浅析路基填筑施工关键技术及机械化配置

吕静

摘要：路基作为道路工程的承重主体，直接影响着公路的质量和使用寿命，其施工技术及质量控制的研究一直是公路工程施工中的重点。目前，在道路工程路基施工前期，为探究施工技术的可行性，确定施工技术参数，常选定≥200m的试验段进行施工试验，通过工程实践检验机械选型、工艺流程及工机料配合参数的可行性，并获取适用于全线的施工参数。因此，为稳定推进某项目道路工程路基施工，选取200m路基施工段做为施工试验段，通过施工试验、质量检测控制的方式对路基填筑施工工艺及技术参数进行研究，优化现场施工机械、人员资源的配置，为全线施工探究适用的施工工艺及技术参数，具有一定的工程价值。

关键词：路基填筑；施工；关键技术

公路路基填筑碾压施工质量决定了公路基础稳固度，其一般是使用土方等材料完成碾压施工的，因此碾压工艺参数与施工质量程度有着密切关系。而在路基填筑碾压施工时，最大干密度和最佳含水量计算时容易出现误差，精确性不够，影响了压实质量控制，同时缺乏准确压实度要求使其控制范围过大导致成本增加，资源浪费，工期延长，设计方案也存在漏洞并未明确工程实际各时期安排，无法满足各参数要求施工操作，若是振动碾压以及过度碾压分析不深入也会影响质量控制，等等问题都是本文研究的重点。

1 工程概况

某项目确定试验段选址为长度200m的填土路基，施工前对取土点土样进行土工试验，确定所用填料的最佳含水率为9.9%，最大干密度为1.96g/cm3,CBR值为25.3%、25.4%、26.7%，液限为34.2%，塑性指数为16.7，符合施工用料要求。

2 填土路基试验段施工工艺

根据工程背景及施工条件，初步确定试验段施工按照“三阶段、四区段、八流程”分段平行流水施工。现场采用GPS、水准仪测量，挖掘机+自卸车运料堆放，洒水车+现场晾晒控制含水，推土机+平地机整平，振动压路机碾压压实。试验段主要试验参数为压实度、含水率及松铺系数，现场采用灌砂法检测压实度，酒精燃烧法检测含水率，水准仪测量标高差计算松铺系数。

2.1 现场碾压试验

该施工是根据工程试验段进行施工的，以便后续施工顺利进行。根据现场试验得到相应的数据，使现场施工可以得到有效参数，并有效控制建筑整个施工项目。选择好振动压路机对其速度进行有效控制，通过分层填筑对路基进行反复碾压，松铺厚度控制在30cm以下，并对最佳含水量做好有效控制。

2.2 碾压过程

2.2.1 地质和软基处理

该工程地形开阔且地势平坦，路基沉积主要为软弱粘性土，局部采用了人工填土方式。一般针对软土地基会采用碾压夯实、排水固结、换土垫层、高压喷射注浆和深层搅拌等等方式，因此需要按照施工路段地质以及水文条件等情况将表层土清理干净，使路基表层保持平整干净后再进行碾压，以满足地基表层设计压实度。而对于地基表层常用碾压法处理，通过有效处理软土地基使地基输送图孔隙可以缩小，增强土壤密实度，减少土壤压缩性，使其抗剪强度以及承载性能可以得到提升。

2.2.2 施工过程

根据理论知识和实际情况确定好施工过程，具体包括：1)确定中心线，在其中间隔20m的距离设置一桩，后续在路基两边合适位置进行拴桩处理，并根据每个填筑层顶面标高设置填筑边线，使用竹竿对其边线做好控制，同样是以20m为标准，并在桩上插上测量标识，一般会在长度60cm的竹竿上每隔30cm部位刷上一层白漆以作标识。

2)虚铺厚度规定并不明确，统筹是根据项目确定的并对其范围进行有效控制，控制时使用的是边桩竹竿挂线方式。

3)施工现场初始高程是在原地面压实处理后得到的高程，一般在完成每层路基填筑施工后需要检测高层并对每层填筑厚度进行仔细的核实，对于中线偏位则随时纠正偏差处理。

4)根据每层虚铺厚度、长度、平均宽度等参数控制路基上土数量，得到材料实际用量使其符合各断面计划需求，之后根据拉料车的每辆拉运量计算得到各断面计划所需车辆数量，最后确定各个断面使用的车数以及卸车间距，至于上土使用的则是大吨位自卸汽车来运输所需填料，尽可能使用同型号汽车完成运输工作。

5)控制好填料摊铺施工质量，使用自卸车将填料运送到施工现场，之后使用推土机进行粗平摊铺处理，松铺厚度控制在每层30cm以下，宽度每侧的摊铺超限宽度计算在30cm左右，使路基压实数值处于有效范围内，并保证路基边缘压实度与设计要求相符。而为了能够使土层平整均匀需要在精平处理过程中同时进行挖掘机和人工施工。

6)精平摊铺完成后根据松铺厚度、含水量以及平整度进行相应的碾压，控制好路基碾压施工质量。碾压操作时，一般从施工路段的路边开始逐渐向中心碾压，对于超高路段一般先要从内侧开始碾压逐渐向外侧，先轻后重，先静后振，先慢后快，进行纵向进退式的碾压处理，纵向轮机有不低于0.5m的重叠幅度，横向同层接头部位有不低于1.5m的重叠，避免出现漏压、死角等现行，使碾压能够均匀、充分。

3 主要施工工艺及参数的研究

3.1 含水率调节

3.1.1 施工工艺

为确保填土含水率达到施工要求，现场采用洒水车洒水、翻晒等方式控制含水率为最佳含水率±2%左右。

3.1.2 数据分析

现场选取6个检测点进行数据对比，填土的天然含水率相比于最佳含水率偏小（约3个百分点）。为达到含水率要求，根据式（1）计算后采用洒水车沿两侧向中间按要求洒水，并及时跟进含水率检测试验。根据检测数据可知，洒水后填土含水量上升至最佳含水率以上1个百分点左右，同时各区含水相对均匀，符合施工要求。

3.2 压实质量控制

3.2.1 施工工艺

试验段采用振动压路机进行压实，根据工程背景及施工要求，确定主要试验碾压施工流程为：第1遍静压→第2遍弱振→第3遍强振→第4遍强振→第5遍强振→第6-7遍强振→压实度达到96%以上→静压收面。每次碾压前后进行压实度、含水率检测，记录压实度、含水率数据，同时控制含水率为最佳含水率±2%左右。碾压时由两侧至中间、纵向进退式进行压实，轮迹重叠1/3。碾压时压路机行驶速度不超过3km/h，静压收面时不超过5km/h。

3.2.2 数据分析

根据检测覆盖率要求，现场选定8个测点进行检测。根据机械效率及土层密实程度，确定开始碾压时速度宜慢（2km/h），随着土层的密实逐步加快（3km/h），直至静压收面（5km/h）。同时，根据数据可知，压实到第3遍时压实度已满足压实度93%要求；第4遍时满足压实度94%要求，第6遍时满足压实度96%要求，全线施工时可根据压实度要求，确定机械组合及相关参数。同时，为了防止砂土表面松散，最后需用压路机静压收面。

3.3 松铺系数确定

3.3.1 施工工艺

试验段现场采用标高差计算松铺系数（松铺厚度/压实厚度），施工时利用石灰网格法，根据自卸车的单次运土虚方量、水准仪测量的高程控制松铺厚度≤30cm，压实后利用测量得到压实厚度，并最终计算得到松铺系数。为提高数据精确度，试验段现场每20m为一个断面，每断面布设3个测点，取各测点均值为试验段松铺系数数值。

3.3.2 数据分析

试验段填土路基松铺系数平均值为1.14，施工过程中控制松铺厚度为30cm时，压实厚度约为26.3cm。自卸车拉土虚方约19m3，施工时从一端开始，用白灰线打出8m×8m方格，由专人指挥左右成排前后成行等距离卸土至方格内，保证每格一车。

  3.4控制填筑碾压工艺

现场压实度控制中，土的干密度以及最佳含水量控制是主要手段，实际施工中难以有效控制填料含水量、松铺厚度、碾压次数等参数，需要寻找能够符合碾压施工控制和规定压实度的参数，而本文只考虑了振动碾压次数，通过现场试验确定上述参数关系，本文采用YZ20JC型振动机做我诶压实机，行进速度控制在3～5km/h中，先进行分层填筑，用推土机将其整平进行一遍静压处理，再用高频进行一遍低频振压，铺层松浦厚度在低于30cm情况下填料中有30～35%的土和65～70%的砾石并控制好其粒度使其低于10cm, 含水量则不超过最佳含水量3%,进而得到填筑碾压试验结果，例如松铺厚度20cm情况下含水量分别为4.5%、5.2%、6.3%,相应的碾压次数不同情况下的压实度不同，其中碾压2遍三种含水量下的压实度分别为88.1、87.8、87.3,碾压3遍三种含水量下的压实度分别为91.0、90.0、90.0,碾压4遍三种含水量下的压实度分别为94.2、931、93.0;再比如松铺厚度30cm情况下含水量分别为4.4%、5.8%、6.9%,此时碾压次数不同情况下的压实度不同，其中碾压2遍三种含水量下的压实度分别为86.3、87.0、86.6,碾压3遍三种含水量下的压实度分别为88.6、89.0、87.6,碾压4遍三种含水量下的压实度分别为91.0、92.1、89.5。在此基础上，可得上述函数关系：1)随着填土中含水量的变化压实度也会发生变化，在最佳含水量情况下碾压才能够得到最大压实度；2)统一压实情况下的松铺厚度与压实度呈反比关系；3)碾压次数达到6次后的压实度增长率会呈下降趋势，因此确定最佳碾压次数是根据土干密度趋于稳定得到的。

通过试验计算得到压实度振动碾压次数，在确定压实度以及振动碾压次数后计算含水量以及松浦厚度合适区间，进而控制好整个工程的填筑工作，确保填方压实度均匀一致，确保压实度检测合格，提高施工控制质量，加速施工。

4 施工机械、人员配置

通过对试验段施工工艺的研究，结合现场施工条件，基于经济适用、高效高质的原则。全线施工时，根据施工组织的要求，挖掘机、装载机及自卸车按线路工作量添置，洒水车、推土机、平地机及振动压路机则根据工作面数量成比例递增，操作手则与机械同步增减。

5 结束语

通过试验段填土路基施工试验可知，取土点土料含水率普遍较低，施工过程中需及时采取洒水措施补水；采用“静+弱+强1+静”方式碾压可满足压实度93%的质量要求，“静+弱+强2+静”方式碾压可满足压实度94%的质量要求，“静+弱+强4+静”方式碾压可满足压实度96%的质量要求；路基填土松铺厚度采用30cm，松铺系数为1.14，压实厚度为26.3cm。试验段路基填筑施工工艺满足施工要求，其施工参数、资源配置形式可用于大面积路基工程施工。

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