江汉平原高速公路填砂路基设计应用

何　平，杨　刚

(中国公路工程咨询集团有限公司(武汉)桥隧分公司，湖北 武汉　430056)



江汉平原高速公路填砂路基设计应用

何平，杨刚

(中国公路工程咨询集团有限公司(武汉)桥隧分公司，湖北 武汉430056)

摘要：公路建设发展以来，平原地区高速公路路基填料来源一直是制约工程造价、决定整个高速公路质量的关键因素，着重阐述了江汉平原高速公路填砂路基设计应用的内容。

关键词：高速公路；填砂路基；江汉平原

1引言

江汉平原位于长江中游、汉江中下游，地势平坦，土地肥沃。随着经济建设的不断发展，区内高速公路网络日益发达。当地筑路材料缺乏，就地取土不仅占用耕地，而且填料质量难以保证，改良处理在经济成本及工期成本上亦耗费巨大。本地区依托长江、汉江航道，码头总舵，水运便利，江河、湖泊砂料来源丰富。采用填砂路堤可以解决填料来源，有效减少对耕地的占用。而且由于江汉平原地区雨水较多，填砂路基工艺受雨天影响较小，相比传统填土路基可以有效缩短工期，具备明显的经济及社会效益。

监利至江陵高速公路位于江汉平原西部，长江北岸，加强了随岳高速、沙公高速、二广高速的联系与转换，对完善区域路网、提高路网运营效率起到重要作用，实现了优势互补、相互协作。本项目借鉴长三角地区、赣抚冲击平原等地区高等级公路的成功经验，并结合项目所在地区随州至岳阳高速公路、潜江至石首高速公路填砂路堤设计施工成果，经综合比选后提出合适的填砂路基设计施工方案。

2填砂路基设计流程

监利至江陵高速公路全线除桥梁及分离式立交外均为填方路基，最大填高约7.9 m。受填砂路堤填料成本及施工工艺影响，路基造价在工程总造价中占据相当大的比例。因此路线设计中应多方比选后采用最优化的纵断面设计，以尽量降低路基填高，节约建设和运营成本。

2.1填砂路基横断面设计

江汉平原地区河、湖砂以粉细砂为主，是无粘聚力的松散材料。为保证路堤稳定，防止砂料流失，同时兼顾后期坡面绿化要求，设计时采用经改良后的粘土进行包边。综合考虑项目区土资源缺乏的实际情况，以及包边土施工、压实的需要，参考随岳、潜石等高速的经验，包边土厚度采用2.0 m。边坡采用三维网喷播植草及拱形骨架内植草防护，以实现固土、防冲刷及景观绿化效果。

为确保路基压实度达到设计要求，填砂路堤采用堆填施工工艺、浸水碾压方式进行施工。施工过程中需采用洒水车或水泵对填筑的路基进行浸水，使路基达到最佳含水量并保水密实。为了保证路基的排水通畅，防止路基水害导致地基过度浸泡，原地面设置不小于3%排水横坡并碾压密实。基底铺设50 cm厚砂垫层，砂垫层顶部采用复合土工膜以起到隔水作用。两侧设置排水通道，并码砌袋装砂加固坡脚。包边土层设置间距1.5 m、D15 cm滤水砂袋作为边坡排水通道。

为确保填砂路基路床强度、保证路面性能，在填砂路堤顶部设置顶封层，对上、下路床均采用80 cm开山毛渣进行处治，在路床底面与路堤顶面之间设置双向土工格栅。处理后路床压实度及相关指标应满足规范要求。

2.2填砂路基施工工艺

河砂、湖砂具有水稳性好、透水性强、沉陷快、饱水易压实等特点，经方案比选后采用堆填砂工艺、浸水压实技术进行施工。

(1)填砂堆填施工流程

充分准备好施工工作，拖运砂料，推土机的推平初压工作，平地机整平，连接管道灌水，振动压土机碾压，洒水车洒水到适当程度，振动机复压，检测满足要求，下一层填筑。

(2)施工作业长度、摊铺厚度、宽度、横坡度、路基排水的控制

每个作业段的长度控制在400～500 m左右，或者每两道明结构物之间作为一个作业段；为确保对路基的充分压实，填砂路堤填筑的摊铺宽度应确保宽出设计宽度50 cm，分成水平层次逐层向上填筑；填筑第一、二层砂时，施工横坡度控制在3%左右，且应设成内倾横坡，横向水流指向路中心，逐层填高后，施工横坡度可适当减小。填砂路基施工应做好施工期临时排水总体规划和建设，临时排水设施应与永久性排水设施综合考虑，并与工程影响范围内的自然排水系统相协调。同时，应确保填砂时灌入路基内的水顺畅流出。

(3)填砂路基的压实

砂垫层静压平整完成后，采用洒水车或水泵对填筑的路基进行浸水，使路基保水密实。路基浸水必须使水浸透整个填筑层。路基浸水使水流压力不能过大，采用净水水流浸透整个路基。浸水过程中用水量不能太大，不能将地基过度浸泡，使得地基承载力下降。

碾压顺序：

净水浸透整个路基后，经过一段时间的透水，并不时检查路基的含水量，路基在试验室试验所确定的最佳含水量2%以上。开始碾压路基，先静压1遍后，从路基外侧向路线中心碾压，碾压速度按照规范要求进行。然后弱振1遍，再采用振动碾压，每碾压1遍就测定路基的压实度和路基沉降量。在测定路基压实度大于96%为止。

检测完毕后进行下一层路基填筑。第2层填砂路基填筑，堆码砂袋按照40 cm控制。路基填筑松铺厚度也按照40 cm。开始采用压路机振动碾压路基，先碾压2遍后。再每碾压1遍就测定路基的压实度和路基沉降量。在测定路基压实度大于96%为止。

填筑完成后对所有施工数据进行整理。确定填砂路基的最佳松铺厚度，最佳碾压含水量，最佳的碾压遍数。整理数据并形成填砂路基试验段总结报告，以指导今后的施工。

(4)包边土的压实

包边土施工前采用洒水车调整青砂摊铺后的含水量，使碾压前含水量约大于最佳含水量2%以内，并使其自然密实。

整形后的路基要确保达到规定的平整度、坡度和路拱，并特别注意接头顺直平整。压实施工中遵循：“先边后中、先轻后重、先慢后快”的原则进行。在确保安全情况下碾压到边，保证超宽填筑坡面刷坡后，设计范围内的路基压实度满足设计要求。

(5)施工过程注意事项

①在施工过程中，应把边坡设计坡度适当放缓，以保证边坡的稳定性。在填筑厚度超过0.8 m时在边坡坡脚处码砂袋，砂袋的容量应在能装60～70 kg砂左右为宜，砂袋应与路基中线垂直，码第二排时应应与第一排重叠2/3长度，并错缝码放；

②每填筑5～6层砂即应填筑包边土，填土宽度为2 m，并及时碾压密实，碾压过程中，确保砂垫层底部排水通畅。

③每层摊平初压后，灌水应均匀，边坡附近和涵洞八字墙后等不易压实的部位，要在边坡码完砂袋和整好包边土后继续灌水，在接近最佳含水量时及时碾压整平。

2.3填砂路基施工检测要求

填料的含水量检测最好采用烘箱烘干。因为填料颗粒较细、粘结力差，压实度检测只能采用环刀法，现场采用1 000 cm3的大环刀进行压实检测。检测频率达到.每1 000 m2检验2点，必要时可根据需要增加检验点数；桥涵、通道及其他构造物检测时采取随机抽查方式取样，每层不少于3点。

3结论

江汉平原地区土地肥沃，路基填料缺乏且土地资源宝贵。高速公路路堤施工采用填砂路堤方案不仅质量可靠、工期较短，具有良好的经济效益，而且节约大量耕地和农田，具有良好的社会效益。监利至江陵高速公路设计施工中采用填砂路基方案，取得了明显的效果，为该地区后续项目提供了经验。

参考文献：

[1]颜昌雄，张再武. 江汉平原高速公路吹填砂路基设计研究[J].建筑工程技术与设计，2014，(25).

[2]蒋鑫，凌建明，李进. 高速公路填砂路基设计若干关键问题[J].地下空间与工程学报，2011，(3).

Jianghan plain highway subgrade fill sand design applications

HE Ping，YANG Gang

(China Highway Engineering Consulting Group Co., Ltd. (Wuhan) Branch Bridge and Tunnel，Wuhan,Hubei 430056,China)

Abstract:Since the development of highway construction, highway roadbed filler plains sources have restricted the construction cost, the key factors determining the quality of the entire highway, this article focuses on the content of sand filling roadbed Jianghan Plain highway design applications

Keywords:highway;sand filling roadbed;jianghan plain

中图分类号：U416.1

文献标识码：C

文章编号：1008-3383(2016)03-0008-02

作者简介：何平(1983-)，男，工程师，研究方向：(路桥)路基路面；杨刚(1982-)，男，工程师，研究方向：(路桥)路线交叉。

收稿日期：2016-01-15