填石路堤施工工艺及压实标准和检测方法.docx
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填石路堤施工工艺及压实标准和检测方法
填石路堤施工质量
控制办法
作者：
田巨武
二00六年五月
目 录
一、填石路堤的定义
二、对填石路堤材料的要求
三、填石路堤压实标准和检测方法
四、压实机械的选择和压实厚度的确定
五、填石路堤沉降变形的原因分析
六、填石路堤施工的一般规定
七、填石路堤施工环境保护及路堤防护
八、填石路堤施工程序及工艺流程
九、填石路堤交工验收检测项目
填石路堤施工工艺及压实标准和检测方法
一、填石路堤的基本要求
二、填石路堤的定义
当路堤填料的粒径大于2mm颗粒的含量大于70％，粒径小于0.074mm颗粒的含量小于15％，统称为石质路堤;其中5ＭＭ以上颗粒含量大于50％，60mm颗粒含量小于50％时，称为砾（碎）石路堤；60mm颗粒含量大于50％时，称为漂（块）石路堤。
三、对填石路堤材料的要求
１、石质材料由各种不同粒径的无粘性颗粒组成，压实的填石层的力学强度来源于颗粒间的挤压、摩擦和嵌锁作用。
工程中一般采用抗剪强度表示材料力学性能，其强度受材料级配、均匀性和压实度的影响：
（１）石料级配好，抗剪强度高；
（２）石料的颗粒均匀，抗剪强度差；
（３）压实度越大，抗剪强度高。
２、《公路路基施工技术规范》规定：
填石路堤的石料强度不应小于15Ｍpa，用于护坡的不应小于20Ｍpa,填石路堤石料最大粒径不宜超过层厚的２/３。
3、为保证填石路堤密度稳定，按路堤的不同高度，对填料规定以下粒径：
路床顶面以下0—50cm内最大粒径不大于10cm，50cm以下最大粒径不宜大于20cm
4、了解填石材料的物理、力学性质及指标，是选择施工方案及程序，控制施工质量的必要依据，应对每处料场作必要的室内试验，掌握如下技术指标：
物理性：
岩名、表面密度、堆积密度、振实密度、空隙率、颗粒组成，力学性能：
抗压强度、压碎值、压实功与压实程度的关系。
四、填石路堤压实标准和检测方法
1、当填料中大于30cm
颗粒的含量不大于30％时，应采用灌沙法或不袋法检测压实度。
压实标准：
路床项面以下0—8cm不小于95％，上路堤（80—150cm）不小于94％，下路堤（150cm以下）不小于92％，检测频率与土质路堤的规定相同。
最大干容重宜采用表面振动压实仪法或重击实法测定。
２、当填料中大于38mm颗粒的含量大于30％里，采用工艺法控制与检测压实质量。
填筑层按规定的碾压遍数（不少于6遍）碾压至无明显轮迹时，再用激振力25ＫＮ以上的振动压路机振压二遍，分别测量基准点标高（基准点用特制的磨菇头道钉，长20—25cm，直径1.5cm，在压实前埋入压实层中，同填料一起碾压），两次标高之差即为压沉值。
压实标准：
各测点压沉值平均值不大于5mm，标准差不大于3mm，表示达到压实度要求。
检测频率：
施工单位每100㎡检测10点，监理、施工单位可用同一基准点，同时进行平行检测，但必须采用两部以上仪器独立观测，独立记录。
３、路床顶面应测定弯沉值，检验其整体强度，必须时用承载板测定回弹模量。
４、沉降量（压沉值）的机理：
沉降量观测法又称表面标高点测量法，此种方法在石路堤施工中质量控制是较为实用的，施工时首先确定碾压机具和虚铺厚度（松铺系数一般为1.15—1.20），用振动压路机经不同碾压遍数后，压实效果可用表面标高点变化进行检查。
松铺的石料，在振压机械荷载反复作用下，路堤填料产生竖向压缩变形和横向位移，随着振碾遍数的增加，填料竖向压缩量和横向位移值随之增加，大颗粒空隙被小颗粒填充，当碾压遍数达到一定时，累计压缩趋于稳定，填料整体密实强度增大。
为从严要求，确保工程质量，应确保全幅振压两遍标高差不大于3mm进行控制，并注意加强观测，及时总结修正。
鉴于现行路基设计、施工规范尚未确定填石工艺检测，通过试验路段其标高差按平均不大于5mm控制为宜。
边坡坡度在填石路基施工中易被忽视，应作为实测指标进行检查，以提高施工质量和路堤稳定性。
对于土石混填路基，据实际情况进行压实度或固体体积等试验，检验路堤压实质量。
5、填石路堤密实程度宜以通过12Ｔ以上振动压路机进行压实试验，当压实顶面稳定不再下沉（无轮迹）时，可判为密实状态。
6、压路机碾压往返碾压两遍后，压路机应变换碾压位置，但压带之间的重叠宽度必须不大于 的滚动压宽度，压实的速度控制在3ＫＭ Ｈ左右，碾压顺序：
无超高路段以低的一边向较高一边。
根据国内资料用12Ｔ以上压路机层压六遍后，其最后两遍的下沉值 10mm。
填石路堤碾压后。
高度减少，则密度增加。
根据碾压前的密度和碾压后的压缩量，可粗略计算革层压后的密度（不考虑侧向变形）。
五、压实机械的选择和压实厚度的确定
压路机的种类很多，应该选择适合碾压填石路堤的具。
根国内外的研究成果和多年来的施工经验已经证明，压实非粘性土壤（粒状土壤）使用振动压路机的效果最好。
采用中等重型或重型振动压路机压实填石路堤则最有效的办法。
振动压路机工作时，用快速连续冲击俢于韩项面。
冲击比载能产生更大的作用。
振动压路机和冲击荷载从表面传至土层内的通过竖向压缩或压力波的振动作用，降低填料摩擦力，增加水平位移，使填料重新组合。
每冲击一次对路堤产生一个压力波，反复冲击作用使填料处于动状，粒料间的内摩擦力降低，在运动状态下，小颗粒能填充大颗粒空隙，大小颗粒重组使填料整体密实。
由于填石材料没有或几乎没有内聚力，用振动压路机压实时，一是使石料之间松散接触变为紧密咬口，更主要的是能有效减少被压材料的内摩擦力，具有压振能量越大，压实质量好、工效高的优点，因此振动压路机在填石路堤工程中使用已普遍认可。
根据沿线取料场的石质情况，推荐选用自重12Ｔ以上激振力25Ｔ以上的自行式双驱振动压路机。
如施工中应用的ＣＡ—25、ＣＡ—30型振动压路机（激振力在250—300ＫＮ之间），能达到良好的压实效果。
为达到更佳的压实和表面光洁平整效果，应配备18Ｔ—21Ｔ静载钢轮压路机，作为终期补压和光面之用。
对于填石路堤的压实厚度，我国现行《公路路基施工技术规范》中规定，填石路堤石料最大粒径不宜超过层厚的2/3，一级公路的分层松铺厚度不宜大于0.5m。
根据本工程填石路堤的填料规格质量、路堤平整度等质量要求，确定每层虚铺厚度：
路床顶面以下0—50cm范围内不大于30cm,50cm以下不大于40㎝，基本符合规范中不宜大于50㎝的规定。
六、填石路堤沉降变形的原因分析
１、对填石路堤的碾压，如果使用的压路机吨位较低，振动压实未能使石块之间嵌锁密实，没有使路堤处于较密实状态，在填实路堤自重与外荷载作用下，还会产生残余变形；如果压实不足或均匀性不好，碾压层厚度不填料不均匀，受填石自重压密变形时，形成拉伸与压缩应变区，出现差异沉降，有可能产生裂缝或不均匀沉降变形。
现行规范要求路基顶面150㎝以下的压实度二级公路为92％。
２、斜坡地形与半填挖路基，在纵向与横向断面上即客观存在沉降的差异变形。
同时沟谷或斜坡的底基难于压实，为形成压实层的工作面，经常增加底层的松铺厚度，使得一断面上密度度不均匀，造成差异变形沉降。
３、对于填石路堤填料难免存在填料过大、细料过多等离析现象，大于1/2—2/3层厚的石块，且级配不好，而振动压实的功能不足，形成较多石块的点线接触，细粒压实沉降量初期大，后期变化小，因此，不能使填石间达到紧密嵌挤咬合状态，细料与大料压实度不均衡，易于产生不均匀沉降变形。
七、填石路堤施工的一般规定
１、填石路堤边坡1：
1.5，当路堤高度大于8米时，边坡设宽2米的阶梯平台。
２、对路基高度小于0.6米，水流汇集路段均设宽深0.6米的梯形边沟。
３、对于地面坡度陡于1：
5填方路段均挖宽度不小于1米的台阶。
４、路堤基底缓1：
5时，可直接填筑，但路基填高小于1米时，基底树根草皮或腐殖土应消除。
５、当路堤基底为耕地或土质松散时，应进行填前处理，处理后压实度（重型）不小于90％；填石高度不大于路床厚度（80厘米），基底压实度不小于路床压实度标准；基底松散土层厚度大于30厘米时，应翻挖再回填分层压实。
６、为保证路基边缘的压实度，采用加宽碾压的方法，即填石路基每侧加宽0.25米，待路基成型后进行整修。
如果码砌边坡，也应保证每侧加宽0.25米。
７、填石路堤的填料如基岩性相差较大，则应将不同岩性的填料分层或分段填筑，不应纵向分幅混合填筑。
８、当用强风化石料或软质岩石填筑路堤时，应按土质路堤施工规定先检验其ＣＢＲ值是否符合要求，如ＣＢＲ值不符合要求时不得使用，符合使用要求时应按土质路堤的技术要求施工。
路基填料ＣＢＲ值要求：
本工程设计要求ＣＢＲ值>15％。
9、填方路堤路床顶面以下50厘米范围内应填筑符合要求的同一土质（碎（砾）石土及无粘性土质）、并分层压实，填料最大粒径不得大于10厘米。
八、填石路堤的施工环境保护和防护
１、填石路堤集中取料，取运料料场及运输便道要规划，不得随意开辟场和运输便道、取运料本着少占农田、草场，尽量减小草场沙化和破坏耕地的原则进行。
２、工程取运料破坏的范围，施工单位必须进行平整清填、尽快还草还牧、还田。
九、填石路堤的施工工程序及工艺流程
１、施工程序
（１）施工准备
①对原地面处理：
清除原地面草皮、耕作物、树根、淤泥、腐植土等有害物质，用压路机碾压至规定的压实度，检测合格后进行下一道工序；
②确定取料场的位置，制定采集方案，配备自卸车及附属机械，规划便道；
③对填料作标准试验，同一作业段材料尽量材质均匀，达到填石路堤的质量的要求，骨料比例、细料含量、塑性指数等符合规定；
④每一种填料开始填筑前应作试验路段，验证压路机型、铺填厚度、碾压遍数、检测质量方法和控制方法。
（２）测量放样
①复核中桩线位、水准点高程和中桩标高。
②按纵向设计标高和横断面设计图，逐桩放样。
③钉出中心桩和边桩，设置标杆，标出每层的填筑高度，挂线施工；
④设置好观测沉降量的基准点和桩位；
（3）按指定位置，并经监理工程师批准的取料场，用推土机清除l覆盖后，用推土机或装载机或挖掘机按填料要求进行备料，监理工程师签认“材料许可证”。
（4）选用大吨自卸汽车运料至施工路段内，运用“车推法”摊铺。
即首先进一车石料卸在填筑地段，推土机马上根据填石路堤容许松铺厚度处起铲摊平，然后第2车料卸在第1车料推平的末端，第1车料的石块就均匀地被压在下面，细料在表面嵌缝，这样填石路堤表面看不见突石，即平整又顺适，又便于压实。
（5）分层填筑用推土机配合人工整平
①逐层填筑时，应安排好石料运输路线派人指挥，按水平分层，先低后高，先两侧后中间卸料，并用大型推土机摊平。
个别不平处应配合人工用细石块、石屑找平。
虚铺厚度按第五第规定（路床以下0—50cm30cm；50cm以下40cm）。
②如石块天然级配较差，粒径大，石块间的空隙较大时，可于每层表面的空隙里扫入石渣、石屑、中粗砂或砂砾，再以压力水将砂冲入下部，反复数次，使空隙填满。
③对于大于20cm的石块进行人工检出或砸碎。
如填料颗非常均匀，无细料填充时，可用人工再用小石块找平，石屑塞缝，最后压实。
④填料中如果粒径在20cm以上的石块较多时，边坡外侧可选用未风化的坚硬石料砌筑，厚度不小于1.0m，可以起到封路基的作用。
（6）洒水
填石路堤不同于土质路基，难以确定最大干密度和最佳含水量，在路堤填筑过程中根据填料颗粒组成和石料性质，由现场监理人员同意，可适量洒水，使路基表面平整。
（7）碾压和整形
填石路堤密实程度，只有选用振动压路机，才能达到最佳压实度。
本工程指定振动压路机激振力不得小于25KN。
要求配备CA—25或CA30型振动压路机，，压实效果最好。
经试验确定：
先用大型履带推土机或18——21T重型钢轮压路机稳压1——2遍之后，振动压路机振压不得少于6遍（不包括检测时碾压的2遍），最后再用18—21T压路机静压1——2遍，使沉降量不超过5mm。
碾压速度不宜大于3KM/h，碾压时直线段由两边向中间，小半径曲线段由内侧向外侧，纵向进退式进行。
纵向接头搭重压不小于2m，横向接头轮迹重叠1/3，直到无漏压、无死角，确保碾压均匀。
按设计断面进行边坡整修，达到平整、无悬石。
每层填筑时，留有超宽（每侧各25cm），边坡坡度按1：
5控制，施工时路拱2％，路床顶面按1.5％。
（8）检查压实度
填石路堤的压实度检测采用“沉降量观测法”，沿路纵向每20m一处，横向不小于3点（即左、中、右各一点），但每100m2不少于10点，定点观测每层压实后表面标高，其测量方法在第四条中已有说明。
２、填石路堤施工工艺流程图
３、当公路沿线无填石路堤的填料时，确有土石混合料，对土石路堤施工的技术要求如下：
（１）土石路堤的基底处理同填石路堤。
（２）天然土石混合材料中所含石料强大于20Ｍpa时，石块的最大粒径不得超过压实层厚的2/3，超过的应消除，当所含石料为软质岩（强度小于15Ｍpa）时，石料最大粒径不得超过压实层厚，超过的应打碎。
（３）土石路堤应分层填筑，分层压实。
每层铺填厚度应根据压实机械类型和规格确定，不宜超过40㎝.
（４）压实后渗水性差异较大的土石混合料应分层或分段填筑，不宜纵向分幅填筑。
如确需纵向分幅填筑，应将压实后渗水良好的土石混合料填筑路堤两侧。
（５）当土石混合料来自不同料场，其岩性或土石混合比相差较大时，应分层或分段填筑。
若不能分层或分段填筑，应将含硬质石块的混合料铺于填筑层的下面，且石块不得过分集中或重叠，上面再铺含软质石料混合料，然后整平碾压。
（6）土石混合料中，当石料含量超过70％时，应先铺填大块石料，且大面向下，放置平稳，再铺小块石料、石质或石屑嵌缝找平，然后碾压；当石料含量小于70％时，土石可混合铺填，但应避免硬质石块（特别是尺寸大的硬质石块）集中。
（7）土石路堤的路床顶面以下30—50cm范围内应填筑符合路床要求的土并分层压实，填料最大粒径不大于10cm。
十、填石路堤的检测项目
１、基本要求和外观鉴定
修筑填石堤应认真进行地表清理，逐层水平填筑石块，填筑层厚度及填料的粒径应符合设计和施工规范规定以及工程管理部门规定的技术要求，填石空隙用石渣、石屑嵌压稳定。
上、下路床填料应符合有关规定。
采用振动压路机分层碾压，压至填筑层顶面石块稳定，振压两遍无明显标高差异。
路基表面应整修平整。
外观鉴定：
上边坡必须稳定不得有松石，表面必须平整，路基边坡直顺，曲线圆滑。
２、实测项目如下表。
项次
检查项目
规定值或允许偏差
规定值或允许偏差
检查方法和频率
一级公路
其他公路
１
压实度
层厚和碾压遍数符合要求
层厚和碾压遍数符合要求
查施工记录（按沉降法）
2
纵断高程
（mm）
＋10，－20
＋10，－13
水准仪：
每200m测4点
3
中线偏位
（mm）
50
100
经纬仪：
每200m测4点，弯道加ＨＹ、ＹＨ两点
4
宽度
（mm）
不小于设计值
不小于设计值
米尺：
每200m测4处
5
平整度
（mm）
20
30
3m直尺：
每200m测4处×3尺
6
横坡
（％）
±0.3
±0.5
水准仪：
每200m测4断面
7
边坡
坡度
不陡于设计值
不陡于设计值
每200m抽查4处
平顺度
符合设计
符合设计
参考资料：
１、《公路路基施工技术规范》（ＪＴＪ033—95）1996年10月1日。
２、《公路填石路堤实际标准与检测方法》交通部公路科学研究所。
1998年12月。
３、《内蒙古填石路堤压实标准与检测方法的研究》内蒙古设计研究院1998年10月。
４、《安徽公路填石路堤压实标准与检测方法》安徽省路基勘测设计院1998年11月。
５、《公路填压路堤压实际标准与检测方法总报告》交通部公路科学研究所、内蒙古交通设计研究院、安徽省公路勘测设计院报告1998年12月。
６、《公路》杂志2003年第一期。
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