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摘要：随着我国高速公路建设的飞速发展，填石路基施工广泛应用在于高速公路工程建设中，但填石路基的施工质量控制仍是施工控制的重点和难点，特别是填料粒径超标、层厚超标、压实不足等问题已成为通病，因此本文重点从填料控制、压实机具选择、压实控制等方面探讨填石路基施工。
关键词：公路路基；施工技术；
1路基压实机理
土体是由固相体、液相体、气相体三部分组成，固相体作为骨架和主要组成成份，液相体和气相体填充其空隙。路基施工时用不同粒径的固相体组成最佳级配，控制适当的液相体比例，在外力作用下，最大限度地挤出气相体，以达到最佳密实度。
2填石路基对地基的要求
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填料的质量要求
3.1强度要求
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1示：
用于路基填筑材料的岩石，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。
3.2粒径要求
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。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。
用于路基填筑的岩石填料中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%。岩石填料不均匀系数应为10～40%。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，石实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。
4填石路堤施工工艺
4.1填石路基地基处理
在路基施工前应对地基进行处理，使其满足相关施工技术规范和上述地基承载力的要求。
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。
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，形成均匀的岩石混合基底。
4.2确定填石路基施工参数
填料粒径和级配、松铺厚度、碾压遍数等参数是填石路基施工的关键，施工时控制重点，关于填料粒径和级配的控制与要求前面已有详尽的描述，这里重点探讨松铺厚度和碾压两方面。
松铺厚度和碾压都与压实机具的选择有密切的联系，可以说由压实机具确定了松铺厚度及碾壓顺序。例如冲击式压路机的碾压顺序就是由半幅向另半幅循环推进，而振动式压路机就应由路基两侧边缘向中间碾压。松铺厚度由压实机具的参数与路基压实所需的压实能量确定，可以用如下公式进行计算：
E=2αnNL（W+F/2）/（VLBh）
式中：E—振动碾的压实能量J/cm3，填石路基应不小于2.68J/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；
当然上述公式只能进行理论估算，在施工现场应根据各项目的特点，进行现场试验段施工试验确定最佳的碾压层厚、碾压遍数等施工参数。
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2：
每5层及路基顶面宜先采用冲击式压路机进行强化碾压，再找平后用自行平碾式振动压路机振动压实。
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数和比重有关，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%。表3 示：
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。公式推导过程略。
5.5压实效果检测与评定
1）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。不得有漏压现象。
2）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。
3）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4）
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。
6结束语
本文分析了公路填石路基施工，编制切实可行的施工技术方案，保证路基强度和稳定性，通过填料、填筑工艺、质量检验控制和采用综合技术措施，保证路基强度，减少路基变形，防止路基产生较大的沉降，差异沉降和渗透破坏。
注：文章中所涉及的公式和图表请用PDF格式打开
关键词：公路路基；施工技术；
1路基压实机理
土体是由固相体、液相体、气相体三部分组成，固相体作为骨架和主要组成成份，液相体和气相体填充其空隙。路基施工时用不同粒径的固相体组成最佳级配，控制适当的液相体比例，在外力作用下，最大限度地挤出气相体，以达到最佳密实度。
2填石路基对地基的要求
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填料的质量要求
3.1强度要求
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1示：
用于路基填筑材料的岩石，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。
3.2粒径要求
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。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。
用于路基填筑的岩石填料中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%。岩石填料不均匀系数应为10～40%。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，石实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。
4填石路堤施工工艺
4.1填石路基地基处理
在路基施工前应对地基进行处理，使其满足相关施工技术规范和上述地基承载力的要求。
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。
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，形成均匀的岩石混合基底。
4.2确定填石路基施工参数
填料粒径和级配、松铺厚度、碾压遍数等参数是填石路基施工的关键，施工时控制重点，关于填料粒径和级配的控制与要求前面已有详尽的描述，这里重点探讨松铺厚度和碾压两方面。
松铺厚度和碾压都与压实机具的选择有密切的联系，可以说由压实机具确定了松铺厚度及碾壓顺序。例如冲击式压路机的碾压顺序就是由半幅向另半幅循环推进，而振动式压路机就应由路基两侧边缘向中间碾压。松铺厚度由压实机具的参数与路基压实所需的压实能量确定，可以用如下公式进行计算：
E=2αnNL（W+F/2）/（VLBh）
式中：E—振动碾的压实能量J/cm3，填石路基应不小于2.68J/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；
当然上述公式只能进行理论估算，在施工现场应根据各项目的特点，进行现场试验段施工试验确定最佳的碾压层厚、碾压遍数等施工参数。
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2：
每5层及路基顶面宜先采用冲击式压路机进行强化碾压，再找平后用自行平碾式振动压路机振动压实。
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数和比重有关，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%。表3 示：
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。公式推导过程略。
5.5压实效果检测与评定
1）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。不得有漏压现象。
2）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。
3）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4）
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。
6结束语
本文分析了公路填石路基施工，编制切实可行的施工技术方案，保证路基强度和稳定性，通过填料、填筑工艺、质量检验控制和采用综合技术措施，保证路基强度，减少路基变形，防止路基产生较大的沉降，差异沉降和渗透破坏。
注：文章中所涉及的公式和图表请用PDF格式打开