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【摘 要】 山区高速公路在隧道开挖过程中产生了大量的宕渣，为了减少占地，节约投资，有利环境保护，对宕渣材料进行合理处治后作为路基填料，其填筑性能得到明显优化。本文根据其宕渣材料特性，對其与土进行一定比例混合而形成的土石混合料的试验、填筑、压实度检测等进行阐述。
【关键词】 隧道宕渣土；宕渣掺配；路基填筑；压实检测；质量控制
一、前言
近年来，随着公路建设的快速发展，土地资源严重紧缺，以及生态环境脆弱的现状，尤其是山区公路隧道开挖产生的大量洞渣外弃将极大地破坏山区的森林植被，给当地的水土保持带来较大的影响。为此，在山区公路路基填筑中，对隧道中开采出来的大量宕渣材料特性进行分析，并加以合理利用，使其填筑性能得到优化，保证路基填筑质量，以达到降低对环境的破坏，节约工程成本。
二、宕渣掺配试验
1.试验设备
宕渣材料的击实成型设备采用电动重型击实仪，操作方法参照《公路土工试验规程》（JTG E40-2007）中的击实试验（T0131-2007）。
宕渣材料承载能力的检测设备采用路面材料强度仪，操作方法参照《公路土工试验规程》（JTG E40-2007）中的强度仪法（T0136-1993）。
2.方案设计
宕渣材料击实成型时，根据施工中使用的层位确定宕渣的适合粒径范围；根据初步试验确定掺配宕渣比例和土质含水量的合理范围，并在该范围内对两个参数各选不少于三个值进行组合来制备试样。
重型击实完成后的试样连同套筒一起放在路面材料强度仪上进行加载试验。路面强度仪上升速度1mm/min，需要对测力环上的百分表进行标定，百分表读数为100格/圈。预压荷载为0.1MPa，时间为1分钟。荷载加载范围为0.1MPa～1.1MPa，荷载每增加0.2MPa左右，记录加载的荷载值及其对应的变形值（对千分表上的数据进行处理）。根据宕渣含量所对应的最大弹性模量图可知50%宕渣含量、15%土质含水量为合理方案，如下图所示。（图1-图4）
图1 25%宕渣含量的宕渣土在不同含水量下的弹性模量
图2 50%宕渣含量的宕渣土在不同含水量下的弹性模量
图3 75%宕渣含量的宕渣土在不同含水量下的弹性模量
图4 不同宕渣含量宕渣土的弹性模量
三、施工工艺
1.试验段试铺
通过试验段的填筑，检验施工机械的功能、机械组合、人员配置是否合理，是否能达到设计要求；通过试验段的填筑，确定宕渣土填方路基的松铺厚度、压实速度、压实遍数等工艺参数，以利指导大规模施工。经总结试验段的各项技术指标：振动压实不少于5遍、采用不小于350kN的激振力、碾压速度控制在2.4m/s、压实厚度不大于40cm。
2.准备工作
a.施工测量：路基开工前，测量人员全面恢复中线，钉出中、边桩，并固定路线主要控制桩。
b.地基处理：清除路基用地范围内表土、腐殖土、草皮等杂物，运到指定的地点，按设计要求处理、验收地基。
3.宕渣路基填筑
a.布料及摊铺在已检验合格的路基上，用全站仪测中线控制桩。沿路线方向每10-20m测设中桩，并用水准仪测其横断面高程，准确定出边桩，确定填筑宕渣土范围，实际填筑宽度比设计超宽30cm，用石灰划出的方格网，开始上料布料，采用推土机摊料初平。
b.碾压在自卸汽车按布料网格卸料后，按如下顺序进行操作：推土机摊料初平；20吨以上振动压路机静压、振压联合碾压5遍（往返为1遍）；18t以上光轮压路机碾压；承载板检测；平地机整平。
c.碾压注意事项
1）碾压前应对填筑层的松铺厚度进行检查，符合要求后方可进行碾压。
2）碾压时应控制其含水量比室内试验确定的含水量大2%。
3）压实应遵照先轻后重、由路边至路中、先慢后快的原则，每次重型压路机碾压后要对其辅助进行沉降值检测，直至达到沉降趋于稳定为止，要把路基边缘补压二至三遍，确保边坡处均匀压实。
4）采用振动压路机碾压时，第一遍应不振动静压，然后先慢后快，先弱振，后强振。
5）压路机的碾压行驶速度开始时宜用慢速，正常碾压速度宜控制在2.4m/s以内，采用不小于350kN的激振力；碾压时直线段由两边向中间，小半径曲线段由内侧向外侧，纵向进退式进行，轮迹重叠0.15～0.20m；横向接头对振动压路机一般重叠0.5～1.0m，应达到无漏压、无死角，确保碾压均匀。
4.压实检测
宕渣层碾压后进行承载板检测，通过检测数据计算得到的回弹模量不应低于试验段数据的10%。在承载板检测位置，地面应较为平坦，不应有较大石块存在，宕渣材料密实均匀。
承载板检测的操作方法参照《公路路基路面现场测试规程》（JTG E60-2008）中的强度仪法（T0943-2008），承载板上逐渐加载卸载的荷载范围为0.1～0.7MPa。
碾压完成后宕渣层当量回弹模量E（单位：MPa）的计算公式为：
式中：是土基顶面或之前宕渣层顶面的当量回弹模量（MPa），是土基或之前宕渣层的泊松比，和是当前宕渣层的厚度（m）和泊松比，是承载板上施加的荷载（MPa），是对应加载下承载板检测获取的回弹变形值。
5.宕渣路基填筑注意事项
a.填料粒径要严格控制，粗颗粒宕渣要求用轧石机粉碎，严禁运到填筑地段摊铺现场人工敲碎；将路堤上粒径大于150mm的粗粒宕渣掘起清除出场。
b.宕渣材料掺配宜在施工现场进行，采取一车宕渣一车土运至路基断面上，用挖掘机或装载机翻拌不少于两次，同时采用齿耙纵横向靶匀，保证掺配材料均匀。 c.宕渣填料级配要求良好，避免出现粗粒或细粒过于集中的现象。鉴于宕渣材料的特性，保证其均匀性至关重要。因此，掺配后的宕渣材料采用推土机摊铺时，齿耙和人工跟班配合，及时对不均匀材料进行处理。由于填料材质不均匀，在推土机平整完后，压路机先静压一遍，人工用小斗车装料对坑洼地段进行填补。填补前用羊镐将顶面已压实部分的表层刨松，然后再继续碾压。对于粗粒宕渣比较集中的路段，在粗粒宕渣表层铺撒细小宕渣，嵌填密实，同时相应减小松铺厚度。
d.路堤每层的松铺厚度取宕渣最大粒径的1～1.5倍，采用与摊铺厚度相適应的压实机械充分压实，粗大宕渣应集中填筑在填土下部或斜坡坡面。
e.沉降稳定的路基表面，经精平后，不应出现轮迹、松散、坑槽、软弹、沉陷等现象；填筑下部路堤时，横坡宜稍大，以利于排水；稳定后应采用细料将表面空隙填实。
f.两个作业面交接处，不在同一时间填筑，则先填地段按1：1坡度分层留台阶。若两个地段同时填，则分层相互交错衔接，其搭接长度不得小于2m。
四、质量控制
1.宕渣材料粒径控制
控制粒径须从源头抓起。如料源粒径超标的块石含量大，应安装破碎机进行破碎。运料车上应安装格栅架子，格栅间隙为150mm或100mm（根据填料的区位而定），以确保填料最大粒径不超过规范规定值。
2.碾压机械控制
为保证宕渣土填筑层的平整度，要求采用平地机进行平整，振动压路机的振动力宜选用20t以上的重型振动压路机。
3.碾压参数控制
应根据施工实际使用的压路机功能通过试验确定，以保证填筑路基的压实效果；摊铺后的宕渣土必须及时碾压，做到当天摊铺，当天碾压完毕，以防止水分蒸发影响碾压效果；否则，在碾压前搁置时间过长，特别是经历雨天后，无法继续进行压实。
4.宕渣材料压实检测
主要是通过承载板检测压实路基的当量回弹模量，当两次检测数据计算得到的碾压层回弹模量相差不超过30%时，视为宕渣填料较为均匀，取两次结果的均值作为压实效果评价；当两次检测计算数据超过30%时，辅助以沉降值检测路基压实效果。
五、结论
通过在路基填筑中对宕渣材料的组成选用室内试验的最佳工况，并根据试验路段总结的机械组合、碾压参数等对宕渣材料在路基断面上直接掺配均匀后进行铺筑、压实，通过承载板检测获取碾压后宕渣层的顶面当量回弹模量，并辅助以沉降值观测，从而保证了路基压实后的工后质量。同时节约投资、节省土地资源，保护了生态环境，加快了施工进度，产生了良好的经济、社会效益。
参考文献：
1. JTG E40-2007，公路土工试验规程.北京：人民出版社，2007
2. JTG F10-2006，公路路基施工技术规范.北京：人民出版社，2006
3.阮宜东.宕渣土填筑性能的试验研究与仿真优化设计.合肥工业大学硕士学位论文.2012，4.
【关键词】 隧道宕渣土；宕渣掺配；路基填筑；压实检测；质量控制
一、前言
近年来，随着公路建设的快速发展，土地资源严重紧缺，以及生态环境脆弱的现状，尤其是山区公路隧道开挖产生的大量洞渣外弃将极大地破坏山区的森林植被，给当地的水土保持带来较大的影响。为此，在山区公路路基填筑中，对隧道中开采出来的大量宕渣材料特性进行分析，并加以合理利用，使其填筑性能得到优化，保证路基填筑质量，以达到降低对环境的破坏，节约工程成本。
二、宕渣掺配试验
1.试验设备
宕渣材料的击实成型设备采用电动重型击实仪，操作方法参照《公路土工试验规程》（JTG E40-2007）中的击实试验（T0131-2007）。
宕渣材料承载能力的检测设备采用路面材料强度仪，操作方法参照《公路土工试验规程》（JTG E40-2007）中的强度仪法（T0136-1993）。
2.方案设计
宕渣材料击实成型时，根据施工中使用的层位确定宕渣的适合粒径范围；根据初步试验确定掺配宕渣比例和土质含水量的合理范围，并在该范围内对两个参数各选不少于三个值进行组合来制备试样。
重型击实完成后的试样连同套筒一起放在路面材料强度仪上进行加载试验。路面强度仪上升速度1mm/min，需要对测力环上的百分表进行标定，百分表读数为100格/圈。预压荷载为0.1MPa，时间为1分钟。荷载加载范围为0.1MPa～1.1MPa，荷载每增加0.2MPa左右，记录加载的荷载值及其对应的变形值（对千分表上的数据进行处理）。根据宕渣含量所对应的最大弹性模量图可知50%宕渣含量、15%土质含水量为合理方案，如下图所示。（图1-图4）
图1 25%宕渣含量的宕渣土在不同含水量下的弹性模量
图2 50%宕渣含量的宕渣土在不同含水量下的弹性模量
图3 75%宕渣含量的宕渣土在不同含水量下的弹性模量
图4 不同宕渣含量宕渣土的弹性模量
三、施工工艺
1.试验段试铺
通过试验段的填筑，检验施工机械的功能、机械组合、人员配置是否合理，是否能达到设计要求；通过试验段的填筑，确定宕渣土填方路基的松铺厚度、压实速度、压实遍数等工艺参数，以利指导大规模施工。经总结试验段的各项技术指标：振动压实不少于5遍、采用不小于350kN的激振力、碾压速度控制在2.4m/s、压实厚度不大于40cm。
2.准备工作
a.施工测量：路基开工前，测量人员全面恢复中线，钉出中、边桩，并固定路线主要控制桩。
b.地基处理：清除路基用地范围内表土、腐殖土、草皮等杂物，运到指定的地点，按设计要求处理、验收地基。
3.宕渣路基填筑
a.布料及摊铺在已检验合格的路基上，用全站仪测中线控制桩。沿路线方向每10-20m测设中桩，并用水准仪测其横断面高程，准确定出边桩，确定填筑宕渣土范围，实际填筑宽度比设计超宽30cm，用石灰划出的方格网，开始上料布料，采用推土机摊料初平。
b.碾压在自卸汽车按布料网格卸料后，按如下顺序进行操作：推土机摊料初平；20吨以上振动压路机静压、振压联合碾压5遍（往返为1遍）；18t以上光轮压路机碾压；承载板检测；平地机整平。
c.碾压注意事项
1）碾压前应对填筑层的松铺厚度进行检查，符合要求后方可进行碾压。
2）碾压时应控制其含水量比室内试验确定的含水量大2%。
3）压实应遵照先轻后重、由路边至路中、先慢后快的原则，每次重型压路机碾压后要对其辅助进行沉降值检测，直至达到沉降趋于稳定为止，要把路基边缘补压二至三遍，确保边坡处均匀压实。
4）采用振动压路机碾压时，第一遍应不振动静压，然后先慢后快，先弱振，后强振。
5）压路机的碾压行驶速度开始时宜用慢速，正常碾压速度宜控制在2.4m/s以内，采用不小于350kN的激振力；碾压时直线段由两边向中间，小半径曲线段由内侧向外侧，纵向进退式进行，轮迹重叠0.15～0.20m；横向接头对振动压路机一般重叠0.5～1.0m，应达到无漏压、无死角，确保碾压均匀。
4.压实检测
宕渣层碾压后进行承载板检测，通过检测数据计算得到的回弹模量不应低于试验段数据的10%。在承载板检测位置，地面应较为平坦，不应有较大石块存在，宕渣材料密实均匀。
承载板检测的操作方法参照《公路路基路面现场测试规程》（JTG E60-2008）中的强度仪法（T0943-2008），承载板上逐渐加载卸载的荷载范围为0.1～0.7MPa。
碾压完成后宕渣层当量回弹模量E（单位：MPa）的计算公式为：
式中：是土基顶面或之前宕渣层顶面的当量回弹模量（MPa），是土基或之前宕渣层的泊松比，和是当前宕渣层的厚度（m）和泊松比，是承载板上施加的荷载（MPa），是对应加载下承载板检测获取的回弹变形值。
5.宕渣路基填筑注意事项
a.填料粒径要严格控制，粗颗粒宕渣要求用轧石机粉碎，严禁运到填筑地段摊铺现场人工敲碎；将路堤上粒径大于150mm的粗粒宕渣掘起清除出场。
b.宕渣材料掺配宜在施工现场进行，采取一车宕渣一车土运至路基断面上，用挖掘机或装载机翻拌不少于两次，同时采用齿耙纵横向靶匀，保证掺配材料均匀。 c.宕渣填料级配要求良好，避免出现粗粒或细粒过于集中的现象。鉴于宕渣材料的特性，保证其均匀性至关重要。因此，掺配后的宕渣材料采用推土机摊铺时，齿耙和人工跟班配合，及时对不均匀材料进行处理。由于填料材质不均匀，在推土机平整完后，压路机先静压一遍，人工用小斗车装料对坑洼地段进行填补。填补前用羊镐将顶面已压实部分的表层刨松，然后再继续碾压。对于粗粒宕渣比较集中的路段，在粗粒宕渣表层铺撒细小宕渣，嵌填密实，同时相应减小松铺厚度。
d.路堤每层的松铺厚度取宕渣最大粒径的1～1.5倍，采用与摊铺厚度相適应的压实机械充分压实，粗大宕渣应集中填筑在填土下部或斜坡坡面。
e.沉降稳定的路基表面，经精平后，不应出现轮迹、松散、坑槽、软弹、沉陷等现象；填筑下部路堤时，横坡宜稍大，以利于排水；稳定后应采用细料将表面空隙填实。
f.两个作业面交接处，不在同一时间填筑，则先填地段按1：1坡度分层留台阶。若两个地段同时填，则分层相互交错衔接，其搭接长度不得小于2m。
四、质量控制
1.宕渣材料粒径控制
控制粒径须从源头抓起。如料源粒径超标的块石含量大，应安装破碎机进行破碎。运料车上应安装格栅架子，格栅间隙为150mm或100mm（根据填料的区位而定），以确保填料最大粒径不超过规范规定值。
2.碾压机械控制
为保证宕渣土填筑层的平整度，要求采用平地机进行平整，振动压路机的振动力宜选用20t以上的重型振动压路机。
3.碾压参数控制
应根据施工实际使用的压路机功能通过试验确定，以保证填筑路基的压实效果；摊铺后的宕渣土必须及时碾压，做到当天摊铺，当天碾压完毕，以防止水分蒸发影响碾压效果；否则，在碾压前搁置时间过长，特别是经历雨天后，无法继续进行压实。
4.宕渣材料压实检测
主要是通过承载板检测压实路基的当量回弹模量，当两次检测数据计算得到的碾压层回弹模量相差不超过30%时，视为宕渣填料较为均匀，取两次结果的均值作为压实效果评价；当两次检测计算数据超过30%时，辅助以沉降值检测路基压实效果。
五、结论
通过在路基填筑中对宕渣材料的组成选用室内试验的最佳工况，并根据试验路段总结的机械组合、碾压参数等对宕渣材料在路基断面上直接掺配均匀后进行铺筑、压实，通过承载板检测获取碾压后宕渣层的顶面当量回弹模量，并辅助以沉降值观测，从而保证了路基压实后的工后质量。同时节约投资、节省土地资源，保护了生态环境，加快了施工进度，产生了良好的经济、社会效益。
参考文献：
1. JTG E40-2007，公路土工试验规程.北京：人民出版社，2007
2. JTG F10-2006，公路路基施工技术规范.北京：人民出版社，2006
3.阮宜东.宕渣土填筑性能的试验研究与仿真优化设计.合肥工业大学硕士学位论文.2012，4.