高速公路填砂路基施工技术

（中建路桥集团有限公司，河北 石家庄 050000）

一、引言

为研究高速公路填砂路基的施工技术，本文结合某试验工程，探讨路基压实技术，进行路基质量检测，可为提高填砂路基强度与稳定性以及相似填砂路基工程提供一些参考依据。

二、工程概况

某高速工程全长102km，按双向六车道高速公路标准建设，设计行车时速100km/h，路基宽度28m，该高速公路途经地区河川众多，冲积平原发育完善，地形平坦，起伏较小，地基多为软土，不能作为高速公路的路基填料，需要进行换填土，而这些地区土地资源短缺，河砂资源丰富，故而采用填砂路基，可以充分利用当地资源，减少工程造价，保护生态环境，具有良好的经济效益与社会效益。

三、关键技术研究

（一）压实方法

目前常用的路基压实方法为静力压实法、冲击压实法和振动压实法。

1.静力压实法，即利用重型碾压机械自身的重力对路基填料进行压实，一般适用于填土路基和一些非饱和粘性土地基等的压实，具有作用时间长，应力较大，靠静压力将填料破碎、相互嵌挤产生强度，作用变化效果较慢的特点。由于砂土透水性好，在合适的含水量下需要进行快速压实，不适合用于填砂路基的压实。

2.冲击压实法，是一种新型的路基压实技术，一般由牵引车带动特定的冲击碾设备（一般为三瓣式冲击轮）滚动，通过机械力的作用将土体进行压实，较静力压实，冲击碾压可以使土颗粒孔隙中的水、空气更快速地排出，更易形成一密实整体，可增强颗粒之间的粘聚力与内摩檫力、土体稳定性与强度。冲击压实一般以含水量较低、填土高度满足1.5m以上的砂性土路基最为合适。

3.振动压实法，是一种利用碾压轮上的振动器产生与路基填料固有频率相近的振动波使路基填料颗粒被迫垂直运动，颗粒之间相互靠近挤压，孔隙减小，进而使得土体密实的压实工艺。振动压实具有频率高、作用时间短、作用面应力小、土体颗粒处于运动状态更易压实、土体整体成型压实效果较好等特点，适用于填砂路基的压实。

（二）含泥量

适当的泥土含量会降低砂土的渗透性，提高砂土的保水性，更易于路基的压实施工。含泥量还会影响砂土的粘聚力及填砂路基的压实质量，如果泥土含量较高，在路基压实过程中，泥土吸水，在压实功作用下，水会出现表面张力，压实功会很难到达下层，造成压实密度不均匀，路基压实质量较差。总而言之，适当的含泥量可以提高砂土的路用性能，在填砂路基施工中要重视砂中的含泥量。

（三）含水量

含水量对填砂路基压实质量有很大的影响，由于砂的透水性强，所以对于在路基压实过程保证砂土处于合适的含水量比较困难，而砂土作为路基填料，其最佳含水量往往有多个量值，根据工程所处的水文、地质等条件，在多个指标中选取适当的含水量，选择合适的压实工艺，提高路基的压实质量。

（四）工程特性

填砂路基，顾名思义砂是主要的、核心的材料，由于砂的特殊性——无塑性、透水性强、粘聚力低、级配不良等造就了填砂路基的特殊性，包边土、顶封层等结构由此产生，是填砂路基工程所独有的。而且由于砂的力学特性，在竖向力的作用下易发生侧向位移，所以路堤边坡易失稳或砂粒崩落，要重视填砂路基边坡的设计与防护，保证其稳定性。

四、填砂路基施工工艺

（一）施工准备

本试验位于某高速公路K21+220～K22+020标段，约800米工作面，根据水准点与导线点进行测量放样，测定各控制点处标高，布设方格网，测量各个网格点处标高，在道路施工红线的两侧开挖排水沟、截水沟等进行积水外排和阻止水流流入路基工作，清理路基表面的浮土、杂草等。对路基填料检测，测得砂的粒径、塑性指数、液限指数、含泥量、细度模数、最大干密度等参数均满足《公路路基施工技术规范》（JTG F10-2006）的指标要求。

（二）路基填筑

本试验段在施工现场临时开辟了一条的运输路线，采用自卸汽车将路基填料运输至现场，根据松铺系数与压实厚度，合理安排汽车倒砂间距，在路基周边卸料，采用履带式推土机将填料推至指定位置，按照“中间低、两侧高”的原则初平，后借助平地机从路基两侧向中线位置进行精平2～3遍，压路机静压1遍，保证路基平整。

（三）振动压实

本试验段选定为20T重型振动压路机分层进行压实，按照“先低后高、先两侧后中间”的原则进行碾压，在碾压过程中，首先静压2遍，再振动碾压4遍，由于砂的保水性较差，水分易蒸发，路基表面含水量较小，可用洒水车直接行驶在路基层上洒水至测定的最佳含水率，并保持表面湿润、密实、平整，最后振动碾压6遍，并静压1遍以消除轮迹。

（四）包边土、顶封层设计

由于填砂路基已被冲刷侵蚀，所以在路基边坡两侧采取防护措施，通常采用袋装的灰土进行梯形包边，砂与灰土的性能差异，在压实施工中要求的含水量也不相同，施工方法也不相同，要特别关注两者的结合以及同步压实。顶封层一般同样采用灰土进行封层处理，目的是防止雨水冲刷致使填砂路基不密实、不平整，厚度选取为35cm。

五、路基质量检测

（一）平整度

在填砂路基施工完成后，采用三米直尺法进行平整度检测，检测位置为上路堤与下路堤，每200m设置一个测点，共5个测点，试验结果如表1。

表1. 平整度检测结果

由表1可知，该试验路段填砂路基平整度较好，其平整度最大值为10.1mm，上路堤与下路堤的平整度均满足规范要求，填砂路基的压实效果较为良好。

（二）沉降量与压实度

通过灌砂法与预埋沉降板法，采用压实度与沉降率指标对填砂路基质量进行评价，试验段各测点位置测得的数据取平均值。试验结果见表2。

表2. 压实度、沉降量与沉降率检测结果

由表2可知，此路段填砂路基施工压实质量较好，施工工艺设计合理，碾压方案选择恰当。填砂路基压实度均满足规范要求，且路基碾压前后沉降变化较低，路基的强度与稳定性较好。

六、结语

由于砂的特殊性，压实技术和路用性能还难以有统一的标准，本文通过分析目前三种常用的压实方法、含泥量与含水量对路基的影响，并注意到填砂路基的特殊性有特殊的施工结构，结合具体工程实践，对施工完成后的填砂路基平整度、沉降率与压实度进行检测，结果表明，通过加强对填料的质量控制，制定合理的施工工艺，填砂路基的质量较好，强度与稳定性较高。