賈烊

(中國建筑國際工程公司,北京100029)

如今，中國企業(yè)越來越重視開發(fā)和經(jīng)營國際工程市場。受到國外技術(shù)規(guī)范經(jīng)驗(yàn)缺失的限制，與歐美同行競爭時(shí)劣勢明顯。在公路建設(shè)領(lǐng)域，美國州際公路與運(yùn)輸工作者協(xié)會(huì)（AASHTO）頒發(fā)的一系列規(guī)范被廣泛應(yīng)用于國際工程。深入研究AASHTO規(guī)范，有助于承包商深入理解設(shè)計(jì)要求，控制工程質(zhì)量。路基壓實(shí)度是控制公路建設(shè)質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)[1]，路基填料種類影響壓實(shí)效果。某些土質(zhì)由于礦物組成的缺陷，甚至完全不適用于路基填筑，冒然使用將會(huì)埋下路基開裂、失穩(wěn)破壞等后患。本文以南美洲玻利維亞道路工程為例，圍繞AASHTO《公路建設(shè)用土壤和土壤-集料混合料分類》（M145-91）的2017年修訂版[2]（以下簡稱M145規(guī)范），分析了美標(biāo)路基填料分類方法的特點(diǎn)，對中美規(guī)范之間的差異進(jìn)行了探討，所得結(jié)論能夠?yàn)橥惞こ烫峁﹨⒖肌?/p>

1 AASHTO填料分類方法

美標(biāo)M145規(guī)范利用土壤試驗(yàn)所得的粒度分布、液限和塑性指數(shù)，將土壤填料分為7個(gè)群組，分類結(jié)果如表1所示。通過公式計(jì)算“群組指數(shù) GI（Group Index）”評價(jià)土壤的工程適用性。由表1可以看出，粉質(zhì)土（A-4～A-6類土）、粘土（A-7類土）的路基填筑適用性較差。

群組指數(shù)的計(jì)算方法見下式：

式中：F為通過75μm（No.200）篩的材料百分?jǐn)?shù)（用整數(shù)表示），LL為液限，PI為塑性指數(shù)。當(dāng)群組指數(shù)計(jì)算值為負(fù)數(shù)時(shí)，直接取為0，群組指數(shù)應(yīng)精確為整數(shù)。在M145規(guī)范中，給出了A-4～A-7類土的液限、塑性指數(shù)分布情況。

2 不良填料規(guī)定

2.1 A-6、A-7類土

根據(jù)M145規(guī)范，在表1中，A-6或A-7類土被描述為相當(dāng)差的路基填料類型。原因在于A-6或A-7類土在吸水膨脹量和失水收縮量均較大，對路基壓實(shí)不利。A-7類土還具有A-5類土的高液限土特性（液限大于50%），其水穩(wěn)定性較差，且工程強(qiáng)度較低[3]。

表1 AASHTO土壤和土壤-集料混合料分類

群組指數(shù)的大小與路基材料性能評價(jià)密切相關(guān)。群組指數(shù)公式的基礎(chǔ)依據(jù)之一是路基材料的承重能力與其群組指數(shù)成反比假定，即群組指數(shù)越大，承重能力越小。如果群組指數(shù)≥20，則該材料是非常差的路基材料。需要注意的是，不是所有的公路工程都禁止使用A-6或A-7類土作為路基填料，在優(yōu)質(zhì)路基填料匱乏的項(xiàng)目中，往往通過設(shè)置附加條件來使這兩類土能夠用于路基施工。例如，根據(jù)文獻(xiàn)[4]的介紹，埃塞俄比亞某公路項(xiàng)目的特殊技術(shù)規(guī)范認(rèn)可A-6、A-7類土，但附加條件是其塑性指數(shù)及群組指數(shù)都必須小于20。

2.2 A-8類土

有機(jī)土壤（腐殖土或泥炭）可被劃歸為A-8類土，并且只需通過目視檢查進(jìn)行判斷。這類土壤壓縮性大、強(qiáng)度低，不適合在路基中使用。在我國《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T 3610-2019）[5]（以下簡稱JTG路基施工規(guī)范）中，含草皮、腐殖質(zhì)的土壤嚴(yán)禁作為路基填料，特殊情況下，泥炭、有機(jī)質(zhì)含量超限的土壤必須經(jīng)過技術(shù)處理方可使用。

3 中美規(guī)范比較

M145規(guī)范利用材料粒度分布、液限、塑性指數(shù)對填料進(jìn)行統(tǒng)一編碼，輔以群組指數(shù)進(jìn)行評價(jià)。該方法操作性強(qiáng)，便于試驗(yàn)室快速判斷填料的路用性能。在“分類群組的描述”條文中，介紹了A-4～A-7類土的典型材料，如礫石、砂、粉土、粘土等。其中，“粉質(zhì)”適用的是塑性指數(shù)≤10的細(xì)料，“粘質(zhì)”適用于塑性指數(shù)≥11的細(xì)料。對這些材料更詳細(xì)的分類，需要借助美國材料實(shí)驗(yàn)協(xié)會(huì)（ASTM）發(fā)布的《工程土壤分類標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程（統(tǒng)一土壤分類體系）》（D2487-17）[6]。

從AASHTO系列規(guī)范上來看，《公路施工指南規(guī)范》（GSH-10）、《公路工程手冊》（CM-4）規(guī)定了公路施工的通用準(zhǔn)則，且包含了大量商務(wù)合約方面的內(nèi)容，M145規(guī)范僅是路基填料方面的單項(xiàng)規(guī)范文件，側(cè)重于土壤的數(shù)值分類。相比之下，我國JTG路基施工規(guī)范是指導(dǎo)路基材料選擇和具體施工的純技術(shù)性文件，內(nèi)容相對完備。在路基填料分類方面，不只規(guī)定了某種土壤“能不能用”，更解決了不同土壤“怎么用”的問題。在JTG路基施工規(guī)范中，體現(xiàn)了定性與定量并重的思想，考慮液限、塑性指數(shù)的數(shù)值水平的同時(shí)，將不良土壤劃分為膨脹土、軟土、濕粘土、鹽漬土等特殊類型，便于專項(xiàng)處理。與美標(biāo)規(guī)范類似，土壤種類的判定方法屬于《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（JTG C20-2011）[7]的規(guī)定范疇。此外，JTG路基施工規(guī)范還對路基CBR值、最大粒徑要求及壓實(shí)度等施工控制指標(biāo)作了明確要求。

4 AASHTO規(guī)范的應(yīng)用

4.1 工程概況

圣何塞德奇基托斯-圣伊格納希奧德貝拉斯科段道路建設(shè)項(xiàng)目（以下簡稱雙圣項(xiàng)目）位于南美洲玻利維亞圣克魯斯省，由中國建筑股份有限公司承建。項(xiàng)目全長約208km，為瀝青混凝土道路，采用雙向兩車道形式。路面寬度為7m，路肩寬度為1.5 m，設(shè)計(jì)時(shí)速為80-100Km/h。路基填方約478.97 萬m3，路基挖方約118.77 萬m3。

4.2 技術(shù)規(guī)范要求

在M145規(guī)范的基礎(chǔ)上，雙圣項(xiàng)目《特殊技術(shù)規(guī)范》對路基施工和材料換填作了詳細(xì)規(guī)定。為了在穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行路堤和路塹施工，對路基頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以下1.3 m的土壤進(jìn)行系統(tǒng)控制。按照AASHTO T-193規(guī)范方法測定，絕大多數(shù)A-6或A-7類土的膨脹系數(shù)會(huì)超過2%的限值，所以必須對此類土壤進(jìn)行置換。根據(jù)前期的公路地質(zhì)勘測，初步確定了道路全線A-6或A-7類土的分布位置，詳見表2。技術(shù)規(guī)范規(guī)定：必須使用A-2-4型或更好的材料進(jìn)行替換，并且在段1至段3處，最小更換厚度為0.6 m，在段4處最小更換厚度為0.8 m。

表2 A-6、A-7類土分布區(qū)段

5 結(jié)論

5.1 路基填料分類規(guī)范是項(xiàng)目技術(shù)規(guī)范的理論依據(jù)，直接影響著實(shí)際工程量和工程造價(jià)。M145規(guī)范與JTG路基施工規(guī)范存在較大差異，國際工程承包商應(yīng)當(dāng)主動(dòng)吃透美標(biāo)規(guī)范，避免在市場競爭和工程履約中處于被動(dòng)。

5.2 由M145規(guī)范可知，A-6或A-7類土的路基適用性為相當(dāng)差，是否能夠被用作路基填料要視項(xiàng)目具體的要求而定。這一點(diǎn)必須在開工前明確，否則將會(huì)影響取土場位置的確定，嚴(yán)重制約工程進(jìn)度。