路基是公路的重要組成部分,是路面的基礎,與路面共同承受TRANBBS交通荷載的作用,是按路線位置和一定TRANBBS技術要求修筑的帶狀構物。路基TRANBBS施工質量的好壞將直接影響到路面的穩定性和整條路線的使用品質。對土質填方路基來說，影響施工質量的因素主要由土質、含水量、壓實功能（如機械性能、壓實遍數及速度、土層厚度）及壓實時外界自然和人為的其他因素等。本文結合作者多年施工經驗，以連徐高速公路CA標K91+240～K96+045.9段為例對土質填方路基施工質量的控制進行一些粗淺的探討。






路基填料壓實度標準對質量的影響



在路基壓實過程中，隨著碾壓遍數的增加，土體空隙率 V 逐漸減小，干密度γ逐漸增大，壓實層的表面高程h 逐漸變小是一種客觀規律，對每一種壓路機而言，均存在碾壓遍數N 和土體V、h、γ間的相關關系，而且當碾壓遍數超過一定值 N' 后，上述關系均趨于穩定（圖1）。這種規律表明，V、h、γ三種指標均可作為壓實度檢測的依據。


























N’ N 



圖1 碾壓遍數 N 、空隙率V、干密度γ與壓實高程h 關系圖



我國現行路基壓實，采用了干密度比的壓實檢測方法。即以實測壓實土的干密度γ和標準擊實試驗（重錘或輕錘）得到的最大干密度γ0之比，作為壓實度K的檢測標準，K=γ/γ0。高速公路采用重型擊實試驗方法，對不同深度路基要求達到不同的壓實標準，即 



0～80cm，K=0.95 　



80～150cm，K=0.93 



>150cm，K=0.90



由于該段路基最高填土在7.0m以上，最低在3.0m左右，均為高填方路基，工程量較大，總計需土方量67萬㎡，項目所在地區為垅崗洼地、相間分布，地勢起伏平緩的魯南低山丘陵的剝蝕殘丘和黃海平原過渡地帶，地下水位一般埋深在1.5～3.0m，并隨汛期發生變化，不但地下水位相對較高，距地表1.5～3.5m深不是弱風化巖就是黃砂或蛾礓石，取土深度受限制，造成取土場分布較散，同一個斷面不同深度范圍內土質的液限和塑性指數又不同，如果對土質不仔細進行分析或者在檢測壓實度時都采用同一個干密度，就會出現壓實遍數遠遠的超過，壓實度達不到；或者壓實遍數還沒有到，輪跡較明顯，壓實度超過100%。前者，浪費了機械臺班不說，還無法報驗，影響了施工進度，后者給工程帶來質量隱患。針對這種情況，要對每個取土場不同土層取樣進行土壤分析，通過試驗確定不同類型土質的最大干密度和最佳含水量。



表1 同一斷面不同層次最大干密度



層數編號


塑性指數


最大干密度（KN/MЗ）


最佳含水量（%）



1


25.1


1.827


14.63



2


16.3


1.90


11.98



3


12.9


1.95


12.4




每個取土場同一斷面不同類型的土質根據土壤厚度按一定比例，摻拌均勻后取樣分析，再通過擊實確定出它們的最大干密度和最佳含水量，試驗結果如下：



表2 各取土場最大干密度



取土場編號


塑性指數


最佳干密度（KN/MЗ）


最佳含水量（%）



K91+700


13.9


1.971


13.6



K93+200


17.2


1.861


14.5



K95+800


19.4


1.91


14.6



K96+100


19.1


1.905


13.7



K97+200


20.2


1.932


12.8




在實際施工中，分層取土多數是采用用挖掘機在預定的深度范圍內不分層采集裝車。個別時候，不可避免出現摻拌不均勻的情況，根據試驗標準，大多數壓實度均合格，個別路段壓路機反復碾壓，壓實度仍不夠（含水量符合要求）這就得對該段土樣進行分析。因此，在現場測定壓實度時，必須核準該層填土的土源，施工時特別注意不同土質不可混合到同一填筑層上，否則影響了壓實度檢測，出現不必要的麻煩。



目前，造成路基沉降變形的原因很多，現行路基規范的壓實檢測方法和標準不當也是重要原因之一。工程實踐表明，采用現行壓實度檢測方法和標準，除上述施工中普遍存在的問題外，下面所述的幾個方面，都對施工質量存在不同程度的影響。



1、執行現行標準，不能保證高速公路在使用中不產生沉降、變形。



2、路基TRANBBS設計強度指標E0和土基壓實施工控制指標壓實度K間，沒有直接的關系。



3、路基填土越高，下層土體所受自重應力越大，但土基壓實度要求卻越低（ K=0.90），違背了路基受力和穩定性的客觀規律。



4、25～50t振動壓路機普遍用于路基壓實，與現行擊實試驗方法不相匹配。



5、路基填料允許含有10～15cm 粒徑石料，但土夾石則無法進行標準擊實試驗，施工中壓實度檢測也有困難。



6、粘性土擊實試驗和路基壓實常有“反彈”現象，增大壓實功CBR 值反而可能降低。



7、土質多變路段，室內擊實試驗周期較長，難以及時指導施工。事先預做試驗，則在γ0選值上存在人為因素。






路基施工過程質量控制



◆施工方法



連徐高速公路CA標K91+240～K96+045.9段路基土方施工方法主要是：用挖掘機配合自卸汽車運輸土方，用推土機配合平地機找平，灑水車配合壓路機碾壓。主要施工流程圖如下：







圖1 原地面施工流程示意圖







圖2 土方鋪筑壓實工序流程示意圖



◆確定石灰用量



在路基施工中,素土填筑一般情況下控制好含水量和厚度,通過碾壓基本沒有什么問題。而對石灰土來說，生石灰必須保證三級以上的石灰標準，在使用前７～１０天充分消解，消解后的石灰保持一定的濕度，保證干不飛揚，濕不結團，用量根據公式Ｗ石灰重＝（Ｖ石灰土-Ｗ石灰重量÷２）×Ｒ土×I％計算，Ｒ土為土的干密度，I％為石灰含量。石灰按土方施工的方法劃出方格堆放后，人工將石灰均勻攤開，并根據石灰的含水量和松密度校對石灰用量是否合適。



◆石灰土拌和



拌和時先用輪胎拖拉機耕耙，再用穩定土拌和機拌和，并設專人跟隨拌和機，隨時檢查拌和深度，保證粉碎拌和后的石灰土均勻一致，各層之間不存素土“夾層”，拌和深度達到下層表面１ｃｍ厚。在拌和過程中及時檢查含水量，用人工撿出超尺寸的顆粒，消除灰窩，及過分潮濕處，達到要求后及時整平、碾壓。同時嚴格控制好路基橫向坡度和縱向平整度，特別是路基最后三層，應為路面

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施工打下良好基礎。






路基壓實的控制措施



填土厚度的控制



壓實厚度對壓實效果具有明顯的影響，相同壓實條件下，實測土層不同深度的壓實度隨著深度逐漸減少,如果填土厚度過大,壓實機具影響范圍外的土體密實度就達不到要求。目前我們最重的光輪壓路機是18～21T，振動壓路機為CA25型，通過試驗路確定填土厚度不宜超過20cm（壓實厚度）。施工時根據填土厚度、松鋪系數，計算出單位面積的用土量，用灰線標出方格網，每一方格內鋪筑固定的土方數，現場由專人指揮。每排土堆分布相互錯開，以便推土機、平地機整平。碾壓前應再次檢查松鋪厚度，符合要求后開始碾壓。為了使每方格土方體積一致，每個斷面實際用土量與計算量相吻合，在取土場用挖掘機裝土時，操作手嚴格控制每車的斗數。并且路基土方運輸車輛應盡量不要大小混用，避免產生差錯。



含水量的控制



根據路基壓實機理，土的最大干密度，隨著含水量的變化而變化，含水量過小，土顆料間的摩阻力增大，在相同壓實機具作用下，不易將相鄰土顆擠緊，孔隙增大，達不到密實的目的。含水量過大，土顆粒間的孔隙被水分占據，而水一般又不為外力所壓縮，在碾壓過程中出現“彈簧”現象，同樣達不到壓實度要求。因此在施工過程中為了土壤在土基上能及時晾曬，把整個標段劃分成若干個施工段，以便形成有效的流水作業面，當測定某段含水量達到或接近最佳含水量時，迅速進行整平、碾壓，當然對壓實度K≥90%、K≥93%的區域，含水量大于或小于最佳含水量一定數值仍能碾壓達到要求，但是碾壓的遍數要增加，而不是試驗段所確定的遍數。



碾壓程序的控制



壓實機的選擇，以及合理的操作，是影響路基壓實效果的另一個綜合因素。通過試驗路，我們的一個工作段應配備D80推土機，平地機，帶鏵犁75KW推土機，旋耕機各一臺，CA25型振動壓路機一臺，18～21T光輪壓路機4臺。在上述壓實機具，碾壓遍數已選定的條件下，壓實操作必需遵循“先輕后重，先慢后快，先邊后中，相鄰兩次的輪道重合輪寬的1/3”的原則，對振動壓路機而言，先用低頻，后用高頻，因低頻碾壓時振幅大，有利于深層密實，高頻碾壓時振幅小，有利于淺層密實。在最佳含水量時， 90區土質路基的碾壓，振動壓路機低頻一遍，高頻一遍，18～21T光輪壓路機3遍，即可達到壓實度要求，對93區，低頻兩遍，高頻一遍，18～21T光輪壓路機4～5遍，對95區，低頻兩遍，高頻兩遍，18～21T光輪壓路機7～8遍，對于兩個工作段搭接部分的碾壓，前一段留5～8M不碾壓，在下一段施工時一起碾壓。



壓實度的檢測



路基的壓實度反映了土體在碾壓后達到的密實程度，能否達到規定的標準，直接影響到路基的強度和穩定性，由于本段路基填料均為土質，工地實際干密度的測定工作量相對較大，因此，在90區，93區采用灌沙和環刀法相結合，一般灌沙法取樣占檢測頻率的1/3，環刀法占檢測頻率的2/3,對95區一律采用灌沙法檢測,檢測頻率嚴格按規范要求進行的。工地試驗室樣品含水量測定時，對90區、93區主要采用酒精法，對95區一律采用烘干法。自檢合格，經監理工程師抽檢合格后，繼續填筑下一層。



由于該段工程在施工過程中，對上述各工序進行了嚴格控制，在結束交工驗收檢查時，彎沉、壓實度等各項指標均達到理效果，為路面的施工打下了良好的基礎

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