石方路基的质量控制

王勇 刘春俏

摘 要： 结合工程实际，通过对石方路基试验段的施工质量的控制，总结出了石方路基工程的质量控制标准：当石方填料最大粒径≤47.5cm，石块含量超过总量的75%，选用25t振动压路机，松铺厚度不大于50cm，碾压遍数不少于8遍，沉降量指标≤5mm时，可视为石方路基的压实质量合格。

关键词： 石方路基;质量控制;空隙率;沉降差;碾压遍数

1  背景

路基工程的压实质量一直作为路基工程质量控制的重点。近年来，众多专业人士通过理论研究及施工验证，从多个角度提出了土方路基压实度的控制方法，确保了土方路基的质量。而对于与土方路基工程处于同样地位的石方路基工程的质量控制，则尚无经验可遵循。本文结合施工实际，提出了快速、准确检测石方路基工程质量的方法。

2013年5月，鞍山市建国大道开工建设。建国大道为一级公路，设计速度80km/h，横断面为双幅路型式，双向八车道，行车道宽度36m，中央分隔带8m。由于工程所在地紧邻东矿，石料资源丰富、价格低，因此，选择了石方路基的设计方案。

由于填石路基是由粒径不同的石块组成，孔隙率大，而不同岩石的物理力学性能又不同。在路基和路面的重力及行车荷载的作用下，加上自然环境等因素的影响，使石方路基的石料可能被压碎、重新排列、挤密、产生沉降、收缩等不均匀变形，也可能造成局部或大面积的滑坍。由于《公路工程质量检验评定标准 第一册（土建工程）》（JTG F80/1-2017）中规定：“填石路基应通过试验路段确定沉降差控制标准。”因此，确定沉降差标准值为该分项工程质量控制的关键。

2  材料质量的控制

根据现场取样材料的检测结果：该填料的最大粒径为47.5mm，且石块含量超过总质量的75%，不均匀系数为17，均满足规范要求，可以作为路基填料使用。

3  施工工艺

施工时，将石料分层水平填筑，以层厚50cm控制分层，大面向下摆放平稳紧密靠拢，每层用碎石土或其它细料作为填充缝隙的原料（不得填粘土），以确保路基质量。填筑时安排好运行路线，由专人指挥卸料，水平分层填筑，先低后高，先两侧后中央。卸下的石质填料，用推土机整平，使岩块之间无明显高差。自卸车进料后，先用推土机推平，再使用人工配合找平施工。

施工工艺为：验收地面线→挖槽→检测压实度→推土机粗平→人工精平→碾压→检测空隙率→测量沉降差→确定最佳碾压遍数

选择2个试验段，每段长度200m，分别采用性能良好的ZY18（25t）振动压路机2台和SD-175（50t）振动压路机2台分别进行施工。对施工成果进行比较。

碾压时先两侧后中央，轮迹重叠40-50cm，前后相邻区段重叠100-150cm，在压实过程中继续用小石块或石屑填缝直到压实层顶面稳定，不再下沉，无轮迹，石块紧密，表面平整为止。

4  孔隙率及沉降差检测

我们在试验段施工时，测定固体体积率满足规范要求时的沉降差，作为施工过程中每一压实层的检测标准，符合“施工过程中的检测方法应快速、方便”这一思想。

4.1 检测孔隙率

填料孔隙率的计算公式为：

η=e/（1+e）=1-ρd/G

η-孔隙率;e-孔隙比;ρd-填料干密度;G-填料视密度

填石路堤上路堤压实质量标准为：距路床顶面以下的深度0.8-1.5m时，硬质石料的孔隙率≤23%。经检测，结果为18%，满足规范要求。

4.2 填料沉降差的检测

石方路基的顶面经人工整平后，采用壓路机低频高幅振压6遍后，布点10个检测点，测量压实后标高并进行记录;压路机再次振压2遍后，在对应初始标高的测点上测量终压标高。将终压标高减去初始标高并综合平均后，作为该断面的沉降差。

4.2.1  测点的布置

石料作为路基填料，由于粒径较大，在碾压过程中粒料有错动现象，易造成测试结果的可靠度降低，故在试验路段布设10个控制点，每个控制点至少布设3个子控制点，如图1所示，以确保测试结果的可靠性，从而进行定量分析。

4.2.2  沉降差的检测

利用精密水准仪测量各测点高程并记录。对于工程上一般水准仪测量精度不能满足要求的情况，如5mm以下仅能估计读数的问题，可用三角板或厘米尺附于塔尺的相应位置上，准确读至mm。

测量结果经整理后，沉降差为5.2mm，取5.0mm

5  试验结果分析

5.1 碾压遍数对压实效果的影响

本工程试验段填料为石灰岩，粒度均偏大，细粒含量相对较少，采用沉降差确定碾压遍数的方法，评价路基碾压的密实程度，如图2所示，从图中可以看出，碾压到一定的遍数后，沉降量不再增加，且碾压表面已无轮迹，说明填石料已处于密实状态。

5.2  碾压机械对压实效果的影响

图3中的a曲线是根据用25t钢轮振动压路机的压实结果，b曲线是根据用50t钢轮振动压路机的压实结果，从中可以看出，25t的钢轮振动压路机需碾压1 2～1 6遍，变形量才能达到稳定，而50t的钢轮振动压路机仅需8～10遍即可使变形稳定。从图中还可以看出，吨位大的压路机较吨位小的压路机能使填石料更加密实，且压实遍数少将近一半，由此，既可使压实质量得到保证，又可以大量节省工期。

6  结束语

根据现有石方路基实测资料的经验数值和现场试验路的测试结果分析，对石方路基，压实机械应选用25t的钢轮振动压路机，压实厚度不大于50cm，碾压遍数不少于8遍，沉降差为不大于5mm，可视为达到要求的压实质量。

参考文献

[1]《公路路基路面现场测试规程》 [JTG E60-2008].北京：人民交通出版社，2008.

[2]《公路路基施工技术规范》[JTG F60-2006].北京：人民交通出版社，2006.

[3]《公路土工试验规程》[JTG E40-2007].北京：人民交通出版社，2007.

[4]《公路工程质量检验评定标准 第一册 （土建工程）》[JTG F80-2004].北京：人民交通出版社，2004.

[5] 王军超 李慧青.高等级公路路基压实度的控制.土木建筑学术文库第7卷.2007.河南省土木建筑学会主编.同济大学出版社.408-409.

[6] 韩萍 王志强.论路基压实度采用孔隙率指标的科学性.第一届全国公路科技创新高层论坛论文集新技术新材料与新设备卷. 2002年.人民交通出版社.中国公路学会.208-284.

[7] 蔡业恭.如何控制路基土方压实. 海南省公路学会2004年学术交流会论文集，海南省公路学会主编.2004.104-106.

[8] 黄家鹏.填方路基土方压实的质量控制. 海南省公路学会2004年学术交流会论文集. 海南省公路学会主编，2004.73-75.

[9] 陈文森.高速公路路基填土试验段施工. 海南省公路学会2004年学术交流会论文集. 海南省公路学会主编，2004.75-78.