土石混填路基的施工工藝及施工質(zhì)量控制要點

土石混填路基的施工工藝及施工質(zhì)量控制要點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)量好壞直接關(guān)系到整個公路的使用品質(zhì)，因此，提高路基強度和穩(wěn)定性是保證公路交通運行的關(guān)鍵。要達(dá)到這一目的，必須對路基進(jìn)行充分壓實，充分發(fā)揮路基材料的強度作用，減少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度穩(wěn)定性，使路基在使用過程中不會由于進(jìn)一步的壓實而產(chǎn)生有害的變形。

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。特別是地表水系較發(fā)達(dá)的平原路基填筑。一、土石混填料的優(yōu)點：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）1）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用于路基填筑。2)天然土石混合填料中，中硬、硬質(zhì)石料粒徑不得大于壓實層厚的2/3；石料為風(fēng)化石料或軟質(zhì)石料時，其CBR值應(yīng)符合表4.1.2的規(guī)定，石料最大粒徑不得大于壓實層厚。2、地基表層處理要求：

三、施工工藝檢測辦法的確定

作為路基填料，本著因地制宜的原則。在石銀高速公路項目設(shè)計中，提供的料場為土石混合非均質(zhì)性路基填料，由于區(qū)內(nèi)以前沒有土石混填路基施工的先例作為參考，且《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》JTGF10-2006中對土石路基的施工及質(zhì)量控制要求沒有明確的規(guī)定和詳細(xì)的要求。在路基《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》4.2.4條第3款中規(guī)定：

根據(jù)以上規(guī)定，結(jié)合總監(jiān)辦下發(fā)的路基作業(yè)指導(dǎo)書，確定土石混填路基施工工藝，并以試驗路段確定工藝流程及工藝參數(shù)控制壓實過程。

針對土石混合非均質(zhì)材料填方壓實的現(xiàn)狀，分析了土石混合料的成因、強度形成機理及存在的問題。在此基礎(chǔ)上，研究土石混合料壓實特性以及最大干密度的外推方法，確定以試驗段得出的碾壓遍數(shù)及沉降差和空隙率控制作為土石混合料填筑工地壓實結(jié)果控制的方法。

1、松鋪系數(shù)及松鋪厚度確定

試驗段根據(jù)填料的級配、粒徑，依據(jù)公路路基施工技術(shù)規(guī)范及相關(guān)規(guī)范的要求選定松鋪厚度為40cm和50cm兩種方案，經(jīng)過試驗段驗證，確定松鋪系數(shù)為1.10。由于填料中大粒經(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)定施工中松鋪厚度為試驗段松鋪厚度的90%，最終確定施工松鋪厚度取45㎝。2、碾壓組組合在在試驗驗段實施施過程中中，通過過試驗數(shù)數(shù)據(jù)表明明YZ20B振動壓路路機強振振5遍后，沉沉降差和和孔隙率率變化趨趨于穩(wěn)定定，以此此作為指指導(dǎo)后續(xù)續(xù)工程壓壓實遍數(shù)數(shù)的依據(jù)據(jù)。所所以施施工壓實實遍數(shù)及及速度確確定如下下：YZ20B振動壓路路機關(guān)閉閉振動一一檔穩(wěn)壓壓1遍→YZ20B振動壓路路機一檔檔強振5遍→3Y18T三輪光輪輪壓路機機一檔穩(wěn)穩(wěn)壓1遍。一一檔行駛駛速度為為35～40米/分鐘。3、檢驗標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的確確定根根據(jù)填料料的確定定檢測方方法為灌灌水法檢檢測。經(jīng)經(jīng)試驗驗確定，，當(dāng)路基基碾壓至至6遍時，沉沉降差和和孔隙率率趨于穩(wěn)穩(wěn)定。沉沉降差差控制標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)制定定為：沉沉降量不不大于3㎜，標(biāo)準(zhǔn)差差不大于于2㎜.上路床以以下孔隙隙率控制制標(biāo)準(zhǔn)為為：≤13%。

最佳佳含水率率為4.0%左右。外外觀及及平整度度檢測標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)：平平整度不不大于20㎜，路基表表面平整整密實，，表面無無松散、、填料無無離析現(xiàn)現(xiàn)象，大大粒徑填填石無松松動，無無明顯輪輪跡和孔孔洞，表表面及邊邊部無超超粒徑石石料，邊邊線順直直。其余檢查查項目同同填石路路基檢測測標(biāo)準(zhǔn)。。四、土石石混填路路基施工工工藝1、準(zhǔn)備工工作:包括填筑筑材料檢檢測，原原地面處處理，測測量儀器器和觀察察埋設(shè)用用鋼球的的準(zhǔn)備、、路基三三線放樣樣，兩邊邊線掛線線等工作作。2、依據(jù)運運輸車輛輛的運輸輸方量、、按照試試驗所得得的松鋪鋪厚度（（我合同同段松鋪鋪厚度按按照45cm控制，壓壓實厚度度為40cm）計算出出每車填填料的鋪鋪筑面積積，打上上方格網(wǎng)網(wǎng)線。3、按照布布設(shè)的方方格網(wǎng)進(jìn)進(jìn)行卸料料，粗平平，進(jìn)行行灑水燜燜料（灑灑水時需需要控制制含水量量，根據(jù)據(jù)原材料料含水率率和最佳佳含水率率估算需需要灑水水量。最最佳含水水率由試試驗路段段得出為為4%左右，如如含水量量過大，，則將填填料晾干干至最佳佳含水量量±2%以內(nèi)。如如含水量量過小，，則需要要對填料料補充灑灑水，達(dá)達(dá)到壓實實所需的的最佳含含水量。。原材料料的含水水率根據(jù)據(jù)現(xiàn)場抽抽樣所得得。一般般燜料時時間達(dá)到到6小時以上上為最佳佳）。4、待填料料燜透、、含水率率達(dá)到最最佳時進(jìn)進(jìn)行平地地機精平平，精平平同時人人工挑揀揀出超粒粒徑的石石料（粒粒徑大于于30cm）。人工工用細(xì)粒粒料填補補表面的的空洞，，保證表表面平整整并無離離析現(xiàn)象象。5、埋設(shè)鋼鋼球。鋼鋼球采用用直徑8cm的為宜，，便于測測量。鋼鋼球埋設(shè)設(shè)時根據(jù)據(jù)路段的的長度和和寬度確確定，最最佳40m為一個斷斷面，每每個斷面面埋設(shè)6-10個。6、采用20B以上的振振動壓路路機穩(wěn)壓壓一邊，，測量鋼鋼球的高高程、記記錄。碾碾壓時有有出現(xiàn)離離析地方方，及時時用細(xì)料料填補。。（壓路路機正常常碾壓速速度35-40m/min,沿原輪跡跡往返一一次記一一遍，每每次輪跡跡重合1/2以上）7、壓路機機開至強強振，碾碾壓3遍，根據(jù)據(jù)現(xiàn)場實實際情況況進(jìn)行補補水，測測量高程程、記錄錄。補水水至路基基表面濕濕潤且不不沾輪。。8、繼續(xù)強強振碾壓壓完成第第5遍碾壓，，自檢合合格后，，報監(jiān)理理工程師師驗收。。外外觀觀驗收：：平整度度不大于于20mm，路基表表面平整整密實，，表面無無松散、、離析現(xiàn)現(xiàn)象，邊邊坡順直直。沉沉降降差：測測設(shè)第5次碾壓完完成后的的高程，，進(jìn)行第第6次碾壓，，觀測兩兩次高程程差，平平均差≤≤3mm，標(biāo)準(zhǔn)差差≤2mm，即為合合格。隨機抽點點檢測孔孔隙率：：采用灌灌水法檢檢測孔隙隙率，根根據(jù)試驗驗段得的的結(jié)論，，大于5mm的顆粒含含量在75-80%，孔隙率率≤13%為合格。9、驗收合格格后用18B以上的三輪輪壓路機碾碾壓一邊，，消除輪跡跡，繼續(xù)進(jìn)進(jìn)行下一道道工序。沉沉降差不合合格時繼續(xù)續(xù)碾壓、測測量，根據(jù)據(jù)現(xiàn)場需要要及時、適適量補水。。五、施工控控制要點1、填料的粒粒徑為硬質(zhì)質(zhì)石料時最最大粒徑不不得大于填填筑層厚的的2/3；填料為風(fēng)風(fēng)化石或軟軟質(zhì)石時，，應(yīng)檢測CBR值是否符合合相關(guān)要求求，粒徑不不得大于層層厚。2、計算卸料料面積，控控制層厚，，如現(xiàn)場運運輸車輛按按18m3/車計算，則則方格網(wǎng)可可按5m寬、8m長布設(shè)，得得到的松鋪鋪厚度為45cm。卸料前對對原路基表表面灑水，，確保上下下兩層路基基粘結(jié)良好好。3、埋設(shè)鋼球球，通過觀觀測鋼球的的沉降量（（振動碾壓壓第5遍和第6遍的高程差差），確定定壓實是否否合格。平平均差≤3mm，標(biāo)準(zhǔn)差≤≤2mm。測量沉降降差時，將將鋼球表面面的土粒清清理干凈，，確保測量量精度。測測點布設(shè)要要合理。4、測量儀器器和碾壓機機械的選擇擇：測量儀儀器采用高高精度的電電子水準(zhǔn)儀儀或蘇光DSZ2水準(zhǔn)儀配合合測微儀和和銦鋼尺使使用；碾壓壓機械必須須為20B以上的振動動壓路機和和18B以上的三輪輪壓路機。。5、孔隙率采采用灌水法法檢測，影影響因素較較多，規(guī)范范中提到只只作為土石石混填路基基試驗段壓壓實度標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，大面積積施工中不不可用。其其它檢測依依據(jù)填石路路堤施工質(zhì)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)進(jìn)行檢測。。六、灌水法法檢測孔隙隙率的試驗驗方法灌水法與灌灌砂法的檢檢測原理基基本相同，，都是用來來檢測土密密實程度的的一種試驗驗方法，不不同點在于于灌水法適適用于現(xiàn)場場測定粗粒粒土的密度度測定。1、用灌水法法檢測土石石混填路基基的孔隙率率，在施工工中應(yīng)根據(jù)據(jù)試樣的最最大粒徑來來確定基板板的尺寸和和試坑的深深度。粒徑徑大于150mm，深度500mm以下的建議議采用邊長長為800mm，深40mm的金屬方盤盤，盤中心心有一直徑徑為600mm的圓孔，粒粒徑大于200mm，深度500mm以上的可以以采用直徑徑大一些的的基板。2、灌水法試試驗所需的的試驗設(shè)備備主要有：：直徑為600mm基板一個、、100kg臺秤、10kg電子秤、酒酒精、鋼釬釬、毛刷、、大約200kg的水、5mm圓孔篩、60mm圓孔篩、塑塑料薄膜、、塑料桶和和溫度計等等。3、試驗方法法灌灌水法試試驗前必須須先布設(shè)好好測點，測測點隨機選選取后用毛毛刷清掃干干凈，然后后將基板放放在測點位位置，鋪塑塑料薄膜標(biāo)標(biāo)定基板的的容積。標(biāo)定結(jié)束后后開始挖測測坑，試坑坑直徑為基基板中心圓圓的直徑。。根據(jù)坑口口輪廓線進(jìn)進(jìn)行下挖，，試坑按要要求下挖至至層底，對對坑壁要加加以修整，，將落于坑坑內(nèi)和坑壁壁周圍松散散的顆粒用用毛刷清掃掃干凈，稱稱試坑試樣樣的總質(zhì)量量mp，稱重后分分別過60mm與5mm的篩子，將將大于60mm石料與小于于5mm的細(xì)料分開開裝入編織織袋中稱重重，分別計計算大于60mm顆粒含量、、大于5mm小于60mm的顆粒含量量和小于5mm的顆粒含量量。取60mm以下代表性性的試樣測測定細(xì)料含含水率wf，稱取60mm以上石料檢檢測含水率率wc。灌水之前為為了使坑壁壁和塑料薄薄膜易于緊緊貼且不使使塑料薄膜膜被坑壁石石料刺破，坑內(nèi)內(nèi)鋪設(shè)3層180cm*180cm一次性高級級桌布。鋪鋪好后向坑坑內(nèi)注水，，記錄好注注水的質(zhì)量量，同時測測定注入水水的溫度便便于修正。。試坑注水水時要輕輕輕的拉住薄薄膜，一邊邊拉松，一一邊注水，，使薄膜與坑坑壁空氣得得以排除，，保證試坑坑容積測量量的準(zhǔn)確性性。同時注注意注水的的速度，緩緩緩注入直直至水面與與直尺接觸觸不外溢為為準(zhǔn)，稱剩剩余水的質(zhì)質(zhì)量。4、數(shù)據(jù)整理理：1）.計算基板部部分的容積積：VO=(m1-m2)/ρw試中：VO─基板部分容容積（cm3）,計算至0.01m1─儲水桶注入入前水的質(zhì)質(zhì)量（g）m2─儲水桶注水水后水的質(zhì)質(zhì)量（g）ρw─水的密度(g/cm3)2).按下式計算算試坑的容容積Vv=m/ρw-V0式中：Vv─試坑容積（（cm3）,計算精確至至0.01m──試坑內(nèi)注水水的總質(zhì)量量（g）V0─基板部分容容積（cm3）ρw─水的密度（（g/cm3）3).計算濕密度度ρ=m/VVρ─濕密度（g/cm3）m─濕土質(zhì)量（（g）4）計算含水水率含含水率是是指水的質(zhì)質(zhì)量與土顆顆粒質(zhì)量的的比值，以以百分率表表示。試驗現(xiàn)場采采用酒精燃燃燒法分別別對粒徑60mm以上粗粒料料和60mm以下細(xì)粒料料進(jìn)行含水水率測定。。再計算整整體含水率率：W=WfPf+Wc(1-Pf)式中：W─整體含水率率（%），計算至至0.01Wf─細(xì)粒土部分分的含水率率（%）Wc─石料部分的的含水率（（%）Pf─細(xì)粒料的干干質(zhì)量與全全部材料的的干質(zhì)量之之比

（細(xì)細(xì)粒料與石石塊的劃分分以粒徑60mm為界限）5).計算試樣的的干密度ρd=ρs/（1+w）ρd─試樣干密度度（g/cm3）w─整體含水率率（%）干土質(zhì)量：：mS=m/（1+w/100）6).土粒比重試試驗采用《公路土工試試驗規(guī)程》JTGE40──2007中的（T0112-1993）比重瓶法法和（T0113-1993）浮稱法或或（T0114-1993）虹吸筒法法測定。土土粒的平平均比重按按下式計算算Gs=1/(P1/Gs1+P2/Gs2)式中：Gs─土粒的平均均比重，計計算至0.01P1─小于5mm的干質(zhì)量與與全部材料料的干質(zhì)量量之比（%）P2─大于5mm的干質(zhì)量與與全部材料料的干質(zhì)量量之比（%）Gs1─小于5mm顆粒比重Gs2─大于5mm顆粒比重7).計算孔隙率率n=1-d/Gs*100%式中:k──孔隙率d─填料干密度度，g/cm3Gs─填料濕密度度(平均比重)，g/cm3用用灌水法法檢測路基基孔隙率在在在施工中中起到了一一數(shù)據(jù)指導(dǎo)導(dǎo)施工的作作用，使工工程質(zhì)量得得到了控制制。但檢測測方法最大大的難處在在于費工費費時，同時時室內(nèi)最大大干密度的的確定也較較困難，大大面積使用用很不方便便。七、現(xiàn)場CBR試驗在土石石混填路基基中的應(yīng)用用CBR又稱加州承承載比,由美國加尼尼福尼亞州州公路局首首先提出來來，用于評評定路基和和路面材的的強度指標(biāo)標(biāo)。CBR值的含義是是表示試驗驗材料相對對標(biāo)準(zhǔn)碎石石的強度，，為無量綱綱值。1、現(xiàn)場CBR試驗基本原原理1）儀器與材材料荷荷載載裝置；設(shè)設(shè)有加勁橫橫梁的載貨貨汽車，后后軸重不小小于60KN。

現(xiàn)場測測試裝置：：千斤頂、、測力計、、球座、灌灌入桿、荷荷載板和百百分表等。。2）試驗原理理用用載貨貨汽車作為為反力架，，通過千斤斤頂繼續(xù)加加載，使灌灌入桿均勻勻壓入路基基。為模擬擬路面結(jié)構(gòu)構(gòu)對土基的的應(yīng)力，在在灌入桿位位置安放荷荷載板，路路基的強度度越高，灌灌入量為25mm或50mm的荷載越大大，即CBR值越大。2、現(xiàn)場CBR值測試結(jié)果果1）試驗段概概況試試驗驗選擇了3個段落，虛虛鋪厚度分分別設(shè)40cm、50cm和60cm。在試驗段段鋪筑中，，采用現(xiàn)場場CBR試驗、干密密度測量。。沉降差觀觀測和彎沉沉測量等方方法，檢測測土石方的的亞視情況況，研究土土石混填路路基強度增增長的規(guī)律律，確定合合理的施工工工藝和合合適的質(zhì)量量檢測方法法。2）測點的布布設(shè)土土石混填料料粒徑大，，碾壓過程程中有粒料料錯動現(xiàn)象象，易造成成檢測的結(jié)結(jié)果可靠性性降低，所所以在3個試驗段分分別布設(shè)2、2、4個主控制點點，每個主主控制點布布設(shè)3個控制點，，以保證測測量數(shù)據(jù)的的可靠性。。3、現(xiàn)場CBR值的測試結(jié)結(jié)果

試驗驗時，分別別測試靜壓壓1遍，振動2遍、4遍、6遍的現(xiàn)場CBR值?，F(xiàn)場CBR值與碾壓遍遍數(shù)的關(guān)系系根根據(jù)現(xiàn)場記記錄的CBR值和碾壓遍遍數(shù)得下圖圖1：隨碾壓遍遍數(shù)的增加加，CBR值逐漸增加加；碾壓初初期CBR值增加較快快，后期CBR值增加緩慢慢。這與干干密度和壓壓實遍數(shù)測測試的結(jié)果果（圖2）、沉降率率與碾壓遍遍數(shù)測試的的結(jié)果（圖圖3）是吻合的的。通過不同的的虛鋪厚度度CBR值的測定，，經(jīng)過統(tǒng)計計可以發(fā)現(xiàn)現(xiàn)，無論哪哪種虛鋪厚厚度，振動動穩(wěn)定后其其現(xiàn)場的CBR值都大于25，滿足規(guī)范范關(guān)于路基基填料最小小強度CBR≥8%的規(guī)定，所所以CBR值為25%可作為該該路段壓壓實度的的最低標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。CBR平均值與與碾壓遍遍數(shù)關(guān)系系(圖1)CBR值%碾壓遍數(shù)數(shù)/遍干密度隨隨碾壓遍遍數(shù)變化化干密度g/cm3碾壓遍數(shù)數(shù)/遍沉降差和和碾壓遍遍數(shù)關(guān)系系沉降差%碾壓遍數(shù)數(shù)/遍2）現(xiàn)場CBR試驗p-s曲線分析析圖圖6-圖8為現(xiàn)場CBR值檢測室室，不同同碾壓遍遍數(shù)下荷荷載和沉沉降的關(guān)關(guān)系曲線線。隨著碾壓壓遍數(shù)的的增加，，曲線變變緩，路路基在相相同荷載載下沉降降逐漸變變小，這這說明碾碾壓遍數(shù)數(shù)增大，，路基的的彈性模模量在逐逐漸增加加。這與與沉降觀觀測和干干密度的的測試情情況基本本吻合。。3）現(xiàn)場CBR值域干密密度、壓壓實度之之間的剛剛性。由由圖可可見，CBR值和干密密度壓實實度之間間呈良好好的線性性關(guān)系，，即可用用現(xiàn)場CBR值表示干干密度ρ和壓實度度K，

具體體公式為為:ρd=1.819+0.11CBRK=82.5+0.52CBR4）現(xiàn)場CBR和壓實度度之間的的關(guān)系彎彎沉反映映的是路路基的承