岭南高速公路路基填筑施工技术研究

王 斌

(武汉市政工程设计研究院有限责任公司，湖北武汉430015)

1 概述

岭南高速公路是太原至澳门高速公路重要干线的组成路段，是河南省政府确定的重点工程项目[1]。其主线起自平顶山、南阳两市交界处的分水岭，止于南阳市卧龙区王村乡张华岗村西侧，与上海至西安高速公路相连，全长73.856 km。此外，为形成南阳市中心城区环城高速网络，在卧龙区谢庄乡龚河处经独山至宛城区红泥湾镇祝庄村附近，建一条长24.25 km的联络线，与许平南和南邓高速相连。全线划分25个土建施工标段，两个监理合同段施工建设，涉及南召、镇平、卧龙、宛城 4 县[2]，见图 1。

图1 岭南高速公路建设规划图

根据高速公路技术标准高，对路基稳定性与变形的要求十分严格。如果路基变形过大，将会产生严重的后果，不仅影响车辆的安全运行，而且会大大降低运营效益，显著增加运营维护费用，而且事后修复的难度很大，费用很高。因此近年来，在我国高速公路建设中通过吸取过去国内外的高速公路建设中的经验教训，开始都十分重视高速公路路基施工期间的沉降测试和运营初期的工后沉降观测，并对长期沉降稳定性进行评估[3～4]。

岭南高速公路处于豫西丘陵山区，由于料源紧张及土地征用、运输等费用原因，在山区填筑路基往往只能就地取土或利用边坡、隧道开挖的风化岩石渣进行填筑，以节约成本和加快施工进度。为了保证路基的填筑质量，增强路基的整体稳定性，本文通过详细调查并结合土工试验，提出采用强风化岩进行路基填筑方案，并进行填筑工艺试验，取得了圆满成功，其结果可为今后类似地区的高路堤设计、施工和稳定性分析提供系统的、完整资料，更好地促进和提高工程建设的经济效益、社会效益和环效益。

2 试验路段的选取及实验目的

本试验路段选在岭南高速公路里程起讫桩号分别为 K16+000～K17+249.5 和 K18+413.5～K19+000，全长1.836 km，进行了强风化岩填筑路基试验段施工，并取得圆满成功。试验段施工分两层进行，第一层松铺厚度按30 cm控制，第二层松铺厚度按25 cm控制。

路基试验段填筑完成后，对试验过程中的所有记录结果进行整理，以确定：

（1）填料的松铺系数、合适的松铺厚度、压实厚度。

（2）填料的含水量与压实度的关系。

（3）碾压方法和碾压遍数。

（4）经济、高效的机械配备。

3 风化岩填料路基试验段测点的布置

在试验段碾压施工前，编写《试验段施工技术方案》，根据《方案》对相关人员进行交底和分工，明确各自工作内容及应收集的数据。工程技术人员对试验段中、边桩，并进行标高测量和技术交底。技术交底包括当前层面所要求的压实度、当前层面各桩号的设计宽度、本层所需填料数量、与路基顶高差等内容，以便指导现场施工。填料数量按预定压实层厚、作业段平面尺寸等确定。同时对底层砂砾垫层再次进行压实度、宽度等检测，确保基底合格。

3.1 试验路段的确定

本次选用的试验路段,在岭南高速公路桩号为 K16＋000～K16+209段，共 209 m长，进行路基压实层（相对沉降法）测点布置、压实度测点布置和路基标高测点布置。其中路基压实层（相对沉降法）测点分7个断面，每个断面6个测点，共42个测点；压实度分7断面，共20个测点；路基标高测点7个断面，共20个测点。

试验路段所用设备见表1。

表1 试验路段所用设备

3.2 路基压实层测点布置

路基压实层（相对沉降法）是将直径5 cm的钢球埋设在路基顶面，用18 t压路机压实两遍，观测沉降量差。测点布置见图2。

3.3 路基压实度测点布置

路基压实度分7个断面，共20个测点，见图3。每个测点按第一层和第二层分别检测。用灌砂法检测各个测点不同碾压遍数（4、6、8、10）下的压实度。

3.4 路基标高测点布置

路基标高测点布置见图4。

4 实验结果以及分析

为了克服测点不均匀引起的差异，对同等条件（同参数、同碾压遍数、同层位）下全部测点按数理统计方法进行处理。

4.1 路基压实层（相对沉降法）检测数据分析

不同碾压遍数的相对沉降量见表2，路基压实层（相对沉降法）沉降曲线见图5。

表2 不同碾压遍数的相对沉降量

从表2和图5可以看出，无论是第一层还是第二层，路基压实层下沉量在逐渐变小，碾压10遍时，第一层的相对下沉量只有1.43 mm，碾压8遍时，第二层的相对下沉量只有1.35 mm。

4.2 路基压实度检测数据分析

不同碾压遍数的压实度见表3，路基压实层压实度曲线见图6。

表3 不同碾压遍数的压实度

从表3和图6中可知：随着碾压遍数的增加，无论是第一层还是第二层，路基压实层的压实度在逐渐增加。

4.3 路基试验段实测高程检测数据分析

不同碾压遍数的压实度、实测高程曲线见表4和图7。

表4 不同碾压遍数的压实度

从表4和图7可以看出，无论是第一层还是第二层，路基压实层下沉量在逐渐变小，碾压10遍时，第一层的相对下沉量只有2 mm，碾压10遍时，第二层的相对下沉量只有3.8 mm。从第8遍开始，两层的沉降量逐渐趋于稳定。

当松铺厚度为29 cm时，振压4遍后压实度达到90.7%，松铺系数为1.14；振压6遍后压实度达到93.9%，松铺系数为1.18；振压8遍后压实度达到95.9%，松铺系数为1.19；振压10遍后压实度达到97.2%，松铺系数为1.20。

当松铺厚度在25 cm时，振压4遍后压实度达到93.7%，松铺系数为1.14；振压6遍后压实度达到95.7%，松铺系数为1.17；振压8遍后压实度达到97.0%，松铺系数为1.18。

当压实度达到93%后，最后两遍沉降差均小于5 mm。同时，含水量在最佳含水量的±2%范围内时，填料易压实。

另外，松铺厚度在29 cm时，93区在振压6遍即可进行压实度检测，94区在振压8遍即可进行压实度检测，96区在振压10遍即可进行压实度检测；松铺厚度在25 cm时，93区在振压4遍即可进行压实度检测、94区在振压6遍即可进行压实度检测，96区在振压8遍即可进行压实度检测。路基填筑时，93区、94区松铺厚度按29 cm控制，96区松铺厚度按25 cm控制。

5 结论

根据试验段路段所取得的数据，通过分析，可以得到如下的结论：

（1）填料的松铺系数均取1.18，合适的松铺厚度为25～29 cm、压实厚度则为21～25 cm。

（2）压实时，含水量在最佳含水量的±2%范围内。

（3）采用风化岩填筑路基,碾压时先压两侧，后压中间；压实路线纵向互相平行。碾压时，前后相邻两区段 (碾压区段之前平整预压区与其后检验区段)宜纵向重叠1.0～1.5 m。且达到无漏压、无死角，确保碾压均匀。第一遍自两边向中间稳压：压路机前进时不振动，退回时弱振。第二遍起开始强振碾压，压路机行走时重复1/2～1/3轮印，压路机行走速度不大于3 km/h。

（4）松铺厚度在29 cm时，93区振压6遍，94区振压8遍，96区振压10遍；松铺厚度在25 cm时，93区振压4遍，94区振压6遍，96区振压8遍（以上碾压遍数不含振压前的稳压）。在完成碾压遍数后即进行压实度检测，不合格时及时进行补压。

（5）风化岩是一种比较好的路基填料，用作路基填筑时，只要方法得当，施工工艺合理，是能够满足要求的。

[1]张蓓,李锐铎,等.岭南高速公路隧道结构健康测及其预警系统[J].铁道建筑,2009(9):43-45.

[2]雷金山,等.河南岭南高速公路路基工程地质报告[R].中南大学,2008.

[3]JTJO42-94,公路隧道施工技术规范[S].

[4]张小旺,蔡迎春.岭南高速公路隧道群监控测量及信息化施工技术[J].铁道建筑,2007(2):52-54.