填石路堤填筑技术总结

填石路堤填筑技术总结

鲁军良齐伟肖正勤朱继红郑清君(整理)

摘要：随着高速公路的迅猛发展，出现了大量的填石路堤。本文通过填石路堤现场施工，对填石路堤的粗粒料的压实特性、机械配置、施工工艺、沉降、稳定性评价、压实质量检查、大粒径石块路堤快速填筑问题及经验进行了研究和总结。

关键词：填石路堤、大粒径石块、填筑、总结

一、填石路堤的现状

近年来，随着我国经济日益发展，高速公路建设发展迅速。在多山丘陵地区，由于路基填料主要的来源是石质挖方和隧道弃方，填石路基被广泛应用。填石路堤是指在路基施工中，利用石料（包括大卵石）填筑的路堤，填石路堤填料的粗粒径（大于5mm，最小抗压强度15Mpa）含量一般超过70%。由于粗粒料含量太高，填料的压实特性、力学特性等基本由填料中的粗粒部分决定。

而长期以来，研究部门对填方路基的压实特性、检测标准的试验和研究都建立在细粒土基础上，有关填石路堤的压实特性和检测标准方面的试验和研究极其薄弱。给设计、施工、检测等各方面都带来一系列困难。尤其是沉降差检测还未被广泛应用，有一个经验积累和转变观念的过程。在近几年逐渐开展了填石路堤修筑技术方面的试验和研究，尽管还不很完善和全面，但取得的一些实践和研究成果，对填石路堤填筑技术进行总结，具有重要的现实意义。

二、路堤的分类

根据填料中石料含量的不同，路堤可大致分为填石路堤、土石混填路堤和填土路堤三种类型，见下表。

除了膨胀性岩石，不同强度的石料均可用作路堤填料。在施工中发现填石料遇水崩解快、体积膨胀明显时，取样送有关部门进行试验，当确定岩石为膨胀性岩石时，禁止用于路堤填筑。

三、填石路堤填料的级配

从多条高速公路填石路堤的施工经验来看，路基不同分区的填石料级配控制是施工中的一项很重要的内容；

在水利部门堆石坝施工中总结出理想级配经验公式，如下：P=［d/D max］n×100

式中：P—小于某粒径的含量百分数；

d—某粒径尺寸，mm；

D max—最大粒径，mm；

n—决定级配曲线的指数，n=0.25~0.5；

从上式可见：对于最大粒径相同的填料，某级配不同时，其压实特性也有较大的差异；但以往高速公路填石路堤的填石料在相当大的级配范围内，其压实干容重均能达到一个较理想的数值，即使在填料级配较差的情况下，其密实后的填料级配能提供较高的力学强度和较低的压缩变形量；可见，填石路堤可不对填料级配作出特殊的要求。

填石路堤中石料强度不应小于15Mpa，且石料的最大粒径不宜超过填层厚度的2/3。利用强风化石料或软质岩石填筑路堤时，当用重型压路机或夯锤压实时，石料可被碾压成碎屑、碎粒，这类石料应测定CBR值，符合要求时，才准许使用。一般对填料级配不作限制，但当发现由于某种粒径的填料（一

般为细料）欠缺而影响压实效果时，可采用补充该级级配填料的办法进行改善。

同时填石料的级配一方面受岩石本身的节理、裂隙、发育情况和岩石本身强度的影响，同样也受到爆破参数、开挖方法等因素的影响。前者是无法改变的特性，但后者是可以通过正确的爆破试验来改善；在开挖石方时，尽量选用最优的爆破参数，在铲运、摊铺、碾压过程中，注意粗细料的均匀搭配，对填石路堤的施工，将起到主动、积极的作用。

四、施工前的准备及施工机械的配置

在施工前除了常规路堤填筑所需进行的准备工作外，还应进行填料复查工作。填石路堤的用料一般都是由隧道洞碴及挖方段调用，虽然设计部门有一个大致的分类，但在施工前要进行复查，复查一般采用目测及试验的方法。主要是界定填料的土石比，同时划分填料的类别。

在挖方地段，调查岩石覆盖层、软弱夹层等资料，对于岩石中有软弱夹层、含泥量高的填料，应重新修改填石修筑计划或按土石混填路堤施工，并反馈给设计部门。

路基填筑中，各个机械的配合（数量）比例互相配套并满足生产和填筑强度的要求；填石路堤的稳定和变形主要和填石料的密实程度有关，为确保填石路堤有足够的压实效果，必须采用吨位较大的振动型压路机碾压，经验表明，振动压路机振动时和无振动时填料的应力比约为5:1，压路机的吨位越大，其压实效果越好。振动型压路机主要作用是：

①振动时，石为料颗粒处于运动状态，填料内部阻力大为减少，利于填料的压实；

②由于振动压路机的静重和压力波形式的动力作用，填料中产生压应力和剪应力，促使颗粒间阻力减小，产生移动重新排列而压实。

其中振动压路机、大型推土机、挖掘机、自卸汽车等是必备的设备，见表2。

五、试验段的施工

1、试验段地点的选择：选择在地质条件、断面型式均具有代表性的地段，长度不宜小于100m；面积不宜小于500m2。

2、施工机机械的选择：填石路堤必须配备大功率的机机械设备，其中振动压路机、大型推土机、挖掘机、自卸汽车等是必备的设备。

3、试验参数的选择：包括机械参数和压实参数两大类。填石路堤的施工关键在于石料的压实，确保路堤的稳定，但是，过高的压实标准又会增加施工的难度和工程投资，造成路堤安全储备方面的浪费，因此，应先合理选择填筑标准。

3.1、选择压路机一般要考虑碾重、振幅、频率、激振力等几个参数，根据类似工程的经验，选定型号，则碾重、振幅、频率、激振力等机械参数也基本确定。吨位越大，压实效果越好；压实体固有频率和压路机激振频率一致时，压实效果也更好；当频率固定后，一般随振幅加大，压实效果也越好。但若吨位大，则经济投入大；振幅过大，压路机也承受很大的应力。常用砂卵石和粗砾石的自振频率一般为2

4.7、30 HZ。压路机的行走速度也影响着填料的压实效果，行速越慢，单位时间内填料承受的压实功也越高，其压实效果越好，但行速过慢又会增加工程成本。因此，一般情况下，填石路堤应选择静重13t以上，频率25~30HZ，振幅1.5~1.8mm，碾压速度2~4km/h的振动压路机进行碾压。

3.2、碾压遍数一般由现场试验确定，它不仅和压路机吨位、功率、碾压参数有关，还和填筑层厚、最大粒径、填石类型、压实标准等因素有关；以净重14T、自振频率为30HZ振动压路机，洞渣松铺厚度50cm，最大粒径为30cm的花岗岩为例，在2~8遍碾压中，平均干容重、压实沉降差的变化情况如图1、2。