填石路基施工工艺及压实质量控制

常 亮 （安徽省建筑科学研究设计院，安徽 合肥 230031）

0 引言

近年来，为了满足国民经济发展，各地市政道路工程建设发展迅速，土方需求大大增加；由于部分地区地质较差，土方回填难以满足要求，路基填筑质量易存在隐患，后期易出现开裂、不均匀沉降等现象，需掺加石灰等进行二次改良；此外，土方回填施工过程受天气影响较大，延长施工工期。

山皮石是由风化破碎岩石砂粒以及少量风化残积土组成的混合石土，用于路基填筑时，强度较高，内摩擦角大，压缩性较小，透水性良好；填石路堤应力状态单一，受地下水影响较小，不易产生不均匀沉降，整体刚度大，路基在汽车荷载条件下产生较小的主固结和次固结沉降。丘陵地区通过开挖周边石方填筑路基，不仅能满足工程质量要求，节约耕地，还大大提高了填筑效率，有可观的经济、社会效益。

本文以某市政道路项目山皮石填石路基为例，从原材料检测、现场主要施工工艺、质量控制等几个方面提出了填石路堤压实质量控制要点，并提出合理的建议。

1 工程概况

某市政道路全长约3961.8m，规划道路等级为城市主干路，地处圩区，场地地貌单元为河流一级阶地，淤泥及淤泥质粉质粘土层层厚较大，地下水丰富，路基填筑平均高度约2～4m。项目所在地属于丘陵地区，山皮石石质优良，价格低廉，料源丰富，预计可开采储量约3500万吨，满足道路施工用量。该项目路基填筑设计采用山皮石进行回填，路床部位设计规定采用40cm粒径、中硬～硬质岩石填料，强度不小于30MPa，CBR应达到5%，压实度控制96%以上，孔隙率不大于22%。

2 石料检测及要求

2.1 原材料检测

原材料通过现场随机取样，经加工后进行检测，检测指标包括岩石饱水抗压强度、CBR，具体检测结果如下。

2.1.1 单轴饱水抗压强度试验

石料的抗压强度是反映石料力学性质的主要指标之一，单轴抗压强度试验主要用于石料的强度分级及性质描述。本强度试验依据《公路工程岩石试验规程》（JTG E41-2005 T0221-2005）进行，采用立方体试件，边长为50mm+2mm，每组取6个，试件达饱和状态后以 0.5MPa～1.0MPa 的速率进行加荷直至破坏，记录破坏荷载及加载过程中出现的现象。试验取样1组，共6个试件。本次检测结果如表1所示。

石料单轴饱水抗压强度检测结果 表1

2.1.2 承载比CBR试验

CBR又称为加州承载比，由美国加利福尼亚公路局首先提出来，用于评定路基土和路面材料的强度指标。目前，国外公路普遍采用CBR作为路面材料和路基土的设计参数，CBR值的确定对于公路工程的路基路面设计及施工都有非常重要的意义。本试验依据《公路工程土工试验规程》（JTG 3430-2020 T013-2019）进行，根据击实试验结果，现场压实度采用96%，制作标准试件，具体检测结果如表2所示。

经检测，石料单轴饱水抗压强度试验及承载比CBR试验均满足图纸及道路设计规范，因此，该地区石料可用于道路路基填筑。

2.2 填料总体要求

由于各地区料源复杂，石料性质差异较大，均需要通过试验段填筑，获取相关试验数据。填料总的要求如下：

①填料宜属于自然开采，严禁掺杂腐殖土、树根、淤泥等材料；

②严禁采用易溶性岩石、膨胀性岩石、崩解性岩石、盐化岩石等；

③填料应不易风化；

④填料强度、粒径等要求如下表。

承载比CBR检测结果 表2

填料使用情况一览表 表3

3 填筑试验段

填石路堤在不同地区进行大规模施工前，由于石料来源、施工机械、设计要求等不同，宜结合实际施工情况，先填筑试验段，取得合理的试验数据，以满足现场设计要求。填筑试验段宜确定以下参数：

①验证设计指标的合理性，如压实沉降差、孔隙率是否能达到要求；

②确定施工机具的合理性，如压实机械型号及组合等；

③确定合理的施工参数，如：虚铺厚度、松铺系数、碾压遍数及碾压速度；

④确定合理的检测参数，如检测频率、控制指标等。

4 主要施工工艺

填石路基施工工艺暂无统一的方式，各个行业各个地区均有差异，结合以往施工经验，应包括以下几个方面。

4.1 确定料源

经业主或监理单位共同确定料源后，经见证取样进行料源的测试，确保料源的强度满足设计要求。针对较大粒径的颗粒，应进行加工处理，同时应及时清除不合格填料。

4.2 测量放样

根据设计图纸坐标，每20m一个横断面进行路基中线及边线放样，确定中桩及边桩位置，经水准仪测量各桩的标高，标记后以控制路基填筑厚度。

4.3 路基清表

根据现场实际情况，进行路基处理，清除表层耕植土，去掉地表的草皮、树根、垃圾、腐殖土等，建议处理深度30cm～50cm，处理后地基要求压实度（重型击实）不小于90%。

4.4 填料摊铺、碾压

根据石料粒径的大小选择不同的摊铺方法，对石料粒径较大者，建议采用渐进式摊铺法，即运料汽车在新填筑的松料上呈梅花型先低后高、先两侧后中央逐渐向前卸料，推土机随时摊铺整平。摊铺过程中严格控制压实层厚，宜不大于60cm，松铺系数宜为1.2～1.3之间。若现场石料局部存在超粒径情况，应及时进行破碎，确保摊铺过程出现大面积空洞。

摊铺完成后及时进行碾压，结合实际情况，选用不小于20t的羊足碾及振动压路机组合，碾压遍数宜控制10～12遍，碾压过程中，建议采用石渣或石屑填筑空隙，确保碾压面平整密实。不同的碾压遍数结束后进行孔隙率、沉降差的检测，确保两者满足设计指标。

5 施工质量控制要点

目前填石路基质量控制主要依据沉降差、孔隙率及施工工艺进行综合评价，各地区要求的检测频率及施工工艺均有不同，导致各控制指标略有差异。总之，在施工过程中，对料源进行时刻监控，必要时做相关检测，严格把握每个施工环节，切实保证填石路堤质量。

质量控制相关要求如下：

①填筑试验段目前采用压实沉降差及孔隙率进行现场质量控制；

②结合实际情况，每碾压2遍对试验段进行检测，直至满足10～12遍，压实沉降差采用精密水准仪检测，孔隙率采用灌水法进行检测；

③压实沉降差检测宜每50m测1个断面，每个断面布置5个测点；

④孔隙率宜采用灌水法进行检测，开挖尺寸根据石料的粒径进行确定，开挖宽度一般宜为1m，现场检测宜每1000m测3个点；

⑤压实沉降差一般宜控制在2～3mm，孔隙率指标应依据设计图纸及道路路基设计规范。

6 结语

填石作为路堤填筑材料在山区及丘陵地区具有先天性的优势，由于石料性能较好，不但降低了工程造价、减少水土流失，而且给当地带来较大的经济效益。但是填石路堤的质量控制由于缺少相关的专业技术标准，如果材料未经严格的筛选与试验而直接填筑，可能无法保证路基施工质量，从而减少道路使用寿命，因此，宜从以下几个方面加强控制：

①加强料源的测试，严格控制超粒径颗粒，进行石料测试；

②重视试验段的摊铺，选择合适的施工机具组合，探索合理的施工参数；

③加强质量控制，通过不同厚度及粒径下试验，找出影响压实的重要参数，选取符合实际情况的填筑厚度；

④填石路堤施工时，其原材料、施工工艺应经设计单位计算确认，满足相关文件要求才能进行填筑施工。