2.湖北省交通规划设计院股份有限公司 湖北省武汉市 430051）
摘要：江汉平原修建高速公路土源缺乏，但由于临近长江和洞庭湖，砂源非常丰富。平原地区高速公路路基填料来源一直是制约工程造价，决定路基工程质量的关键因素，本文总结和介绍了填砂路基的设计和施工能内容，为土源紧缺而砂料丰富地区高速公路的修建提供一些借鉴和参考。
关键词：高速公路；江汉平原；填砂路基
1 工程概述
潜石高速公路江陵至石首段地处江汉平原腹地。江汉平原位于长江中游，汉江中下游，湖北省的中南部，属扬子准地台江汉断拗，地势低平，海拔均在35m以下。当地筑路材料缺乏，全线路基基本均为填方，土方需求量很大，若填料采用当地沿线取土掺灰填筑方案则施工工艺复杂、造价较高，且给地方农业、水利等方面带来不利影响，容易引发纠纷。通过现场调查石首市紧邻长江，码头较多，江砂储量丰富，可满足本项目填砂路堤需要。周边工程已有填砂路堤经验可供学习，如潜江至石首高速公路、监利至江陵高速公路、江南高速公路等已施工工程。并且由于江汉平原地区雨水较多，填砂路基工艺想较填土路基受雨水影响小，可以有效缩短工期，具备更好的经济和社会效益。根据经济、环保、可行的原则，经综合考虑各方面因素提出填砂路基设计方案是比较合适的。
2 填砂路基的设计用料特征
江汉平原地区河、湖砂以粉细砂为主，具有以下特点：
（1）无粘性、假粘性。由于砂含量较大，砂中大部分具有毛细水的表面张力，可将两颗粒拉紧形成所谓的假黏性，因此表现出湿砂可粘聚成团、泡水后即松散的等现象。
（2）压缩性小。粉细砂颗粒粒径大，比表面积小，颗粒和水作用微弱，孔隙比一般较小，因此具有压缩性小、承载力较高的特点
（3）粘聚力c=0，内摩擦角 较大。由于粉细砂基本无粘性，抗剪强度主要表现为粒间摩擦力。粒状土的摩擦性质涉及到颗粒之间的相对移动，由于粉细砂颗粒较灰土颗粒大，剪切时滑动摩擦力和咬合摩擦力较大，因而内摩擦角 较大。
（4）渗透性大。粉细砂颗粒空隙较大，因而与黏性土相比表现较大的渗透系数。
综上所述，粉细砂无粘性、压缩性小、孔隙比大、结构松散，工程性质较差。
3 填砂路基的设计方案
潜石高速公路江陵至石首段全线路基段均为填方路基，最大填土高度约8.0m。由于受砂源和成本的影响，因此在路线设计中应多方面比选采用最优化的平面和纵断面设计方案，尽量降低填土高度，减少路基填筑量，节约建设和运营成本。
由于河、湖砂是无塑性松散材料，用其填筑路基时边坡不易形成稳定边坡，并且易受水流冲刷后垮塌，因此为保证路堤稳定，防止砂料流失，同时兼顾后期坡面绿化要求，设计时两侧坡面（底部0.8m范围内除外）采用4%石灰土进行包边，包边厚度采用2.0m，边坡采用三维网喷播植草和拱形骨架内植草防护。填砂路堤填料含泥量不宜大于12%,不应结团集中。有机质含量不应超过5%，且含草皮、生活垃圾、树根、腐殖质的砂不宜作为路基填料。路床采用开山毛渣填筑，路床底面和路堤底部分别铺设一层土工格栅。土工格栅采用GSL50双向土工格栅，要求每延米纵、横向极限拉伸强度≥50kN/m，纵、横向2%、5%伸长率时的拉伸力分别≥20kN/m、≥37kN/m，纵、横向标称抗拉强度下的伸长率≤13%，碳黑含量≥2.5%。土工格栅采取反包处理，反包长度为2m。路堤底部以上0.5m处或复合地基桩顶砂垫层上满铺一层复合土工膜，和坡脚0.8m袋装砂码砌共同组成防、排水体系，用于隔离、排出填砂路堤施工时水分。
4 填砂路基的施工工艺
填砂路堤施工前，对于软土路段应首先进行水泥搅拌桩、土工格栅、砂垫层、复合土工膜等软基处理。对于非软基路段，首先铺筑50cm砂，再满铺一层复合土工膜。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆待复合土工膜铺筑完成并与边部袋装砂组成防、排水系统后，再进行上部砂及包边石灰土的填筑，主要施工流程如下：清表夯实→施工放样→下封层施工→运输包边土、河砂→同步摊铺初压砂子、包边土→平地机整平→接管洒水→静压成型→补洒水→继续碾压→交验合格→下一层填筑施工。
4.1 原地表清理、整平
施工前，首先在所要施工路段施测路线中线、边线，根据设计要求预留30～50cm的宽填范围，然后将路基宽度范围内的腐质土、杂草、树根等杂物及地面以下30cm深度的表土清理出施工现场（此部分废弃土可以作为后期绿化使用）。对于软土路段施工要求，必须在水泥搅拌桩、砂垫层等软基处理加固完成后，整平、压实，并达到3%的横坡度要求，以利于砂土水密后水体的自然排出。
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，在填砂施工前应先开挖路基两侧的排水沟，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，还要注意附近水沟的深度，以免引起倒灌。
4.2 路堤压实
（1）包边土压实：砂层的施工不受石灰包边土的制约，灰土层的施工可滞后于砂层。砂层工作面可高出灰土层0～15cm。石灰包边土的碾压控制和普通石灰土控制完全一致，因受包边宽度限制，在碾压过程中应注意碾压到边和压实机械安全控制。内侧宽填部分在压实度检测合格后填筑砂前挂线进行清除，确保包边土和填砂路基结合部分重叠压实并紧密垂直相接，清除的灰土堆在压实灰土表面，作为下一层填料。
（2）砂料压实：用人工对砂层削坡，将消掉的细砂摊铺至灰土边，先压实的砂层会失水，应用人工对细砂进行洒水，以稳定细砂不浸泡灰土为原则，再对细砂进行碾压。由于碾压宽度小，而且与灰土同时碾压（对灰土为反复碾压），为防止包边灰土层内坡的破坏，宜采用静碾压路机碾压，达到压实标准后，进行下一层灰土填筑。
4.3 施工过程注意事项
（1）在正式施工前，先铺筑一段长度不小于200m的试验路段，现场试验应进行到有效地使该种填料达到规定的压实度为止，并详细记录压实设备的类型、最佳组合方式、碾压遍数及碾压速度、工序，每层材料的松铺厚度、材料的含水量等，为正式施工提供参数和依据。本说明中关于施工工艺、施工参数等指标仅供参考。
（2）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0.8m时在边坡坡脚处码砂袋，砂袋的容量应在能装60～70kg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。
（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。
（4）在雨季施工中，严防路堤积水，填筑层表面应适当加大横坡度，以利于排水，并注意天气预报，及时碾压成型，防止填土被雨水浸泡。
（5）标段接头处施工时，应将先填的路基挖成向内倾斜的台阶，台阶宽度不小于2m，并用小型夯实机加以夯实。
（6）填砂路基施工时，为防止软土地基失稳，应严格控制填土速率。
5 结论
江汉平原由于路基填料缺乏、土地资源宝贵，在该区域修建高速公路采用填砂路基方案不仅质量可靠、工期较短，而且具有良好的经济效益，可以节约大量耕地和农田。潜石高速公路江陵至石首段采用填砂路基，取得了很好的效果，能为土源紧缺而砂料丰富地区高速公路的修建提供一些借鉴和参考。
参考文献
[1]JTJ F10—2006，公路路基施工技术规范.
[2]颜昌雄，张再武.江汉平原高速公路吹填砂路基设计研[J].建筑工程技术和设计，2014，（25）
[3]JTG D30-2015，公路路基设计规范.
作者介绍
许鹏飞（1980- ），男，工程师，湖北石首长江公路大桥有限公司，湖北 武汉，430051。
杨进（1981- ），男，工程师，湖北省交通规划设计院股份有限公司，湖北 武汉，430051。
论文作者:许鹏飞1,杨进2
论文发表刊物:《基层建设》2017年第25期
论文发表时间:2017/11/27
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