摘要：台背回填是道路施工中的质量薄弱环节，做好台背回填工作，要从材料选择与施工方法两方面去保证。在道路的施工病害中，由于台背回填工作没做好而引起的局部凹陷（桥头跳车）较为常见且危害较大。这是因为在施工中结构物的台背回填工作是一项容易被忽视又不容易做好的工作，因此，桥头跳车被列为公路建设的质量通病。在陕西南部地区的道路工程建设中，台背回填较多地使用天然级配砂砾材料，一方面因为天然级配砂砾材料具有特殊的物理力学性质，是作台背回填较为理想的材料。另一方面因为陕南的大部分地区的天然砂砾分布较丰富，取材方便、经济。用天然级配砂砾材料进行施工的要求和标准，在施工规范中已有明确阐述，本文结合陕西商洛环北路道路工程第二合同段的生产实践中取得的经验数据和技术要点，以求用天然级配砂砾材料进行台背回填达到施工优质高效，消除桥头跳车的目的。
关键词：天然砂砾 分层回填 最大粒径 碾压遍数 回弹模量
1、砂砾材料的机理分析
并不是所有的砂砾材料都适合用于台背回填工作，一般要求砂砾材料有一定的良好级配，处于天然密实状态。陕南地区尤其是秦巴山脉两侧冲积带上天然级配砂砾材料很丰富且大部分都具有良好的级配，适用于台背回填工作。通过大量的实验数据证明，凡是密实的天然级配砂砾，大于5mm的砾石含量都在77%左右。室内试验也证明，这样级配的干密度最大，为2.35g/cm3。其机理为，含石量为77%的天然级配砂砾，砾石搭成骨架，细颗粒正好填满空隙；含石量大于77%，砾石间的空隙细粒料填不满，含量小于77%，则形成沙包石，同样不能达到密实的程度。级配良好的砂砾在用于台背回填后，经过大吨位压路机的振动碾压，粗颗粒形成骨架，细颗进行填充，彼此找到一种最佳的镶嵌位置，这样的结构几乎是不沉陷的。
普通的土质、砂质材料都存在着强度低，水稳定性差的问题，在道路台背回填中不宜采用。近期使用较多的水泥稳定砂砾材料是在普通的天然砂砾中掺入5%左右的水泥，进一步提高天然砂砾的强度和稳定性，但使用这种材料工艺复杂，工程造价高昂，目前只在部分高等级公路上使用来代替明涵的桥头搭板。因级配良好的天然砂砾材料中小于0.075mm粒径的含量不大，在遇水后体积膨胀不明显，强度损失很小，水稳定性好，同时材料的易于开采使用，施工简便，造价低廉，质量完全能够满足要求，所以目前在暗涵台背回填及普通公路上仍被广泛采用。
2、台背回填施工分层厚度
台背回填的松铺分层厚度不超过20cm，这是具有普遍性的规定，但不同的填筑材料有不同的最佳松铺厚度，松铺厚度20cm的限制对天然砂砾来说是不合适的，松铺厚度的确定与压实机具的激振力有关，也与填筑材料的性质有关，我们曾做过试验，激振力在30t的压路机，最佳松铺厚度在40cm左右。在工程实践中也证实，天然砂砾有一种特性，原来松散体会因受剪而变为密实，而原来密实体会因受剪而变为松散，薄层砂砾石尤其明显。在反复的对比实践中，选择30cm是适合于压路机碾压的，在压路机无法压到的边角处，需用平板振动夯与气夯夯实，分层厚度不超过20cm。这样即可以充分地满足质量要求，又能在一定程度上加快施工进度。
3、材料最大粒径
材料的最大粒径过大，就会导致大粒径材料附近难以压实，要求的最大粒径过小，能满足要求的材料就少，需要人工筛选，成本会增加较多。填筑材料的最大粒径的选择是跟分层厚度相关的，一般情况下选择分层松铺厚度的2/3以内即可。在实践中证实，最大粒径在20cm也能满足要求，但大粒径材料不能过于集中，否则会造成局部细料不足，没有足够的细料填塞缝隙，密实度无法保证。
4、材料的碾压
在施工工艺上，首先应当用水冲，使细粒料均匀地充填至粗细骨料之间。充足的水是细粒料受振后便于运动的有利条件，由于砂砾石土的透水性极好，不必担心水的用量过多而带来翻浆等其他副作用。
第二步应该用足够吨位的震动压路机予以振碾密实，使粗细骨料彼此之间找到一种最佳的镶嵌位置，一般有这样的规律，分层的松铺厚度和压路机的振动吨位大致成正比，一般碾压3-4遍即可，
第三步，对于边角处大型压路机所达不到的地方，可采用平板式振动夯或手扶式气夯予以夯实。为保证质量松铺厚度以15cm为宜，即压路机压一层，夯机夯实则分二层，同时注意最大粒径不要超过8cm，在生产中，用人工把砂砾中较大的砾石捡出即可。值得注意的是，边角处填筑的关键工艺也是水冲和振夯。采用水冲和振夯是天然级配砂砾压实的必须手段。
5、试验检测
一般采取适用于粗粒径的灌砂法检测台背回填天然砂砾的密实度，具体的做法和步骤见交通颁发的施工规范、试验规程。但在生产中，用检测压实度的方法控制碾压遍数的方法工效较低，压实度的检测频率相对偏高，对施工进度的影响较大。在施工控制中，我们可用一台水准仪设于路外一坚实稳固处，在填筑区选几个有代表性的点（如左、中、右各一点），在碾压前分别用塔尺测其标高，然后压一遍测一遍。设观测次数为n，所选点的标高测量值为h，松铺料找平并初压后标高为h0，即可得到“n-h曲线”，以反映碾压次数与标高变化的关系。我们可以看到第三层较松铺厚度压缩了后，标高趋于稳定。一般在0.5cm的幅度内上下波动，这时的天然砂砾填料已碾压密实，由此可以进一步简化。在施工中可以用控制碾压遍数的方法（3-5遍）可控制密实度。然后以较低频率的灌砂法试验来验证其密实度的可靠性。
n-h曲线图
6、施工填筑次序
在进行台背回填过程中，要注意台背填筑高度始终不能高于路基高度，也就是说，要先填1-2层路基，再填1-2层台背，不能先把台背一层层填起来，再填筑路基。这种次序是重要的，因为成型路基有利于压路机对台背进行碾压，便于压路机起振和操作，施工单位在施工安排时要充分考虑，否则就会出现台背回填料碾压不密实的现象。在注意了回填次序后，要反复碾压台背填料与路基填料结合部位，因为这里常常是薄弱的部位。
结论
用天然级配砂砾石土作为结构物台背回填材料具有价格低廉、便于取材、工艺简单、功效较高且回弹模量大（一般在110mpa以上）等优点，只要选择得当，回填方法正确，完全能够满足要求。在路桥施工中，要做好台背回填工作，施工单位首选要先好级配良好的原材料，在施工工艺上严格按材料的规律进行，就一定使台背回填材料密实并有很好的稳定性，从而避免桥头跳车。
参考文献
[1]刘典恩李平.用天然砂砾进行桥涵台背回填的施工工艺与质量控制[J].筑路机械与施工机械化.2014(67):19-22.
[2]马明祥.用天然砂砾进行台背回填的实践[J].人力资源管理.2010(35):15-27.
[3]陈军周建新.道路桥涵台背天然砂回填质量控制探讨[M].葛洲坝集团科技.2012(12):12-07.
[4]段辉林杨惠峥林兵荣.天然砂砾进行台背回填的探讨[J].筑路机械与施工机械化.2014(56):34-19.
[5]徐立国徐立君.应用天然砂砾进行台背回填解决桥头跳车的要点[J].经济技术协作信息.2004(112):56-39.
[6]李清.用天然砂砾石土进行台背回填的应用研究[J].交通世界:建养.2015(61):51-44.
[7]靳海龙冯国权.台背回填天然砂砾的施工及检测方法[J].科技资讯2007(78):68-24.
论文作者:李瑞刚
论文发表刊物:《基层建设》2018年第33期
论文发表时间:2019/1/3
标签：砂砾论文; 材料论文; 密实论文; 粒径论文; 压路机论文; 厚度论文; 标高论文; 《基层建设》2018年第33期论文;