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石质路基施工

第三章石质路基施工

1.学习目标与要求:掌握石质路基施工方法与质量控制

2.本章重点:填石路堤的基底处理、填料选择、施工方法,机械选择和压实标准以及石质路堑爆破方法选择,爆破程序控制,开挖方法。

3.本章难点:石质路堑爆破方法选择、爆破程序控制及爆破参数选定。

10.1 填石路堤施工

填石路堤一般是指用粒径大于40mm,含量超过70%的石料填筑的路堤。

第一节填石路堤施工

1 基底的处理

(1)基底土密实稳定,地面横坡在1:5~1:2.5时,清除草皮杂物腐殖上后;还应将原地面挖成台阶,台阶宽应不小于2m,内坡大于4%。当基岩面上的覆盖层较薄时,宜先清除覆盖层再挖台阶;当覆盖层较厚时,可予保留。当横坡陡于1:5时,应采用相应的稳定措施。

(2)基底为耕地或松土时,应先将原地面压实后再填筑,若松土厚度较大,应翻挖至紧密上层。将土块打碎,然后分层回填、找平、压实。对路线经过水田、池塘或洼地时,应根据具体情况采取排水疏干、挖除淤泥、换土、打砂桩、抛填砂砾石等处理措施,将基底加固后再行填筑。

(3)当路基稳定受到地下水影响时,应予拦截或排除,将地下水引至路堤基底范围以外。

(4)由于填石路堤的填料比较坚硬,压实难度大且透水性强,水容易从路面边坡等部位进入基底使路基湿软以致造成不均匀沉降,为防止地基承载力不足而导致路基整体工后沉降过大或失稳破坏,不同路堤填高对地基的承载力要求不同:路堤高度小于10m时,地基承载力不宜低于150kPa;路堤高度为10~20m时,地基承载力不宜低于200kPa;路堤高度大于20m时,路基宜填筑在岩石地基上。

(5)当为细粒土地基时,应按设计要求设过渡层;当为岩石和细粒土组合地基时,应将岩石凿平,并在细粒土部位设过渡层。注意路堤基底范围内,可能因地面水或地下水影响路基的稳定时,应采取必要的引排、拦截等措施或在路堤底部填筑不易风化的、透水性好的填料。

(6)基底排水清淤、软地基、斜坡地和泉眼等处理,经检验合格才能填筑。

2 填料选择

1)膨胀岩石、易溶性岩石不宜直接用于路堤填筑,强风化石料、崩解性岩石和盐化岩石不得直接用于路堤填筑。

2)路堤填料粒径应不大于500mm,并不宜超过层厚的2/3,不均匀系数宜为15~20。路床底面以下400mm范围内,填料粒径应小于150mm。

3)路床填料粒径应小于100mm。

4)根据石料饱和抗压强度指标,可将填石料分为硬质岩石、十硬岩石、软质岩石。不同种

类填料按其在路堤堤身不同部位,可有不同要求,具体要求见表10.1,表10.2、表10.3、表10.4。

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3 路堤填筑方法

JTGF10—2006《公路路基施工技术规定》规定,膨胀性岩石、易溶性岩石、崩解性岩石和盐化岩石等均不应用于路堤填筑。为了保证路堤的施工质量,必须根据不同填料采用适当的填筑方法。

(1)用细粒土、粗粒土及卵石、碎石类岩块填筑路堤时,应按路堤横断面全宽,水平分层填筑,每层厚度约0. 3m。填筑时由基底地面最低处起,自下而上分层填筑,逐层夯压密实。

(2)用不易风化的石块填筑路堤时,基床部分应分层填筑,基床以下部分可以倾填。边坡一般以较大石块(粒径大于25cm)进行台阶式码砌。一般采用干砌的型式。

(3)用易于风化石块填筑路堤,应分层填筑,每层厚度约o.5m,石块要摆平放稳,石块间的空隙用小石块、石屑填塞。对于可压碎的风化石块应尽量分层压实。

4)填石路堤的填筑方式有逐层填筑压实和倾填(含抛填)两种。倾填又可分为石块从岩面爆破后直接散落在准备填筑的路堤内,和用推土机将爆破后堆放在半路堑上的石块以及用自卸汽车远处运来的爆破石块推入路堤两种情况。无论是哪种倾填情况,由于石料是从高处自然落下,石料间难免犬牙交错,空隙较大,故倾填路堤后的压实,稳定等问题较多。二级及二级以上公路不得釆用,只允许在特殊困难条件下二级以下的公路使用。

4 填石路堤压实

高填石路堤的施工,有条件时也可采用冲击压路机进行分层填筑与压实。冲击压路机碾压后的路基表层平整度差,只适宜在上路床以下部位施工,对于冲压后的松散表层不必重新刮平、压实即可进行上一层的填筑。

国内一些科研单位对不同强度填石材料进行了试验,试验证明,在压实机具和摊铺机

具满足要求的情况下,填石路堤可以根据石料强度、填筑部位,采用较厚的层厚进行施工。

对于填石材料,采用孔隙率控制质量较为合适。采用孔隙率指标,可以不进行填料最大干密度试验,对填石料的压实质量同样可以进行较好的控制。填料孔隙率计算公式如下: G

e e d ρη-=+=11 式中:η-孔隙率; D ρ-填料干密度; G -填料视比重。

目前填石路堤检测压实质量常用干密度、沉降差、面波等单一方法进行质量检测,均存在一些不足。填石路堤的压实功率、碾压速度、压实遍数、铺筑厚度等施工工艺参数结合沉降差对压实质量的控制有好的效果。

填石路堤压实质量检测采用压实干密度孔隙率标准检测时,就必须挖大坑(最大粒径的1.5~2倍)用水袋法进行,用于施工过程控制难度较大。

5、试验段施工:

铺筑试验路段确定路基压实的最佳方案。

影响路基压实的主要因素有土的力学性质和压实功能、土的含水量、铺层厚度、土的级配以及底层的强度和压实度。路基碾压时,并不是这些因素独立起作用,而是这些因素共同起作用。因此公路进行路基施工时,应用不同的施工方案做试验路段,从中选出路基压实的最佳方案。

铺筑试验段需制订试验方案,其目的是在给定压路机的情况下,找出达到压实标准的最经济的铺层厚度和碾压次数。路段长度不宜小于100m 。具体实施可以按以下步骤进行。 取代表性土样做重型击实试验,确定土的最佳含水量ω和最大干密度ρdmax ,并绘制干密度与含水量的关系曲线。根据土的干密度与含水量关系曲线控制土的含水量ω。确定铺层厚度和碾压遍数。一般可根据压路机械的功能及土质情况确定铺层厚度,一般应按松铺厚度30cm 进行试验,以确保压实层的匀质性。

砂性土需碾压次数少,粘性土需碾压次数多。光轮压路机碾压次数较高,轮胎式压路机次之,振动式压路机和夯击机次数最少。

通过试验段的铺筑及有关数据的检测,写出试验报告,最后确定土的适宜铺筑厚度、所需压实遍数及填土的实际含水量,以利施工中掌握控制。

6、质量评定

(一)路基、柔性基层、沥青路面弯沉值评定

1 弯沉值用贝克曼梁或自动弯沉仪测量。每一双车道评定路段(不超过lkm)检查80~100个点,多车道公路必须按车道数与双车道之比,相应增加测点。

2 弯沉代表值为弯沉测量值的上波动界限,用下式计算:

l r =l+Z a S

式中:l r —弯沉代表值(0.0lmm); l —实测弯沉的平均值:

S —标准差:Z a —与要求保证率有关的系数,见附表I 。

附表I Za 值

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3.当路基和柔性基层、底基层的弯沉代表值不符合要求时,可将超出l±(2~3)S的弯沉特异值舍弃,重新计算平均值和标准差。对舍弃的弯沉值大于l+(2~3)S的点,应找出其周围界限,进行局部处理。

用两台弯沉仪同时进行左右轮弯沉值测定时,应按两个独立测点计,不能采用左右两点的平均值。

4.弯沉代表值大于设计要求的弯沉值时相应分项工程为不合格。

5. 测定时的路表温度对沥青面层的弯沉值有明显影响,应进行温度修正。当沥青层厚度小于或等于50mm时,或路表温度在20℃±2℃范围内,可不进行温度修正。

若在非不利季节测定时,应考虑季节影响系数。

(二)路基压实度评定

路基、路面压实度以1~3km长的路段为检验评定单元,按本标准各有关章节要求的检测频率进行现场压实度抽样检查,求算每一测点的压实度K。细粒土现场压实度检查可以采用灌砂法或环刀法;粗粒土及路面结构层压实度检查可以采用灌砂法、水袋法或钻孔取样蜡封法。应用核子密度仪时,须经对比试验检验,确认其可靠性。

检验评定段的压实度代表值K(算术平均值的下置信界限)为:式中:

K=k-ta/√ ̄n*S≥K

式中:K—检验评定段内务测点压实度的平均值;

ta—分布表中随测点数和保证率(或置信度a)而变的系数;ta见附表B。

采用的保证率:高速公路、一级公路:基层、底基层为99%,路基、路面面层为95%;其他公路;基层、底基层为95%,路基、路面面层为90%;

S—检测值的标准差;

n—检测点数;

K

—压实度标准值。

路基、基层和底基层:K≥K

0,且单点压实度K

i

全部大于等于规定值减2个百分点时,

评定路段的压实度合格率为100%;当K≥K

,且单点压实度全部大于等于规定极值时,按测定值不低于规定值减2个百分点的测点数计算合格率。

K

0或某一单点压实度K

i

小于规定极值时,该评定路段压实度为不合格,相应分项工

程评为不合格。

路堤施工段落短时,分层压实度应点点符合要求,且样本数不少于6个。

沥青面层:当K≥K

且全部测点大于等于规定值减3个百分点时,评定路段的压实度合

格率为100%:当K≥K

时,按测定值不低于规定值减1个百分点的测点数计算合格率。

K

附表B t

/√ ̄n值

a

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