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摘要：进入21世纪，我国城市道路建设迎来高峰期，伴随着城市人口密集及道路拥堵等交通问题，许多城市逐渐加强城市快速路的修建工作。对于一些靠山的特殊地区，修建城市快速路具有石方比大、高填方等特点，其路基施工技术更为复杂且施工环境特殊，对此相关石质路基施工技术的应用至关重要。本文针对城市快速路中石质路基施工技术的应用进行探讨，分析总结石质路基的施工工艺及施工中的管理控制要点。
关键词：城市快速路；石质路基；施工技术；施工管理
0引言
随着城市化进程的发展，我国多数城市的道路交通建设步入了高速发展轨道。作为城市道路重要组成部分的城市快速路，在其施工中涉及的施工工艺复杂、施工技术广泛且交叉、施工环境特殊，因此其施工技术及施工安全性备受关注。对于特殊的城市快速路路基施工，其难度更大，不合理的施工技术直接影响路基质量。随着技术发展，石质路基成为现代道路建设中新型路基的运用日渐广泛。石质路基施工技术不同于传统路基施工，因为填石路基所用的填料一般粒径较大，并且其施工过程中存在着很高的抗剪强度、较大孔隙率、强透水性及易破碎性等特点，因此填石路基的施工与常见的填土路基施工存在很大的区别。当前我国道路桥梁填石路基的施工仍然存在着一些问题，如对填石路基施工中的机械选取缺乏一定的标准、缺少科学系统的施工工艺标准等。加强对这些问题的研究并解决，将具有极为重要的现实意义。
1石质路基施工中的一些规定
（1）在进行路基填石施工过程中，不能使用膨胀性岩石、崩解性岩石、易溶性岩石及盐化岩石等；（2）填石路基在具体进行施工过程中，所使用的压实机具中必须要有大功率推土机及重型压实机来进行施工；（3）为了确保路基的强度及稳定性，必须保证路基断面的设计、排水设计及结构设计的优良性，以为路面的有效稳定做好设计基础；（4）填石路基在具体进行施工之前，不但要做路段的铺设实验来确保填筑的层厚，而且要通过一定的实验来确定填筑的压实度，这样做可为设计提供一定的数据；（5）在填石路基进行施工时，如果采用了冲击压路机进行施工，那么其压实层的质量控制标准及厚度必须要经过一定的实验来确定，或者按照一定的技术规定来确定。
2当前填石路基施工中出现的一些问题
2.1对大粒径碎石填料所属特性划分不够清晰
填石材料通常是根据颗粒特征及粒径来进行划分的，当前划分的方式有很多，但是大粒径填料除去与粒径有关系之外，还和它本身所具备的岩性、强度、吸水性及抗风化程度等有关。而不同特性的填料又需要使用不同的施工工艺。
2.2填石路基施工中的机械选取缺乏一定的标准
路面压实效果的优劣直接取决于压实机械的选取上，但是当前对机械的选取仍然缺乏一种有效的指导原则，在施工现场的机械选取仍然比较混乱。如果不按照压实路基实际情况来进行压实机械的选择，那么压实效果就会不理想，如选择的机械在吨位上偏低，那么就会致使石料相互嵌锁密实程度不够，路基的稳定性不能保证，而如果选取的机械吨位在组合时不理想，那么可能导致同一路基在密实程度上存在差异性，在路面形成之后，经过长期的外界压力，就有可能导致路面的不均匀沉降。
2.3缺少科学系统的施工工艺标准
（1）填石路基的施工工艺要求简单，没有一些定量的技术标准，缺乏现场指导性；（2）施工工艺流程并不成熟，地基的处理也没有较为清晰的技术流程规定；（3）填石路基在进行摊铺及整平过程中填料的粒径级配不合理；（4）在具体进行压实时，厚度不均匀，致使路基的压实质量存在缺陷；（5）填石路基中的最佳含水量没有一个明确的规定；（6）对填石路基的边坡施工控制重视程度不够等。
2.4缺乏有效的质量检测方式
对于大粒径填石材料来讲，质量控制依据传统的一些检测手段就显得不足了，目前使用较多的是沉降检测及碾压次数控制，但是这两种方法都存在极大的随意性，并不能很好地完成对质量的控制，并且其缺乏理论基础。
3路基施工对地基的要求
3.1地基的承载能力
针对石质路基（特别是高填方路堤），地基承载能力是石质路基压实质量和安全正常使用的重要保证，直接关系到路基的安全稳定性。按照相关技术要求，当石质路基高于80cm时，要求基底的压实必须大于95%，若路基底部的原状土强度不够时必须换填。对于不良地基情况（黄土、膨胀土等），应根据实际工程环境采取进一步措施加固（如排水固结、换填或应用复合地基等）。
3.2地基的透水要求
由于石料间空隙较大，水容易从边坡等区域进入路基，进一步容易浸湿地基，会严重影响石质路基的稳定性。一旦路基底部有地下水影响时，在石质路基上必须采取拦截、引排等措施，亦可在路基底部铺砂砾石等透水材料，通常透水层厚度不能低于30cm。
3.3地基的坡度处理
对于地基坡度低于1∶5的情况采用常用处理方式，否则应在原地面基础上挖出高度30cm且宽度不低于1m的搭接台阶，并对台阶进行内倾处理和压实平整处理，从而保证基底的强度和密实度符合设计要求。
4石质路基的施工流程及填筑石料工艺技术
与土质路基施工流程有所不同，石质路基通常会利用当地石料作填料修筑，尽可能选择强度高、稳定性好且便于施工的石料，石质路基施工的流程见图1。
4.1摊铺工艺
通常在石质路基施工流程中，如图1所示，填料是比较种重要的一个环节，而在此环节中，摊铺工艺直接影响路基的施工质量。正确合理的摊铺方法不仅能够有助于铺层形成满足要求的结构类型，还能进一步避免离析现象的出现。这是由于填料的岩性对路基压实层的构型及压实效果都有直接影响。因此施工中摊铺工艺决定了石质路基的最终压实质量。目前常用的路基摊铺方法较多，根据实际工程经验，石质路基施工中采用渐进式摊铺法时，路基表面会较为平整且无较大石块突出现象，相反后退式摊铺法会出现表面不平整、离析现象等。综合考虑，针对石质路基的摊铺工艺，应优先选用渐进式的摊铺法。
4.2填平工艺
在完成填料摊铺工序后，待压层平整度会影响到压实层填料的粒径范围，甚至进一步关系到碾压过程中压路机对路基的压实作用。因此，摊铺后应在其压实层表面进行细料填充，并进行人工整平，为碾压工序提供较好的工作面，一定程度上改善压实效果。石质路基施工中整平工艺的关键之处时，保证较大石块位于各层底部而较细石块位于相应的顶部，其间孔隙要进行填充保证最佳压力传递。摊铺后路基表面一旦出现孔隙，需进一步铺洒碎石或石屑以填补缝隙。特殊地，技术人员需加强现场检验工作，防止摊铺后出现大粒径石料或明显的孔隙，一旦出现需采取措施将碎石破碎并整平路面。需要注意的是，路基边缘处容易出现大粒径碎石集中且不易整平的现象，因此需要关注石质路基摊铺整平中较为薄弱路肩部位。
4.3压实工艺
在石质路基施工流程中，当石料爆破后，通常产生的石料直径分布范围广、各石块大小参差，无法满足施工技术要求，而且容易引起石料间接触松动、嵌锁不紧密等问题。若施工管理上也存在疏忽，将进一步使石质路基出现不稳状态，严重影响工程质量。因此深入分析压路机的碾压组合、碾压速度和遍数，针对不同施工环境采取不同施工要求，以便石质路基达到最佳压实效果。
（1）施工中的碾压组合
碾压组合是压实工艺中较重要的影响因素。合理的碾压组合一方面确保路基的强度变形指标满足技术要求，另一方面能有效提高工作效率并带来良好的工程经济效益。石质路基施工中，填料各项性质层次不齐（石料岩性、风化程度及粒径范围等），路基的压实要求也会随之不同。因此，碾压组合与摊铺整平工艺、填料属性等紧密相关。对此，可进行现场碾压组合试验，根据试验效果对碾压组合进行优化选择，尽可能优先选择拖式振动压路机而非单一选用自行式压路机，优先选择大吨位且大激振力的压路机，同时使碾压组合所使用的压路机数量尽量少些。
（2）施工中的碾压速度
当碾压速度较低时，振动次数会相应提高，当速度过高时单位面积收到的振动轮接触时机就会变少。即当振动轮压实路面单位面积所需时间跟碾压速度与直接相关联。若以能量衡量，压实层上受到的能量低速时要多于高速情况。对于层厚相同的石质路基，压路机从压实层表面传递给下部的能量跟其碾压速度有如下关系：W=n/v （1）
式中：W是压实能量；n是碾压遍数；v是碾压速度。
从式（1）可以看出，在压实能量不变情况下，碾压速度提高1倍碾压遍数也将提升1倍，碾压速度较慢时能达到较好的压实效果。然而另一方面，碾压速度又是影响压路机工作效率的主要因素，其速度必须适当控制以提高工作生产率。因此，综合考虑压实效能、施工进度、安全性等，工程中压实施工一般以3~6km/h作为最佳碾压速度，且在碾压开始阶段采用适当慢速施工。当然，实际工程中还需根据特定的施工器械和施工环境选择最合适的碾压速度。
（3）施工中的碾压遍数
石质路基施工中，碾压遍数与压实质量的关系与填料岩性、石料粒径、机械设备等施工条件相关。根据工程实际经验，碾压遍数跟路基填筑体的密实度成线性关系，并且当碾压遍数达到一定量级时，密实度的增长率会逐渐减缓并趋于缓和。不同的碾压组合情况下，压买层到达同样沉降率所需的碾压遍数也是各不相同。实际施工中，应先进行一定的事前试验铺筑，根据试验中填料工程性质、施工环境和机械机械等情况对碾压遍数与压实质量关系进行一定的探究，为后续施工提高可靠的数据分析依据，找出满足压实质量要求情况下合理经济的碾压遍数。
5石质路基的边坡施工及检验要求
5.1工程实例简述
通过选取某市境内312国道快速路工程作为工程实例进行研究，该工程西起江海西路，东至雪梅互通立交，以地面道路和高架道路为主，全长约30km，设计行车速度80km/h，全线为设双向六车道标准的城市快速路。该工程的主要施工内容为路面、安全设施、绿化等工程。路面工程为本工程的重点与难点，其中石质路基的边坡是施工的核心部分。石质路基的边坡是保护路基的重要结构，能防护路基不受气候因素、地表水流等外部影响，由此可见其施工质量关系重大，与路基的强度特性及安全稳定性休戚相关。在施工过程中，正确处理边坡施工问题并对边坡进行清刷检验等，将有效避免路基竣工通车后发生路基沉陷、边坡坍塌等事故现象。
5.2边坡施工要求
根据312国道快速路工程特征，在具体的施工实践过程中，进行石质路基的边坡施工时，必须遵循几个重要准则：
首先，边坡施工中码砌工序必须与该公路的路基填筑工作同步进行，以保证码砌结构与路基较好地结合，有效避免路基填筑体结构与码砌结构出现分离现象；其次，在边坡的码砌施工进程中，要加强对路基修筑中的石料质量进行审查，严格控制石料的强度、粒径等工程特性，从源头上控制材料对边坡变形失稳产生影响；然后，需要注重边坡码砌的施工工艺，加强石块摆放方式确保石料间咬合力度并控制码砌厚度；最后，边坡码砌时，需要关注路段所在坡面平整度和石料间填隙等关键问题。
5.3边坡检验
对于312国道快速路工程，其石质路基边坡清刷和路床检验要求一般参照表1执行。
6施工技术要点总结
城市快速路是城市道路交通组成的重要部分，对于特殊地区（靠近山区地带），修建城市快速路具有特殊性，其特殊填方路基施工技术复杂。本文对此特殊施工技术进行深入分析，对施工方法及相关施工工艺等进行深入探讨，其施工要点总结见表2。
7填石路基质量控制措施
（1）编制合适的施工组织方案。分段施工时必须对施工的先后顺序进行安排，保证构造物与路基衔接处的施工质量，对高填方段必须优先进行施工，并结合施工现场实际情况，统筹规划好人员的调配。（2）在正式施工之前必须对设计文件进行详细核查，对各填方路段的地址情况及填方量做到完全掌握；对设计文件中标注的重点地段必须进行仔细勘测核查，一旦发现问题必须及时向设计业主单位及监理工程师申报。（3）将填方路段的杂物，如杂草、树根、垃圾及膨胀土进行清除。（4）做好排水沟的施工，保证路基的排水流畅，因为填石在最佳含水量下其压实度最高，强度也相对最大，而压实土如果一旦进水则其强度会受到大大的影响，易出现翻浆或者路基出现下沉，因此排水变得特别重要，具体操作时应该做好符合设计标准坡度的横坡来进行排水。（5）填石进行施工前，必须将填石料的性质进行分析，并进行有关实验。
8结语
总之，填石路基是公路的基础及路面的基础，更是构成公路的重点组成部分，因此填石路基的施工其重要性不言而喻，其施工技术的优劣直接影响着整个工程的施工质量。本文仅对填石路基的施工技术做了一个简要陈述，以期可为相关工作者提供一点借鉴。
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论文作者:徐富强
论文发表刊物:《北方建筑》2016年12月第35期
论文发表时间:2017/3/28
标签：路基论文; 压实论文; 粒径论文; 石料论文; 填料论文; 工程论文; 组合论文; 《北方建筑》2016年12月第35期论文;