孟憲建

（太原學院 030032）

1 公路填石路基壓實必要性分析

在山區(qū)高等級公路路基施工過程中，為了保證路基結構的承載能力和抗彎剛度指標滿足設計要求，必須對原路基土進行合理處治，對原路基進行填石處治是常見的施工技術之一；為了保證填石路基結構的密實性和承載性能，必須對填石路基進行振動壓實，保證填石路基結構內(nèi)石料的相互嵌鎖性能和摩阻力滿足施工要求。在山區(qū)公路路基結構施工過程中，由于部分地區(qū)的天然路基層密實度、承載能力較差，在長期車輛荷載作用下容易出現(xiàn)嚴重的不均勻沉降、路基脫空及崩塌失穩(wěn)病害，嚴重影響車輛的正常通行，填石路基施工技術可以對部分薄弱路基結構層進行換填處治，能夠明顯提升原路基的綜合性能。但是，由于填石材料的顆粒粒徑分布相對分散，導致填石路基的離散性較大，填筑材料的顆粒均勻性較差，為了控制顆粒粒徑離散對填石路基性能的影響，必須提高壓實施工控制能力。

2 公路填石路基施工關鍵技術分析

2.1 填石路基填筑料攤鋪施工

絕大多數(shù)的路基填筑施工項目需要使用的填筑路基均通過爆破山體獲取，采用爆破法一方面可以獲取強度更高的巖體顆粒，另一方面則更容易控制巖體材料的粒徑值范圍。用于填石路基填筑的石料顆粒直徑應控制在 150mm-200mm范圍內(nèi)，對于最大粒徑超過250mm的填筑石料應采用專用粉碎機械二次粉碎，保證粒徑超過200mm的填筑石料占比不超過填筑石料總體的10%。在目前的填石路基攤鋪施工過程中，常用的攤鋪技術可細分為組合式攤鋪法和步進式攤鋪法，兩種攤鋪施工技術各有優(yōu)勢，基本能夠滿足路基填筑攤鋪施工技術要求。步進式攤鋪施工作業(yè)技術適用于單幅作業(yè)寬度較低的路段，由于步進式攤鋪施工的推進速率較低，一般無法應用在遠距離攤鋪作業(yè)中，但步進式攤鋪施工作業(yè)法可以將絕大多數(shù)的大粒徑填筑石料夯實在路基底層，有助于優(yōu)化填石路基層的粒徑分配；相反，采用組合式路基攤鋪施工，對應的大粒徑填筑碎石容易集中在中上層，導致路基結構層內(nèi)部應力分配不合理，在長期車輛荷載的反復作用下將產(chǎn)生不同程度的路基不均勻沉降病害，在瞬時沖擊荷載作用下容易導致底部碎石顆粒被壓潰，影響路基結構層的整體剛度。

使用組合式攤鋪作業(yè)方法為了避免出現(xiàn)以上病害，可以嘗試使用多次攤鋪作業(yè)法，單次作業(yè)后及時安排推土機械將表層的大粒徑推移至路基邊緣用于后續(xù)的路邊石夯填，采用多次組合攤鋪作業(yè)施工以后，可以極大地優(yōu)化填筑路基層的填石碎料粒徑分布；此外，使用組合式攤鋪作業(yè)法相較于步進式攤鋪作業(yè)的另一個明顯優(yōu)勢是組合攤鋪機械集成了專用的液壓夯擊機械，遇到粒徑大于250mm的填筑碎石可以及時擊碎分解，并可以與攤鋪作業(yè)同步觀測填筑集料的實際級配值。

2.2 填石路基壓實機械選型分析

為了保證填石路基施工的總體質(zhì)量，控制填石路基石料的壓實度指標是決定總體質(zhì)量的核心環(huán)節(jié)之一，壓實施工機械是填石路基壓實度指標實現(xiàn)的關鍵，在路基填筑壓實施工過程中，必須做好填石路基壓實機械的選型工作。攤鋪作業(yè)根據(jù)不同的作業(yè)工法選擇滿足施工工況的推土機械，以組合式攤鋪作業(yè)為例，使用大功率推土機械攤鋪，攤鋪機械集成了液壓式錘擊設備，可以將粒徑過大的填筑碎石擊碎，以滿足對填筑碎石的粒徑要求；此外，大功率攤鋪機械相較于小功率機械在攤鋪效率、填筑層優(yōu)化調(diào)整及填筑層預壓實等方面的優(yōu)勢明顯超過小功率推土機械。與攤鋪機械配合作業(yè)的壓實機械、挖掘機及運輸車輛也應保證性能匹配要求，壓實機械使用鋼輪振動壓實機械，最大輸出功率不低于18T，挖掘機鏟斗容積值不小于 3m3，運輸車輛的發(fā)動機最大輸出功率不小于 5T。壓實機械必須選用同時具備靜態(tài)壓實和振動壓實兩種工況的施工機械，振動壓實機械的有效振動幅度應控制在1.5mm-2.5mm范圍內(nèi)，對應的振動頻率建議控制在30Hz-40Hz范圍內(nèi)，一般情況下，在壓實機械運行速率一定的前提下，壓實次數(shù)與振動機械傳遞至填石層的有效能量呈正比關系，因此，在施工現(xiàn)場組織允許的前提下，盡量增加壓實作業(yè)次數(shù)，保證足夠的振動壓實能傳遞至填石路基層中。

2.3 填石路基壓實層厚度現(xiàn)場控制

現(xiàn)場填石路基攤鋪壓實厚度指標控制及測算是保證填石壓實路基整體結構強度、密實性、抗變形剛度等指標滿足設計及施工規(guī)范要求的關鍵環(huán)節(jié)之一，因此，必須結合山區(qū)路基填筑施工項目實際情況，制定相應的填筑路基壓實厚度控制指標。根據(jù)最新的《公路路基施工技術規(guī)范（JTG F10-2015）》的相關要求和強制性規(guī)定，對于山區(qū)填石路基結構而言，相應的振動壓實施工機械的荷載噸位不能低于 14t，重大型填筑工程項目應保證振動壓實機械的荷載噸位不低于 16t，保證激振荷載的壓實能傳遞有效厚度達到400mm及以上；考慮到省內(nèi)山區(qū)填石路基施工標段的路基材料類型屬于硬質(zhì)灰質(zhì)巖，山體材料本身的結構強度和剛度較高，使用其破碎的巖石顆粒作為填石路基原材料，具備天然的承載優(yōu)勢，在振動壓實及后續(xù)的車輛長期反復作用下的沉降值較小，有助于現(xiàn)場的壓實度指標控制。在填石路基不同深度范圍內(nèi)埋設相應的土壓力盒，測定振動壓實機械作用下的不同深度位置對應的豎向響應應力值，為了滿足土壓力盒的測定條件，應保證攤鋪壓實施工現(xiàn)場的松鋪厚度值不超過 600mm，土壓力盒埋設應以不干擾正常的壓實施工作業(yè)為準，在土壓力盒埋設點以下開挖深度介于 1000mm-1200mm之間，分層埋置土壓力盒，且開挖的試驗坑實際寬度值不能小于壓實繼續(xù)的鋼輪有效寬度。土壓力盒現(xiàn)場埋設及布置過程中必須盡量使用粒徑較小的路基填筑石料回填，為了防止大粒徑碎石在激振荷載作用下引起的局部應力集中效應，在臨近土壓力盒布設位置應適當減小填筑碎石粒徑，削減應力集中效應。

3 總結

綜上，文章對公路填石路基施工過程中涉及到的填筑料攤鋪、壓實機械選型及壓實控制等相關環(huán)節(jié)進行針對性分析，明確了具體的施工關鍵技術和核心環(huán)節(jié)，為后續(xù)的同類工程項目施工開展提供了參照。