中国葛洲坝集团第一工程有限公司 湖北宜昌 443000
摘要：枣潜高速公路襄阳南段第一标段线路全长40.7公里，土石方开挖总量为605万方，开挖段岩质以云母片岩、粉质砂岩见多，且岩石风化严重，对路基填筑施工存在很大影响。论文主要结和本工程对强风化云母片岩、粉质砂岩用于路基填料的材料改良、填筑工艺、检验标准进行了研究，为类似工程项目的施工提供技术参考。
关键词：强风化片岩；材料改良；填筑工艺；检验标准
枣（阳）至潜（江）高速公路是《湖北省省道网规划纲要》中规划的“九纵五横三环”高速公路网的重要组成部分。枣潜高速全段起于福银高速公路襄阳段，终于沪渝高速公路潜江段（浩口），与潜江至石首高速公路对接，共同组成湖北高速公路网中的“纵五”线。枣潜高速公路襄阳南段第一标段为枣潜高速最北段，项目北起枣阳市东南侧的黄家庙村，与福银高速公路设置枢纽互通相交，终点位于与宜城市交界的清水店村。路线区地形地貌自北向南属平原地貌和丘陵地貌两个单元。路线起点MK0+000-K2+850段为平原地貌，岩性主要为白垩-第三系砂岩；K2+850-K36+800段为微丘区地貌，岩性主要为青白口系-震旦系云母片岩、志留系粉质页岩、白垩系砂砾岩；K36+800-K39+800项目终点为山岭重丘区地貌，岩性主要为震旦系-寒武系白云岩夹泥质白云岩、角砾灰岩、构造角砾岩。微丘区的大量云母片岩和粉质页岩，CBR值不满足96区的填料压要求，开挖时石质坚硬，但雨水浸泡、碾压易破碎，且粘性极差，给路基施工带来很大的苦难。因体量较大，沿线材料匮乏，从环保和经济考虑，对该类强风化片岩的施工工艺控制、材料改良研究就显得尤为重要。
1 填料性质
通过对微丘区17个土场进行取样，按照《公路土工试验规程》规定对试样进行了室内含水率、液塑性试验、击实试验、CBR试验。得出的填料性质如下表：
表1 填料基本参数
2 材料改良
加州承载比（CBR）是早年由美国加利福尼亚州提出的一种评定路基及路面材料承载能力的指标。承载能力以材料抵抗局部荷载压入变形的能力表征，并以高质量标准碎石为标准，以它们的比值表示CBR值。通过CBR值得定义可知，材料的CBR值就是其承载能力与标准碎石承载能力的比值，那么提高材料的CBR值即可从该方面考虑。通过改变材料的颗粒状况、增加高强度颗粒的含量（如掺入一定比例较好级配的碎石）来达到提高其承载能力的目的。目前在工程实际应用中，提高路基填料CBR值得改良方式主要为掺水泥改良、掺黏土改良、掺砂或砂砾改良、掺碎石改良等。通过室内试验掺定比例水泥改良后填料的CBR提高效果显著，但在实际施工中，水泥计量不便控制、拌和困难且不均匀，并不能达到预期效果。本项目位于丘陵区，远离江河，砂、砂砾料缺乏，外购成本过高；区域内，覆土较薄，黏土缺乏且多为膨胀土。故结合本项目实际情况综合考虑，选取掺碎石改良作为提高强风化片岩CBR值的方案。经调查，枣潜高速公路K40+100处山体开挖料，岩质较好，选取该处未筛分碎石作为填料改良的外掺料。选则具有代表性的K16+300处云母片岩料、K23+400处志留页岩料分别外掺0%、20%、30%、40%、50%、60%未筛分碎石进行室内击实试验、CBR试验。通过试验确定CBR值达到8%的最小未筛分碎石掺量，云母片岩最小掺量为40%，志留页岩最小掺量为20%。
通过室内试验确定的最小未筛分碎石掺量在施工现场选取两段路基分别进行云母片岩、志留页岩的96区填筑试验。每处路基按长50m，宽10m，分三个小段按照三种不同未筛分碎石掺量进行填筑试验，为考虑到室外填筑与室内试验的拌和均匀程度的差异，将室外填筑试验的掺量在最低掺量的基础上增加5%，以±10%为对比试验，云母片岩填筑试验掺量为35%、45%、55%，志留页岩填筑试验掺量为15%、25%、35%。填筑试验完成后检测其压实度、弯沉值是否达到设计要求，通过检测确定了云母片岩的最佳施工掺量为45%，志留页岩的最佳施工掺量为25%。
3.施工工艺控制
①路基开挖
本项目部微丘区段岩石风化严重，挖方段开挖料随着开挖深度的增加，石质也变得较好。因此在路堑开挖过程中必须遵循分层纵挖的开挖方式，每层开挖深度宜为4m，装运时注意将每层开挖料上下混合挖装。此方式可以保障开挖料岩质情况较为均匀，便于路基填筑控制。
因云母片岩与志留页岩遇水碾压后极易破碎成粉状，粘性差，不利于路基填筑。在路堑开挖时需做好挖方段的临时或永久排水措施，保障雨水能够及时排出，避免挖方段受雨水长期浸泡。在连续降雨时，安排机械设备在开挖区段挖临时排水沟，及时排出积水。爆破开挖时，应注意开挖量，使开挖料能够在降雨之前填筑完毕。
②路基填筑
路基填筑一般为晴好天气施工，特别是夏季施工，开挖料因水分蒸发快，在碾压时不易压实，且易起皮。一般来说，在施工时对黏土等纯土的含水率关注较多，对强风化岩的碾压含水率关注较少。对于本项目的云母片岩、志留页岩因岩石易破碎成粉状，故对该类路基填料的含水率应控制在最优含水率+2%，含水率达不到时，在铺料完成后及时洒水。因连续降雨致使开挖料含水量过高时，应安排上设备及时挖槽翻晒排水。每段路基填筑碾压工艺应在降雨到来前完成，采用平地机控制好每层填筑的横向坡度，边坡上的临时急流槽及时接长。
该类填料的CBR值较低，路基在碾压时应适当增加碾压遍数来提高压实度，从而达到提高CBR值得目的。从93区顶开始，每段路基碾压时至少增加1遍振碾；96区为掺未筛分碎石改良填料，掺入未筛分碎石前应对超粒径填料破碎或挖除。采用多铧犁翻拌，22t振动压路机碾压，分层厚度宜控制在25cm。
③压实度检测
强风化岩易破碎的性质使得压实度检测时有了很大干扰，同一层填筑料碾压后的岩石破碎程度不一，即土样的含石量亦有不同，从而使得路堑挖方段的土样最大干密度用于控制填方段压实度存在了较大误差。故在挖方段取样进行土工试验时，应做该土样在不同含石量的最大干密度标准曲线，现场在进行压实度检测时，通过现场的土样含石量参照标准曲线进行压实度修正。通过此方式可以较好的对填筑路基进行控制，也可避免超百现象的发生。
4 结语
本工程通过对路基填料的改良、对填筑工艺的改进使得不能满足96区填筑要求的强风化片麻岩达到了相关控制参数的要求，大大节约了外购材料的费用，减少了弃土量。此应用可以为微丘地区强风化片岩路基填筑提供一定的借鉴意义，形成以下结论：⑴针对秦岭余脉微丘区强风化片岩通过掺入未筛分碎石来改变填料粗颗粒含量、强度从而可以达到提高填料CBR值得目的。⑵强风化片岩根据岩层深度越深风化程度相对较低的特点，通过分层混合开挖可使得填料石质较为均匀，便于路基的填筑及压实度控制。⑶强风化片岩遇水极易破碎的特点，通过避免填料遭雨水浸泡可保障路基填筑稳定。⑷通过控制强风化片岩填料的含水率满足最佳含水率+2%可保障填筑的压实度。⑸通过含石量-最大干密度曲线对现场压实度进行修正，可降低路基压实度检测的误差。
参考文献
[1] 中华人民共和国行业标准.JTG D30—2004 公路路基设计规范.北京：人民交通出版社，2004.
[2] 中华人民共和国行业标准.JTG D30—2006 公路路基施工技术规范.北京：人民交通出版社，2006.
[3] 中华人民共和国行业标准.JTG E40—2007 公路土工试验规程.北京：人民交通出版社，2007.
[4] 黄晓明.路基路面工程.第4版.北京：人民交通出版社，2014.
论文作者:刘洋洋,薛乐乐
论文发表刊物:《基层建设》2018年第23期
论文发表时间:2018/10/1
标签：路基论文; 填料论文; 云母片论文; 碎石论文; 页岩论文; 挖方论文; 压实论文; 《基层建设》2018年第23期论文;