谈填石路基在公路施工中的应用

1、填料的质量要求
　　岩石填料按抗压强度划分硬质岩和软质岩两大类，其强度采用尺寸50×50×50mm的立方体试件饱水抗压强度试验确定，如表示：

　　本合同段因填料中含红砂岩石，其又分为一、二、三类，故本次试验虽未涉及红砂岩填料，为综合指导，亦应相应提出为好，用于路基填方材料的岩石，其饱水抗压强度应不低于15Mpa,当其抗压强度小于规定要求时，应进行CBR试验，CBR不低于15%,不满足要求时，应按填土的要求检验和控制，填料中石料含量≤50%时，按填土路堤施工，当石料含量≥70%时，按填石路堤施工，当石料含量在50~70%时，按土石混填路堤施工。
　　2、粒径（粗细粒料的比例）、不均匀系数
　　多数试验结果认为，最大粒径越大，岩石填料的抗剪强度越低，最大粒径大，不均匀性往往也大，使压实度难以把握。应加控制。石料强度不同，最大粒径允许值也不同。主要考虑到压碎性的双重影响。不同部位允许的最大粒径值也不相同。
　　用于路基主填区岩石填料中20mm以下的细粒料的比例不低于10%,一般应为10~40%,大于200mm的巨粒料的比例不应高于40%,0.074mm以下的颗粒比例不应大于10%,目的是防止混入细粒土。同时也防止人为地掺土代替填隙和压实。用于边坡码砌的岩石填料，30cm以上的巨粒料比例不小于70%,填隙用的中粒料粒径应大于10cm,其比例不应超过30%.用于路基主填区的岩石填料不均匀系数应为10~40%,用于基底、路床、结构物回填和边坡时，不均匀系数宜为10~20%.根据有关资料论述，代表性填石路堤石料的颗粒组成级配。d10为2~20mm,d60为40~200mm,故控制20mm以下的含量不多于40%是合理的。不均匀系数对石料的压碎性和不同压实状态的空隙率有显著影响。从而影响压实度和路基强度。根据资料，石料级配分析和石料可压实性研究，cu小于10时不能有效压实，cu为36时最易压实。多数石料开挖的cu值介于10~40之间，作为控制范围是合适的。
　　3、石方填方路基的综合处治方案
　　3.1基底的强度和均匀性：基底的承载能力应满足不同路基高度的要求。路基高度6~10m时，基底承载力在140~180Mpa,高度在10~15m时，承载力在180~270Mpa,高度在15~20m时，承载力在270~320Mpa,填土高度>20m时，承载力应>320Mpa或填筑在岩石基底上，基底强度应均匀，岩石和细粒土混基底，应加强细粒土部位，降低承载力的差异。
　　3.2细粒土基底：细粒土基底上的填石路堤应设过渡层，过渡层材料应符合：若粗粒料的P15/F85>5,应设过渡层，过渡层应满足M15/F15>5,M15/F85<5.（其中R为粗粒料，M为过渡层粒料，F为细粒料，加上数字表示该通过率对应的粒径。）厚度为30~50cm.
　　3.3岩石和细粒料混合基底：岩石和细粒土混合基底，应将岩石炸平，并在细粒土部位设过渡层，基底为石牙状（石笋）时，应将石牙（石笋）炸除不小于80cm,并用岩石填料置换细粒土，形成均匀、夹带的岩石混合基底。
　　3.4路基主填区：右用各种符合要求的填料填筑，但不应采用细粒土和填石混杂或夹层填筑。细粒土用于填石路基的上部时，应在两导之间设过渡层，层厚为30~50mm.细粒土不宜用于填石路基的下部填筑。
　　3.5超大石料粒处理，一般用人工、机械解小、用于边坡和运出现场等方法，机械解小速度快，效果较好。
4、填石路堤施工工艺
　　4.1岩石填料应控制20cm以上的大块率不多于40%,超尺寸粒径应在料源就地解小。采用最大粒径为10cm以下的石碴或碎石填隙，使级配符合要求。填隙料的比例应根据开挖出的石料级配确定，关于这方面必须列出施工记录中切实控制的祥尽记录，与路基压实成形至关重要。填石路堤施工，填隙是重要的工序，石块尺寸较大时，细料粒径不足，需要的填隙料较多，施工中应有填隙考虑，并准备相应的填隙材料，安排相应的施工，才能保证路基压实符合要求。
　　4.2压实能量，能量应不小于2.68J/cm3,按式计算：
　　E=2αnNL（W+F/2）/（VLBh）
　　式中：E—振动碾的压实能量J/cm3;
　　α—振幅，mm;
　　W—振动轮的轴重，KN;
　　F—激振力，KN;
　　n—振动频率，HZ;
　　N—振动碾压遍数；
　　V—振动碾压速度，cm/s;
　　L—振动轮接地长度，cm;
　　B—压实宽度，可取振动轮接地宽度D1/2,cm;
　　h—压实层厚度，cm;
　　D—振动轮直径，cm;
　　压实能量与压路机的参数有关外，还与碾压遍数、层厚、碾压速度有关，表推荐的碾压遍数，在a为1.66mm,v为5km/h,层厚h为50cm的条件下计算得到。试验总结达到碾压遍数时压实效果是好的，稳定性是较好的。
　　4.3压实工艺
　　应先采用平碾静压2遍，碾压速度为3~6KM/n,然后采用振动碾振动碾压实，碾压速度不大于5KM/h,宜优先采用凸块式（羊足碾）振动碾振动压实。不同压路机的振动压实遍数如表：
　　振动碾压遍数先用
　　轴重

　　每5层及路基顶面宜采用冲击式振动压路机振动压实。路订部分应采用自行平碾式振动压路机振动压实。
　　4.4超粒径石料的处理，应辅以人工解小，直到尺寸符合要求，也可采用冲击锤进行机械解小，以提高生产效率，不能解小的石块应清除出施工现场。
　　4.5码砌石料施工工艺，码砌石料的尺寸应符合要求，石块大面朝下，大小咬合紧密，不得有全体检动现象。不得采用层铺法及填隙铺砌工艺。控制不均匀系数目的是防止采用层铺法和细石填隙砌筑。
　　5、压实质量管理
　　5.1料场质量管理，应测定料场石料的强度、级配、视比重、吸水率，每个料场第5万m3至少应试验一次，爆破方法改变时，应重新测定石料级配，测定石料强度目的是进行石料分类，为控制层厚和压实用。测定级配目的是控制最大粒径，粒细料的比例和不均匀系数。
　　测定视比重和吸水率目的是评价石料的强度，并提供密度计算所需要的参数。级配受开挖方式的影响较大，开挖方式改变时，应重新评价级配组成。
　　5.2松密度计算，按下式计算：
　　P0=（1-0.46/8√Cu）CsCu=d60/d10压碎前）
　　式中：P0—石料的松密度，g/cm3;
　　Cu—石料的不均匀系数；
　　Cs—石料的视比重。
　　松密度只与石料的不均匀系统和比重有关，有了松密度数据，就可以通过沉降测量，确定压实度。经验公式经大量试验资料验证，误差在范围内。
　　5.3压实沉降率要求，应根据不同石料级配和压实度的要求确定压实沉降率εn,应符合下表要求：压实沉降率要求是根据压实度大于90%时的干密度与按不同的Cu值计算最大干密度比较后提出的，达到要求的总沉降率时，压实度应大于90%.

　　

　　5.4压实度计算，岩石填料的最大干密度按下式计算：
　　Pmax=（1-0.30/8√Cu）Cs（Cu为压碎后）
　　式中：Pmax—最大干密度，g/cm3.其余符合意义同前。
　　压实后填料的干密度P按下式计算：
　　P=P0（1+ε）ε—压实后实测的沉降率。
　　压实度K为：K=（P/Pmax）×100%
　　压实密度由初始密度和压实沉降率确定；最大干密度由不均匀系数和比重确定。
5.5压实效果检测与评定
　　a、目视管理
　　是填石路堤压实施工控制的重要手段，大块数控制基于级配分析，控制了大块数，总体上就控制了不均匀系数。均匀性控制也是控制不均匀系数和太实度的重要方面。大块分布均匀和压实厚度均匀才能保证压实均匀。碾压遍数是最常用的压实控制方法。压路机的参数确定后，影响压实度的因素还有层厚、碾压速度和碾压遍数。控制碾压遍数必须考虑层厚和碾压速度。
　　大块板：第2000m2检测6处，每处抽检1m2的范围内尺寸大于20cm的大块数不得超过7块，整个工作面内不得有超尺寸石块，否则应就地解小或挖除更换合格填料。
　　总体均匀性：大块石料不得集中，压实后表面不得有宽度大于2cm的缝隙，否则应将大块石料分散，并填充填隙材料。摊铺后应用钢尺测量每层的松铺厚度，每20m的一个断面，每个断面4处，每处以3个测点的厚度平均值作为测点厚度值。
　　碾压遍数：应根据压实设备的轴重和激振力确定振动碾压的最少遍数，不得少于下表规定（见第5页表列）。不得有漏压现象。
　　b、沉降测量
　　每五层应进行一次沉降测量，以评价压实情况，每20m测一个断面，每个断面测4处。每摊铺5层的最后一层前，按照检测频率要求布置网格测点，以测点为中心，在正交的两轴以上25cm的距离各选择1个辅助测点，以5个点的标高平均值作为该处的标高，摊铺每5层的最后的一层，测定对应各测点的标高，碾压到规定的振动压实遍数后，测量对应各测点的最终标高。以松铺标高与原标高之差为松铺厚度，以压实后标高与松铺标高之差为压实沉降量，沉降率为沉降量与松铺厚度的百分比。沉降量与碾压遍数有良好的相关关系，沉降率等于压实度增加率。为提高沉降测量精度，必须固定测点位置。并采用辅助测点测量标高平均值代表测点标高。
　　c、压实效果评价
　　检测层的碾压沉降率应不小于表格规定的要求（详见表），

　　

　　压实度代表值应不低于90%,极值不低于85%.
　　5层总压实效果按以下方法评定：
　　以每层检铺厚度的平均值作该层的松铺厚度值，以5层松铺厚度的和作为5层的总松铺厚度，以上下两个第5层对应测点压实后的标高之差作为5层的总压实厚度，总沉降量为总松铺厚度与总压实厚度之差，总沉降0率为总沉降量与总松铺厚度的百分比。总沉降率和总压实度应符合要求。
　　压实效果评价仍采用习惯的压实度。沉降率是间接反映压实度的指标。分单层压实度和5层总体压实度。评价标准与路基施工规范的要求相同。

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