法檢測(cè)，影響因素較多，規(guī)范中提到只作為土石混填路基試驗(yàn)段壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)，大面積施工中不可用。其它檢測(cè)依據(jù)填石路堤施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)。六、灌水法檢測(cè)孔隙率的試驗(yàn)方法 灌水法與灌砂法的檢測(cè)原理基本相同，都是用來(lái)檢測(cè)土密實(shí)程度的一種試驗(yàn)方法，不同點(diǎn)在于灌水法適用于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定粗粒土的密度測(cè)定。 1、用灌水法檢測(cè)土石混填路基的孔隙率，在施工中應(yīng)根據(jù)試樣的最大粒徑來(lái)確定基板的尺寸和試坑的深度。粒徑大于150mm，深度500mm以下的建議采用邊長(zhǎng)為800mm，深40mm的金屬方盤(pán)

13、，盤(pán)中心有一直徑為600mm的圓孔，粒徑大于200mm，深度500mm以上的可以采用直徑大一些的基板。 2、灌水法試驗(yàn)所需的試驗(yàn)設(shè)備主要有：直徑為600mm基板一個(gè)、100kg臺(tái)秤、10kg電子秤、酒精、鋼釬、毛刷、大約200kg的水、5mm圓孔篩、60mm圓孔篩、塑料薄膜、塑料桶和溫度計(jì)等。 3、試驗(yàn)方法 灌水法試驗(yàn)前必須先布設(shè)好測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)隨機(jī)選取后用毛刷清掃干凈，然后將基板放在測(cè)點(diǎn)位置，鋪塑料薄膜標(biāo)定基板的容積。 標(biāo)定結(jié)束后開(kāi)始挖測(cè)坑，試坑直徑為基板中心圓的直徑。根據(jù)坑口輪廓線進(jìn)行下挖，試坑按要求下挖至層底，對(duì)坑壁要加以修整，將落于坑內(nèi)和坑壁周圍松散的顆粒用毛刷清掃干凈，稱試坑試樣的總質(zhì)量

14、 mp，稱重后分別過(guò)60mm與5mm的篩子，將大于60mm石料與小于5mm的細(xì)料分開(kāi)裝入編織袋中稱重，分別計(jì)算大于60mm顆粒含量、大于5mm小于60mm的顆粒含量和小于5mm的顆粒含量。取60mm以下代表性的試樣測(cè)定細(xì)料含水率wf，稱取60mm以上石料檢測(cè)含水率wc。 灌水之前為了使坑壁和塑料薄膜易于緊貼且不使塑料薄膜被坑壁石料刺破，坑內(nèi)鋪設(shè)3層180cm*180cm一次性高級(jí)桌布。鋪好后向坑內(nèi)注水，記錄好注水的質(zhì)量，同時(shí)測(cè)定注入水的溫度便于修正。試坑注水時(shí)要輕輕的拉住薄膜，一邊拉松，一邊注水，使薄膜與坑壁空氣得以排除，保證試坑容積測(cè)量的準(zhǔn)確性。同時(shí)注意注水的速度，緩緩注入直至水面與直尺接觸

15、不外溢為準(zhǔn)，稱剩余水的質(zhì)量。 4、數(shù)據(jù)整理：1）.計(jì)算基板部分的容積： VO=(m1-m2)/w 試中： VO 基板部分容積（cm3）,計(jì)算至0.01 m1 儲(chǔ)水桶注入前水的質(zhì)量（g） m2 儲(chǔ)水桶注水后水的質(zhì)量（g）w 水的密度(g/cm3)2).按下式計(jì)算試坑的容積Vv=m/w -V0式中： Vv 試坑容積（cm3）,計(jì)算精確至0.01 m 試坑內(nèi)注水的總質(zhì)量（g） V0 基板部分容積（cm3）w 水的密度（g/ cm3）3).計(jì)算濕密度 = m/ VV 濕密度（g/ cm3） m 濕土質(zhì)量（g） 4）計(jì)算含水率 含水率是指水的質(zhì)量與土顆粒質(zhì)量的比值，以百分率表示。 試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)采用酒精燃燒法

16、分別對(duì)粒徑60mm以上粗粒料和60mm以下細(xì)粒料進(jìn)行含水率測(cè)定。再計(jì)算整體含水率：W = Wf Pf + Wc(1- Pf )式中： W 整體含水率（%），計(jì)算至0.01 Wf 細(xì)粒土部分的含水率（%）Wc 石料部分的含水率（%） Pf 細(xì)粒料的干質(zhì)量與全部材料的干質(zhì)量之比（細(xì)粒料與石塊的劃分以粒徑60mm為界限） 5).計(jì)算試樣的干密度 d =s /（ 1 + w ） d 試樣干密度（g/ cm3） w 整體含水率（%） 干土質(zhì)量： mS = m/（1+w/100） 6).土粒比重試驗(yàn)采用公路土工試驗(yàn)規(guī)程JTG E402007中的（T0112-1993）比重瓶法和（T0113-1993）浮稱

17、法或（T0114-1993）虹吸筒法測(cè)定。土粒的平均比重按下式計(jì)算Gs = 1/(P1/Gs1+P2/Gs2) 式中：Gs 土粒的平均比重，計(jì)算至0.01P1 小于5mm的干質(zhì)量與全部材料的干質(zhì)量之比（%）P2 大于5mm的干質(zhì)量與全部材料的干質(zhì)量之比（%）Gs1 小于5mm顆粒比重Gs2 大于5mm顆粒比重7).計(jì)算孔隙率n = 1-d/ Gs *100%式中: k 孔隙率d 填料干密度，g/cm3Gs 填料濕密度(平均比重)， g/cm3 用用灌水法檢測(cè)路基孔隙率在在施工中起到了一數(shù)據(jù)指導(dǎo)施工的作用，使工程質(zhì)量得到了控制。但檢測(cè)方法最大的難處在于費(fèi)工費(fèi)時(shí)，同時(shí)室內(nèi)最大干密度的確定也較困難，

18、大面積使用很不方便。七、現(xiàn)場(chǎng)CBR試驗(yàn)在土石混填路基中的應(yīng)用 CBR又稱加州承載比,由美國(guó)加尼福尼亞州公路局首先提出來(lái)，用于評(píng)定路基和路面材的強(qiáng)度指標(biāo)。CBR值的含義是表示試驗(yàn)材料相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)碎石的強(qiáng)度，為無(wú)量綱值 。1、現(xiàn)場(chǎng)CBR試驗(yàn)基本原理 1）儀器與材料 荷載裝置；設(shè)有加勁橫梁的載貨汽車，后軸重不小于60KN?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試裝置：千斤頂、測(cè)力計(jì)、球座、灌入桿、荷載板和百分表等。 2）試驗(yàn)原理 用載貨汽車作為反力架，通過(guò)千斤頂繼續(xù)加載，使灌入桿均勻壓入路基。為模擬路面結(jié)構(gòu)對(duì)土基的應(yīng)力，在灌入桿位置安放荷載板，路基的強(qiáng)度越高，灌入量為25mm或50mm的荷載越大，即CBR值越大。 2、現(xiàn)場(chǎng)CBR值測(cè)試

19、結(jié)果 1）試驗(yàn)段概況 試驗(yàn)選擇了3個(gè)段落，虛鋪厚度分別設(shè)40cm、50cm和60cm。在試驗(yàn)段鋪筑中，采用現(xiàn)場(chǎng)CBR試驗(yàn)、干密度測(cè)量。沉降差觀測(cè)和彎沉測(cè)量等方法，檢測(cè)土石方的亞視情況，研究土石混填路基強(qiáng)度增長(zhǎng)的規(guī)律，確定合理的施工工藝和合適的質(zhì)量檢測(cè)方法。 2）測(cè)點(diǎn)的布設(shè) 土石混填料粒徑大，碾壓過(guò)程中有粒料錯(cuò)動(dòng)現(xiàn)象，易造成檢測(cè)的結(jié)果可靠性降低，所以在3個(gè)試驗(yàn)段分別布設(shè)2、2、4個(gè)主控制點(diǎn)，每個(gè)主控制點(diǎn)布設(shè)3個(gè)控制點(diǎn)，以保證測(cè)量數(shù)據(jù)的可靠性。 3、現(xiàn)場(chǎng)CBR值的測(cè)試結(jié)果試驗(yàn)時(shí)，分別測(cè)試靜壓1遍，振動(dòng)2遍、4遍、6遍的現(xiàn)場(chǎng)CBR值。 現(xiàn)場(chǎng)CBR值與碾壓遍數(shù)的關(guān)系 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)記錄的CBR值和碾壓遍數(shù)得

20、下圖1：隨碾壓遍數(shù)的增加，CBR值逐漸增加；碾壓初期CBR值增加較快，后期CBR值增加緩慢。這與干密度和壓實(shí)遍數(shù)測(cè)試的結(jié)果（圖2）、沉降率與碾壓遍數(shù)測(cè)試的結(jié)果（圖3）是吻合的。 通過(guò)不同的虛鋪厚度CBR值的測(cè)定，經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)可以發(fā)現(xiàn)，無(wú)論哪種虛鋪厚度，振動(dòng)穩(wěn)定后其現(xiàn)場(chǎng)的CBR值都大于25，滿足規(guī)范關(guān)于路基填料最小強(qiáng)度CBR8%的規(guī)定，所以CBR值為25%可作為該路段壓實(shí)度的最低標(biāo)準(zhǔn)。CBR平均值與碾壓遍數(shù)關(guān)系(圖1)CBR值%碾壓遍數(shù)/遍干密度隨碾壓遍數(shù)變化干密度g/cm3碾壓遍數(shù)/遍沉降差和碾壓遍數(shù)關(guān)系 沉降差%碾壓遍數(shù)/遍2）現(xiàn)場(chǎng)CBR試驗(yàn)p-s曲線分析 圖6-圖8為現(xiàn)場(chǎng)CBR值檢測(cè)室，不同碾壓遍數(shù)下荷載和沉降的關(guān)系曲線。 隨著碾壓遍數(shù)的增加，曲線變緩，路基在相同荷載下沉降逐漸變小，這說(shuō)明碾壓遍數(shù)增大，路基的彈性模量在逐漸增加。這與沉降觀測(cè)和干密度的測(cè)試情況基本吻合。 3）現(xiàn)場(chǎng)CBR值域