填砂路基施工技术在高速公路工程中的应用

林坚 林旭俊

摘要：随着我国社会经济的不断发展，人们的各项需求也在不断增加，高速公路工程建设的要求也在逐步提升，在公路建设过程中，路基作为一个非常重要内容，对公路安全施工及公路的稳定性影响深远。砂作为一种填料，现阶段在我国路基填料缺乏的情况下，其应用还是比较广泛的。本文重点对高速公路工程中填砂路基施工技术进行分析，研究它对高速公路安全稳定性提供的作用。

关键词：填砂路基;压实程度;应用研究;高速公路

Abstract：With the continuous development of my country’s society and economy，people’s various needs are also increasing，and the requirements for highway construction are gradually increasing. In the process of highway construction，roadbed as a very important content is important for road safety and construction. The stability of the highway has a profound impact. As a kind of filler，sand is still widely used in the absence of roadbed fillers in my country at this stage. This article focuses on the analysis of sand-filled roadbed construction technology in expressway engineering，and studies its role in the safety and stability of expressway.

Keywords：sand-filled roadbed;degree of compaction;applied research;expressway

引言

高速公路工程建設中，路基质量是检测高速公路整体质量的一个重要的指标。而在高速公路工程建设中，利用填砂路基施工技术，能够很大程度保障整个公路路面的安全稳定。这一项施工技术不但能够减少资金的投入力度，而且在后续的公路维护过程中也具有显著的作用。砂自身不易密实，且具有很好的可塑性，所以对施工质量的把控有着严格的要求，在高速公路工程建设中，需要将施工和后期的检测结合起来，保障公路路面的稳固。

一、填砂路基施工的相关概念

（一）填砂路基施工的原理

这一项施工技术是指通过灌水结合碾压的形式，将砂粒填充好，再碾压，一般多应用于高速公路的工程建设中。在材料的选择上也有严格的要求，之后接着灌水、沉降，时间为一小时到两小时左右，使砂粒达到一个密实的状态;之后开始对其碾压，在这一操作过程中，体积大一点的砂粒会慢慢形成骨架，将多余的水分挤出，小体积的砂粒是重新进行排列，从而镶嵌在大体积砂粒的空隙之中，使路基更加密实，最终呈现出来的压实效果也是非常显著的，这就使得这项施工技术在公路建设得到了广泛的运用。

（二）填砂路基施工的优势

首先，这一项施工技术通常是在各种条件都比较完善的路段来进行的，更方便随时随拿去材料，使材料得到最大限度的利用，对施工人员而言也是非常方便的;其次是在水量充足的地区，这一项施工技术运用起来，也有很大的优势，施工的效率也会大大提升，缩短了公路施工时间;最后该项施工技术对施工机器的利用也比较科学，最终的压实效果也比较显著，在灌水结束后，提升了砂粒的密实度，这对于路基填筑的质量非常重要。除此之外，在该项施工技术应用过程中，道路层面碾压的次数会有一定的减少，每次填筑虚铺厚度变高，机器设备的利用越能最大化，对机器设备的使用和维修而言，其成本也降低了不少。

（三）填砂路基施工难点

该项施工技术在应用过程中，由于所使用的中粗砂粒容易失水，粘性不好，会导致边坡稳定性差。具体施工中其难度主要存在于以下几点：（1）砂粒容易失水，填料时应该着重关注水量问题，及时补充;（2）粘性不好，边坡稳定性差，在施工中需要利用黏土将周围进行包边处理。雨水天气，则不利于包边处理;（3）砂粒进和土的差别较大，在两者连接处，需要做好压实密度工作。

（四）填砂特性对压实效果的作用

（1）砂的粒径对压实效果的作用

中粗砂粒通过灌水、碾压之后，会更加密实，后续检测时，其压实度多数都会达到标准，但是细沙却不容易做到这一点[1]。在后续施工中，采用细沙来回填路基时，灌水后，细沙会和土结合在一起，形成新的填料，在碾压过程中，其表面仍旧是密实状态，但是检测时，却难以达到具体的标准，最终只能返工。

（2）砂的含水率对压实效果的作用

压路机通过对砂粒的碾压，使其在振动冲击的作用下，转变为运动的形态。砂粒之间的摩擦也会发生改变。与此同时，因为砂粒材料中会受到水分的浸泡，在其表面会形成一种保护层，这为砂粒之间的运动提供了条件。在振动的作用下，砂石之间的位置也会发生变化，能使得材料之间更加密实。

二、影响高速公路路基调料施工的因素

（一）公路施工因素

对路基压实度的检测，主要因素为最大干密度，在含水量正常的情况下，路基的压实度较低，和具体要求不一致，就说明还未达到相关标准，其施工的质量也得不到有效保证，路面硬度会大大折扣。但是如果路基压实度过高，就说明机械压实的次数过度，对整个公路工程建设时间产生了影响。无论哪种情况，都会对最终的效果造成影响。

（二）砂粒含水量

砂粒在碾压过程中，发生了相应的变化，会致使路面变得密实，在砂粒灌水过程中，需要重视砂粒含水量，保证整体的施工进度，砂粒的含水量也需要达到相关的标准。

（三）压实效果因素

路基的压实度和填料的成分也有很大的影响作用，假如使用小体积的砂粒来填充，就会导致和软土混合在一起，从而形成新的填充物，影响了路基的坚硬程度。所以在填砂路基时，应该对砂粒中的软土量进行严密的检测，使其在正常合理的范围，一般其含量应该在5%以下，以此保证路基的坚硬程度。

三、填砂路基施工技术的具体方法

（一）施工前的准备工作

在正式施工前，应该根据具体的文件要求，先清理掉路基基地的表土。一般是先利用推土机将二十厘米厚度的表土清除，接着利用平地机将路基刮平。在这些清理工作结束后，需要整体上进行填砂前的碾压，保证密实度能够在85%以上。与此同时，还应考虑施工中有水溢出这一问题，为了在施工时将多余的水排出，所以在下承层施工过程中，需要按照3%横坡度来作业[2]。在正式填砂路基前，需要在路基两边挖深度和宽度在一米左右并且具有坡度的沟壑，用于进行排水工作，在沟内比较低的位置挖集水井，使其和排水沟连接起来，同时二者底部非高其差在一米往上。

（二）砂的运输问题

将完成准备工作后，需要继续填筑，同时要做好保湿工作，因此砂层的含水量需在十分之一左右，利用大型卡车运输砂粒时，可能会出现深车辙，这就需要用压路机压平路基，或者通过推土机来完成，从而使得卡车能够将砂粒运输至卸车点。

（三）填砂路堤洒水

（1）水源问题

洒水工作是路基施工中必要的环节，通过洒水工作，能够提升路基之间的密实度，使路基不容易松散。在施工过程过程中，只有将洒水量控制在合理的范围内，保证均匀，使填砂的压实度达到相关的标准，才能避免很多施工问题的出现。洒水量一般需求较大，因此施工人员应该要准备足够的水源，保证水源能够维持正常的施工运转。在施工工程准备阶段，就需要考虑到使用洒水车来完成洒水工作，使得洒水更加匀称。在平整砂粒后，以人为方式将砂粒分开。这一过程中，还应该重视洒水量的问题，控制好洒水量，避免出现溢水等情况[3]。在无雨天气，需要在每一施工段内配置一定数量的洒水车，解决填砂路基洒水的相关问题。

（2）洒水方法

早试验路段进行洒水工作检验，具体做法如下：首先利用五吨到八吨的洒水车来完成均匀洒水工作，之后同时进行洒水工作和推平工作，也就是一半洒水，一边把不平整的地方推平，使平摊砂层更加稳固。在具体的检测过程中，我们可以通过两种方法来进行：一是通过人为来完成洒水工作，做法如下，在洒水车内装满足量的水，停在将要洒水的路基旁边，施工人员手动洒水，一层一层推平，这样的洒水方式能使得路基更加密实，但是也会产生较大的资源消耗，时间上也会花费较长，综合下来成本较高，且效率较低。二是根据洒水情况选择一定功率的扬程潜水泵，将其和橡胶管连接起来，橡胶管的长度一般为四百米，将另一端放置在水塘中，同时利用三通连接橡胶管。保证二十米的间隔距离，连接防水带。完成洒水工作后，如果这一段试验路段岩层的含水量在10%之上，就可以借助碾压机进行碾压工作。碾压时，先镇压后碾压，前者次数两次，后者一次。

（五）填砂路基压实

一般情况下，选择振动压路机是在路基含水量标准的情况下，通过分层碾压的方式来压实路基。压路机的重量至少为十八吨，松铺的最大厚度应为四十厘米，路基压实的原则为快慢一体，先慢后快，从两侧的方向慢慢向中间碾压，与此同时，强震碾压也是在合理的范围内进行的[4]。在碾压过程中，其速度保持在一小时四千米之内。小半径曲线路段的碾压方式会有所不同，需要从中间向两侧来碾压，保持纵向方式，在这一过程中，还应该注意均匀性问题，其重叠的厚度在二十厘米左右，碾压要保证六次以上，使得各个位置都能覆盖到，避免出现没有碾压到的位置，影响整个施工路基的质量。

在水量比较重组的施工路段，通常会采用水坠碾压法来进行洒水工作。具体做法如下：按照要求选择好推土机，将需要摊铺的砂粒放在指定的位置，一般是在路基或者需要作业的路段两边位置，通过推土机将砂粒运输到制指定位置，摊铺好，在较短的距离内，就不需要这么复杂，可以采用竖着摊铺的方式来完成作业。值得注意的是，设置围堰时，保证五米以上、长度十米以上、高度三十米以上的横纵坡，摊铺厚度控制在三十厘米的范围内。设置好围堰之后，接下来就是灌水工作，一开始的水流速度偏高，在砂基顶面的水头高度在二十厘米以上，通過压路机实施操作，碾压次数超过三次，单轮重叠宽度为二分之一，如果压路机不能压实路基，可以以插入式的振动器辅助工作，确保整个路基都能得到碾压。

（六）养生

考虑到砂黏性较差、失水快等问题，碾压好的砂粒路基如果失水，就会松散，所以在具体施工过程中，在路基碾压之后，可以根据现场的施工情况和路基情况，及时补水，给路基做好保养工作，防止砂粒因失水，导致路基松散。

四、结束语

在近几年的社会发展中，城市交通建设逐渐发展完善起来，高速公路的数量也在不断增多，这就在一定程度上对道路施工的质量提出了较高的要求。现阶段，我国高速公路工程建设中，公路地基工程是非常重要的一个内容。填砂路基施工技术虽然比较普遍，但是在应用过程中，不可避免地会出现一些问题，需要在实际的施工过程中加以完善。填砂路基的施工比较特殊，施工人员需要对施工路段周围的环境仔细勘查，利用好各种资源，尽可能地节省成本，在这一过程中，需要着重重视洒水和压实工作，否则在其被疏忽的情况下，就会导致返工的情况出现。只有处处把控好，才能提升填砂路基施工的质量。

参考文献

[1]张锐，肖宇鹏，刘闯，等.考虑吸附结合水影响的高液限土路基压实度控制标准[J].中国公路学报，2020，33（1）：10.

[2]鲁宏.二级公路砂砾填筑路基压实度现场试验研究[J].四川建材，2020 （2）：11-12..

[3]高磊.浅谈高速公路红砂岩路基施工技术与质量控制建议[J].2021（7）：161-161.

[4]张佩浩.高吸力土工布在路基中的排水试验及仿真模拟研究[D].中国民航大学，2020.