湘耒高速公路路基精加工
【摘要】 路基精加工用於處理南方土質不良地段，具有節約資金、節省工期、提高路基承載力等諸多優點，是一種好的路基處理方法。本文從其適用範圍、施工方法等方面作了介紹。
【關鍵詞】 土質精加工施工方法
一、湘耒高速公路工程概況
湘耒高速公路北起湘潭南至耒陽，地處多雨的湖南省東南部，是京珠高速公路的一部分。由我公司負責施工湘耒高速公路第十一合同段的一部分，起訖樁號為k147+092~k151+250，全長4.16km。
該路段地處多山區，地形複雜，土質以風化紅砂岩為主。沿線高填大挖情況多，最大挖深14.788公尺，最高填方高度10.
857公尺。且彎道地段小半徑居多，橫向超高變化顯著，橫坡度最小為0，最大達到4%。
二、高速公路土質路基（包括石質土）施工特點
路基是路面的基礎，路基的強度與穩定性，是保證路面強度與穩定性的基本條件。因此，路基質量的好壞將直接影響著路面的使用質量。路面的損壞往往與路基排水不暢、壓實度不夠、強度低等有直接關係。
因此，湘耒高速公路對路基95區有如下要求：路基頂面土基回彈模量按不小於60mpa或回彈彎沉（0.01mm）≤200、路基頂30cm厚材料承載比cbr值≥8（浸水4天、壓實度95%）控制。
土質路基填築，按填土順序可分為分層平鋪和豎向填築，分層平鋪是路基填築的基本方法，其有利於路基的壓實，可以保證不同用土按規定層次填築，使不同用土水平分層，以保證路基強度均勻。對於透水性差的粘性土，一般用於填築路基下層，且表面形成雙向橫坡，有利於排除積水，以免形成水害。同一填築層次用不同土質的土填築路基時，搭接處應形成斜面，以保證在此厚度範圍內強度比較均勻，防止產生明顯變形。
豎向填築是指沿路中心線方向逐步深填，多用於地面地面高差大，填土面積小，難以水平分層卸土以及陡坡地段上半挖半填路基，此種路基填築方法要選用振動式或錘式夯擊機，選用沉陷量較小及粒徑較均勻的砂石填料。豎向填築一般在高等級公路施工中採用較少。
路基壓實作為路基填築的乙個部分，尤其重要。土是三相體，土粒為骨架，顆粒之間的孔隙為水分和氣體所佔據。土體受壓後，克服顆粒之間的摩擦力與粘聚力（c、φ），發生位移、孔隙減小、氣體排除、擠密。
壓實的目的在於使土粒重新組合，彼此擠緊，孔隙縮小，土的單位重量提高，形成密實整體，最終導致強度增加，穩定性提高。鬆散土粒壓實可分為四部分，即：a.
排列過程、b.填裝過程、c.分離過程、d.
夯實過程。
在湘耒高速公路路基施工前，經現場取土樣分析其粒徑集中在0.002mm~0.05mm，屬於主要由細顆粒組成的均勻粘性土。（見表1）
表1—土的粒度成分
對於細粒土的路基，影響壓實效果的主要因素有內因和外因兩方面，內因指土質和濕度，外因指壓實功能（機械效能、壓實時間與速度、土層厚度）及壓實時的自然、人為的其他因素等。土的壓實效果好壞即其形變模量e（mpa）的大小與土的幹容重γ（kn/m3）、含水量ω（%）
有直接關係ey
由圖1可見2 1 ek
幹容重γ（kn/m3） ωk ω。 形變模量kpa
含水量（%）
1—γ與ω關係 2—e與ω關係
由圖1中曲線1可見，幹容重γ隨含水量ω增加而提高，主要是由於水起潤滑作用，土粒間阻力減小，施加外力后土中孔隙減少，土粒被擠緊幹容重（γ）提高，當γ達到最大值時，ω再繼續增大，土粒中的孔隙被水分佔據，而水一般不為外力所壓縮，因而ω增大，γ隨之降低。在γ達到峰值時對應的含水量為最佳含水量。由圖1中曲線2可見，土的形變模量ey隨含水量也具有駝峰型曲線關係，此曲線表明土體濕度未達到最佳值之前，土體強度以達最大值，這是因為土中含水量較少時，土粒間的阻力較高，要使土粒繼續位移，需要最大的外力ek。
而隨著土中濕度的增加ek有所降低。現行設計方法以彈性模量為土基的強度指標，彈性模量與形變模量存在比較固定的關係（在相對形變為0．02時彈性模量平均為形變模量的2.2倍，可以互相換算）。
飽水前後壓實試驗結果對照見圖2：
ek y01ek1
yses，
2es 2
0k ω0 %
1—飽水前2—飽水後
曲線1表明，飽水後γ與e均有所降低，而在ω0時，兩者的降低值均最小。這表明，在最佳含水量ω0時壓實的土基，其強度和穩定性最好，因此選用ω0作為控制土基壓實的指標。
湘耒高速公路全線有65km處於紅砂岩不利地質地段，我公司負責施工地段的挖方段地質下承層均為風化紅砂岩，經施工現場實驗得出資料，在正常壓實的情況下，其壓實度在93%~95%之間，個別點達到95%，很難大面積達到95%以上；承載力即cbr值均小於8。因此，必須採用特殊處理以使路基95區壓實度、強度等指標達到規範要求。
經多方研究，湖南省設計科研所決定採用路基改良精加工來改善紅砂岩的土質，以使路基95區達到設計要求。其具體方案為： 60%（以重量比分類）的含風化紅砂岩的土摻以40%的耒水河出產的天然砂礫（粒徑≤6cm）作為改良原料填築路基。
經試驗室試驗及現場生產實踐表明，此種路基土質改良辦法將該種土質從根本上進行了改良，使表1中的粒度成分趨向不均勻，改善了其粘性土的土質，並且在施工中取得了良好的效果：
（1）其壓實效果很好，在以震動壓路機正常碾壓時，其壓實度均能達到95%以上，平均在98%左右（見表2）；經過逐車道檢測，成型的路基彎沉值都在50~80之間，個別點達到100左右，遠小於湘耒路面設計規範中規定的0.01mm；其他試驗指數如cbr值、回彈模量也均達到規範要求之內。
表2—碾壓遍數測定表
備註：1、表中個別點的超密是因為存在大粒徑卵石所致；
2、壓路機往返碾壓一次為一遍；
3、此資料為試驗段k150+420~k150+620得出。
（2）這種土質改良精加工取得了良好的經濟效益。湘耒高速公路全線處在湘江流域，湘江的水系發達、支流眾多，沿線支流中天然砂礫資源豐富，對改良粒料的材料**是乙個有利條件，為全線施工進度提供了有利的物質保障，又在一定程度上促進了地方經濟的發展。
（3）採用精加工改良土質，在環境保護方面有良好的效果。使用天然砂礫料改良土質對清理河床，保證水系暢通起到了積極的作用，並且對高速公路周邊環境為0汙染，這是精加工施工中明顯超過以往常用的灰土改良土質提高土基強度方法之處。
三、路基精加工施工方法
〈一〉施工準備
1.技術準備：施工路段導線點貫通，水準點複測完畢；結構物台背填土壓實度達到設計要求；下路床驗收合格；制定完整的施工計畫。
2.機械準備：擁有技術效能良好的推土機、拌合機、壓路機。
3.材料準備：準備足夠量的合格天然砂礫料。
〈二〉施工工藝流程及施工要點
1、工藝流程：中線測量放樣→標高測量，放出控制樁和掛線→根據每車土的方量計算堆放距離進土→攤鋪→整平→輕壓→精平→碾壓→自檢→修整
2、施工要點：
（1）在施工過程中，我們發現由於混合料中存在較大粒徑的卵石，集料的壓實係數不盡相同，因此較難控制的是精加工層頂面的標高。湘耒高速公路施工技術規範對標高的控制尤其嚴格，這就要求在施工中機械拌和精加工混合料時必須仔細，盡量使不同粒徑的土與天然砂礫混合料拌和均勻，不出現骨料過分集中現象，使混合料在不同斷面的壓實係數接近相同，且在試驗段施工時對松鋪係數的測定要盡量準確。
（2）在特殊路段，如：挖填結合部、基礎軟弱處等，採用土工格柵加固處理。在鋪設土工格柵處，為保護土工格柵的完整，混合料的拌和可採用人工拌和，或機械預先拌和後再由水平運輸機械將混合料運至指定地點，此時應特別注意混合料拌和的均勻性。
（3）施工前應對混合料的含水量進行測定，使其含水量控制在最佳含水量±2%範圍內，以保證壓實效果。另外，壓實厚度對壓實效果具有明顯影響。在相同條件下（土質、濕度、壓實功能），實測不同深度土層的密實度得知，壓實土層的密實度隨深度遞減，表層5cm密實度最高，所以在30cm的路基改良精加工施工中，為保證施工質量我們採用分兩層鋪築，每層15cm。
（4）在南方多雨的氣候條件下，施工時必須嚴格按照測量放線做出路拱橫坡。每天施工完畢後，應檢查路拱橫坡並清除路基頂面的浮土，保證路基表面排水暢通，以免由於各種原因造成路基表面積水，影響精加工層的施工質量。
特別應注意：在標高不足處應重新翻開至少10cm拌和、碾壓，嚴禁薄層貼補。
四、路基土質改良精加工的現實意義
土質路基頂部約80~100cm的深度範圍內的強度和穩定性，直接關係到路面和結構層的穩定性和使用品質，而且土基受力極為複雜，表現在荷載與變形的非線性、變形中存在可恢復的彈性變形和不可恢復的塑性變形、變形受加荷速率及加荷時間影響的徐變性、受自然因素作用強度的蠕動性、土體結構的不均勻性，以及實地操作中機械裝置、工序等的多樣性和方法的複雜化，這些內在的、外界的自然及人為因素直接或間接影響著我們的施工。運用路基精加工改良路基土質，從強度和穩定性這兩方面基本解決了南方土質不良地段的路基頂面施工中存在的問題，使路基土的受力更趨向均勻，使各方面對土基的影響進一步減小，對土質（包括石質土）路基的施工有著深遠的意義。
土質路基施工規範
4.2.2 土質路堤 1 地基表層處理應符合下列規定 1 二級及二級以上公路路堤基底的壓實度應不小於90 三 四級公路應不小於85 路基填土高度小於路面和路床總厚度時，基底應按設計要求處理。2 原地面坑 洞 穴等，應在清除沉積物後，用合格填料分層回填分層壓實，壓實度符合4.2.2條第1款第1項的規定...
路基改良土試驗段總結修改
山西中南部鐵路通道zntj 14標 既有湯台線增建二線工程 k12 200 k44 000 路基試驗段水泥改良土工藝總結 編制複核 審核中鐵七局集團 山西中南部鐵路通道zntj 14標 專案經理部第一專案分部 二o一一年五月 目錄1 編制目的 1 2 編制依據 1 3 工程概況 1 4 施工現場準備...
石灰土6改良路基施工方案
8 石灰土特殊地基處理施工方案 一 工程概況 由我方承擔施工的濰坊進港公路第三合同段。部分地段地勢低窪，地下水位偏高，距地表1公尺左右，地基土層含水量呈飽和狀態，土壤呈軟塑 流塑狀態，褐色 灰褐色，地基承載力較低。且該段的路基填築高度較低，對基底的要求更高。因此需對該地基進行處理。採用8 石灰土進行...