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摘要:近年来,我国道路建设取得了举世瞩目的成就,尤其是偏远山区等地区。路基作为道路的主要组成部分,填石路基成为不可回避的一个重要技术难题。本文结合填石路基的特点,提出了填石路基的施工技术,保障路基结构的稳定及整个路面结构的质量。
关键词:路基;填石路基;施工技术;质量控制与检测
进入21世纪以来,我国的道路建设取得了迅猛发展,道路通车里程数一直呈现迅速递增之势,尤其以山区边缘地区的道路建设呈现快速发展之势。路基是道路建设的一个重要组成部分,也是整条道路的基础部分,路基的稳定与否直接影响路面的使用质量,以及整个道路的整体稳定性,而路基填料问题又是影响路基稳定性的一个非常重要的因素。在山区等边缘地区,路基填料问题一直是困扰道路建设者的一个棘手问题,山区多填石,少优质土料,综合考虑工程成本问题,山区等优质土料匮乏地区,路基填石的施工方案成为路基施工的首选方案。本文就道路填石路基施工技术做一些简单的探讨。
1、填石路基的特点
填石路基的定义为,在道路路基施工中,遵照就近取材、节约工程成本、保证工程质量的原则下,选用开山等产生的废石料填筑而成的路基。填石路基多见于地势险峻、沟壑纵横的偏远山区。填石路基的工程特点表现为,一是填料的粒径较大,且粒径尺寸不均匀,易出现填料离析等现象,导致碾压后路基出现密实度不均匀;二是大粒径填料之间几乎没有粘聚力,路基强度由材料间的摩擦力与嵌挤力构成,所以,碾压较困难,且碾压后路基孔隙率依然较大,后期遇到雨水等浸入,很容易出现路基沉降量超过规范要求或者路基不均匀沉降等现象,直接威胁道路的使用性能。因此,填石路基的优点为较强的整体性、较好的透水性;不足之处在于,路基易存水,粒径大、施工困难等。
规范要求,填石路基的填料需采用没有风化的石料。且其饱水抗压强度必要要达到规范最低值。填石路基要注意的另一个问题是石料的粒径大小,规范要求,石料最大粒径一般不超过层厚的三分之二,且填于石料间的细料或石屑需要具有良好的级配。
2、填石路基施工技术
按照设计及规范要求,找到合适的石料原材料后,才可以进行填石路基的施工。一般情况下,填石路基的施工需要经过下面的程序,石料的选择、石料的摊铺、石料的碾压、路基的检测。对于填石路基来说,由于其孔隙率大,还需要做路基的排水。
2.1填料的选择
路基填料根据抗压强度标准分为两类,硬质岩与软质岩,具体分类情况见表1
表1 路基填料分类标准
种类
硬质岩
软质岩
坚硬
软硬
较软
软
极软
粒径要求
>60
30~60
15~30
5~15
<5
规范规定,对于路基填料,其饱水抗压强度需超过15Mpa,不足时,需做CBR实验,且CBR要超过15%,当都不成立时,当路基填料中石料成分低于50%时,按照填土路堤设计,当石料成分超过70%时,按照填石路堤设计,当位于二者之间时,按照土石混填设计。
对于填石路基来说,填料强度需根据规范规定的饱水抗压强度试验来确定[1]。不同类型的填石材料由于在承载能力、风化情况等方面具有一些不同,所以,在实践道路工程中应当考虑这些差异的存在,合理科学的选择填石材料。
2.2填料的摊铺
对于填石路基来说,填料的摊铺方式一般有三种,即渐进式、后退式及混合式。运料车在前面摊铺新料,推土机在后面整平新料的摊铺方式,我们称之为渐进式摊铺,此方法简单、易于操作,具有很强的可操作性。先用压路机把旧料表面进行压实,然后运料车再把新料倾倒于旧料上,最后推土机推平,我们称之为后退式摊铺,此方法适合于填料中细料含量较多的时候,具有一定的局限性。混合式摊铺就是把以上两种摊铺方法进行结合,取各种优点。
我国的一级公路及高速公路等高等级道路的填石路基大多选用渐进式摊铺方式,填石路基需要分层填筑,同时,也要分层碾压,分层检测。规范规定,我国高等级道路填石路基分层松铺厚度要小于五十厘米,其他等级道路填石路基分层松铺厚度要小于一百厘米。为了保证软基处理之后的砂垫层具有良好的排水性能,应填筑30公分厚的填土层后,才可以进行石料的填筑,在石料填筑过程中,应采取分层的方式进行填筑,且对填筑的厚度进行严格按照设计要求进行控制,尤其是应控制填料的粒径,且最大不能超过层厚度的三分之二。填石路基分层铺筑不但可以防止粗细填料离析现象的出现,而且对于不良级配的填料,能改善摊铺的平整度,有利于提高填石路基的稳定性及安全性。
2.3填料的碾压
对于填石路基来说,碾压机械需采用平碾与振动碾相结合的方式进行,首先选用平碾机械保持4km/h的速度先碾压两遍,其次,选用振动碾压机械保持5km/h的速度碾压直至压实,条件可以时,对于振动碾压机械的选用应当首选羊足碾等凸式压路机。表2为不同类型的压路机对应的碾压次数。
表2 不同类型的压路机对应的碾压次数
轴重(KN)
100
120
140
160
180
200
250
11
10
9
9
8
7
300
10
9
8
8
7
7
350
9 8
8
7
8
6
2.4地基的排水
填石路基与填土路基相比,具有孔隙率大、难压实的特点,当降雨时,雨水可以通过填石空隙间的孔隙渗透到下面,在车辆荷载及强降水的影响下,进而影响路基的稳定性及路面结构性的安全,因此填石路基的排水问题就成为影响填石路基稳定性的一个重要潜在危险因素。所以道路工程中对于填石路基要特别注意路基排水的问题。
3、质量控制及检测
3.1 压实度检测方法
填石路基由于其特殊的特点,对于其压实度检测一般有水袋法及灌砂法两种。对于不同情况,这两种方法可以结合使用,均可以用来检测填石路基的压实度。对于不同方法注意分析与比较,结合工程实际情况,合理选用一直压实度检测方法。
当然在检测之前也可以凭一些工程经验来看填石路基的压实度是否达到要求。一种经验方法为,把一个钢球在碾压之前预埋于填石填料中,然后选用超过二十吨的压路机按照碾压施工文件进行碾压,经过一定次数的碾压之后查看预埋钢球,当预埋钢球没有下沉或者没有轮胎痕迹时,表明,碾压密实,这样通过水袋法或灌砂法测得的压实度一般都能满足规范要求。对于石渣料路基,按照碾压设计文件进行一定功率与次数的碾压后,当填石路基表面没有明显大尺寸石料出现松动、孔隙、空洞现象时,或者用铁铲很难挖动时,表面石渣料路基处于密实状态,当选用水袋法或灌砂法检测其压实度时,一般都可以满足规范要求。
3.2质量控制与检测
按照规定,对于填石路基,施工方,一千平方米,十个监测点;监理方,一千平方米,五个监测点,各个检测点间距大约十米,一般沿主线分布。填石路基的控制参数为路基弯沉值、在实际施工的工程中,严格按照设计文件、施工要求及规范进行质量控制与检测,当进行完一次程序时,依次检测填石路基的土层层厚、填料尺寸及路基压实度等,只要各项参数都满足规范要求才可以进行下一道工序。
4、结论
填石路基是道路建设不可回避的技术问题,大规模采用填石路基技术不但可以就地取材,达到减少工程成本的目的,而且还可以充分保护当地环境,减少对优质资源的破坏,促进路与环境的和谐。目前,填石路基已经在我国的道路建设中得到了广泛的应用,取得了良好的成效,产生了巨大的社会效益与经济效益。在进行填石路基施工时,首先是对于填石填料的选择,其次是根据工程的特点及环境的变化,设计出科学合理的施工方案。只有在实际道路工程中,严格按照公路设计进行施工,因地制宜,对于保障最终公路质量是有裨益的[2]。
参考文献:
[1]张静.对公路施工中填石路基处理技术的探讨[J].黑龙江科技信息,2012(4):268)
关键词:路基;填石路基;施工技术;质量控制与检测
进入21世纪以来,我国的道路建设取得了迅猛发展,道路通车里程数一直呈现迅速递增之势,尤其以山区边缘地区的道路建设呈现快速发展之势。路基是道路建设的一个重要组成部分,也是整条道路的基础部分,路基的稳定与否直接影响路面的使用质量,以及整个道路的整体稳定性,而路基填料问题又是影响路基稳定性的一个非常重要的因素。在山区等边缘地区,路基填料问题一直是困扰道路建设者的一个棘手问题,山区多填石,少优质土料,综合考虑工程成本问题,山区等优质土料匮乏地区,路基填石的施工方案成为路基施工的首选方案。本文就道路填石路基施工技术做一些简单的探讨。
1、填石路基的特点
填石路基的定义为,在道路路基施工中,遵照就近取材、节约工程成本、保证工程质量的原则下,选用开山等产生的废石料填筑而成的路基。填石路基多见于地势险峻、沟壑纵横的偏远山区。填石路基的工程特点表现为,一是填料的粒径较大,且粒径尺寸不均匀,易出现填料离析等现象,导致碾压后路基出现密实度不均匀;二是大粒径填料之间几乎没有粘聚力,路基强度由材料间的摩擦力与嵌挤力构成,所以,碾压较困难,且碾压后路基孔隙率依然较大,后期遇到雨水等浸入,很容易出现路基沉降量超过规范要求或者路基不均匀沉降等现象,直接威胁道路的使用性能。因此,填石路基的优点为较强的整体性、较好的透水性;不足之处在于,路基易存水,粒径大、施工困难等。
规范要求,填石路基的填料需采用没有风化的石料。且其饱水抗压强度必要要达到规范最低值。填石路基要注意的另一个问题是石料的粒径大小,规范要求,石料最大粒径一般不超过层厚的三分之二,且填于石料间的细料或石屑需要具有良好的级配。
2、填石路基施工技术
按照设计及规范要求,找到合适的石料原材料后,才可以进行填石路基的施工。一般情况下,填石路基的施工需要经过下面的程序,石料的选择、石料的摊铺、石料的碾压、路基的检测。对于填石路基来说,由于其孔隙率大,还需要做路基的排水。
2.1填料的选择
路基填料根据抗压强度标准分为两类,硬质岩与软质岩,具体分类情况见表1
表1 路基填料分类标准
种类
硬质岩
软质岩
坚硬
软硬
较软
软
极软
粒径要求
>60
30~60
15~30
5~15
<5
规范规定,对于路基填料,其饱水抗压强度需超过15Mpa,不足时,需做CBR实验,且CBR要超过15%,当都不成立时,当路基填料中石料成分低于50%时,按照填土路堤设计,当石料成分超过70%时,按照填石路堤设计,当位于二者之间时,按照土石混填设计。
对于填石路基来说,填料强度需根据规范规定的饱水抗压强度试验来确定[1]。不同类型的填石材料由于在承载能力、风化情况等方面具有一些不同,所以,在实践道路工程中应当考虑这些差异的存在,合理科学的选择填石材料。
2.2填料的摊铺
对于填石路基来说,填料的摊铺方式一般有三种,即渐进式、后退式及混合式。运料车在前面摊铺新料,推土机在后面整平新料的摊铺方式,我们称之为渐进式摊铺,此方法简单、易于操作,具有很强的可操作性。先用压路机把旧料表面进行压实,然后运料车再把新料倾倒于旧料上,最后推土机推平,我们称之为后退式摊铺,此方法适合于填料中细料含量较多的时候,具有一定的局限性。混合式摊铺就是把以上两种摊铺方法进行结合,取各种优点。
我国的一级公路及高速公路等高等级道路的填石路基大多选用渐进式摊铺方式,填石路基需要分层填筑,同时,也要分层碾压,分层检测。规范规定,我国高等级道路填石路基分层松铺厚度要小于五十厘米,其他等级道路填石路基分层松铺厚度要小于一百厘米。为了保证软基处理之后的砂垫层具有良好的排水性能,应填筑30公分厚的填土层后,才可以进行石料的填筑,在石料填筑过程中,应采取分层的方式进行填筑,且对填筑的厚度进行严格按照设计要求进行控制,尤其是应控制填料的粒径,且最大不能超过层厚度的三分之二。填石路基分层铺筑不但可以防止粗细填料离析现象的出现,而且对于不良级配的填料,能改善摊铺的平整度,有利于提高填石路基的稳定性及安全性。
2.3填料的碾压
对于填石路基来说,碾压机械需采用平碾与振动碾相结合的方式进行,首先选用平碾机械保持4km/h的速度先碾压两遍,其次,选用振动碾压机械保持5km/h的速度碾压直至压实,条件可以时,对于振动碾压机械的选用应当首选羊足碾等凸式压路机。表2为不同类型的压路机对应的碾压次数。
表2 不同类型的压路机对应的碾压次数
轴重(KN)
100
120
140
160
180
200
250
11
10
9
9
8
7
300
10
9
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8
7
7
350
9 8
8
7
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2.4地基的排水
填石路基与填土路基相比,具有孔隙率大、难压实的特点,当降雨时,雨水可以通过填石空隙间的孔隙渗透到下面,在车辆荷载及强降水的影响下,进而影响路基的稳定性及路面结构性的安全,因此填石路基的排水问题就成为影响填石路基稳定性的一个重要潜在危险因素。所以道路工程中对于填石路基要特别注意路基排水的问题。
3、质量控制及检测
3.1 压实度检测方法
填石路基由于其特殊的特点,对于其压实度检测一般有水袋法及灌砂法两种。对于不同情况,这两种方法可以结合使用,均可以用来检测填石路基的压实度。对于不同方法注意分析与比较,结合工程实际情况,合理选用一直压实度检测方法。
当然在检测之前也可以凭一些工程经验来看填石路基的压实度是否达到要求。一种经验方法为,把一个钢球在碾压之前预埋于填石填料中,然后选用超过二十吨的压路机按照碾压施工文件进行碾压,经过一定次数的碾压之后查看预埋钢球,当预埋钢球没有下沉或者没有轮胎痕迹时,表明,碾压密实,这样通过水袋法或灌砂法测得的压实度一般都能满足规范要求。对于石渣料路基,按照碾压设计文件进行一定功率与次数的碾压后,当填石路基表面没有明显大尺寸石料出现松动、孔隙、空洞现象时,或者用铁铲很难挖动时,表面石渣料路基处于密实状态,当选用水袋法或灌砂法检测其压实度时,一般都可以满足规范要求。
3.2质量控制与检测
按照规定,对于填石路基,施工方,一千平方米,十个监测点;监理方,一千平方米,五个监测点,各个检测点间距大约十米,一般沿主线分布。填石路基的控制参数为路基弯沉值、在实际施工的工程中,严格按照设计文件、施工要求及规范进行质量控制与检测,当进行完一次程序时,依次检测填石路基的土层层厚、填料尺寸及路基压实度等,只要各项参数都满足规范要求才可以进行下一道工序。
4、结论
填石路基是道路建设不可回避的技术问题,大规模采用填石路基技术不但可以就地取材,达到减少工程成本的目的,而且还可以充分保护当地环境,减少对优质资源的破坏,促进路与环境的和谐。目前,填石路基已经在我国的道路建设中得到了广泛的应用,取得了良好的成效,产生了巨大的社会效益与经济效益。在进行填石路基施工时,首先是对于填石填料的选择,其次是根据工程的特点及环境的变化,设计出科学合理的施工方案。只有在实际道路工程中,严格按照公路设计进行施工,因地制宜,对于保障最终公路质量是有裨益的[2]。
参考文献:
[1]张静.对公路施工中填石路基处理技术的探讨[J].黑龙江科技信息,2012(4):268)