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1、第14卷第5期平顶山工学院学报Vol.14No.52005年9月JournalofPingdingshanInstituteofTechnologySep.2005文章编号:1671-9662(2005)05-0052-04砂砾填筑高速公路路基施工技术12陈渊召,邢红昌(1.长安大学研究生部,陕西西安710064;2.中房集团平顶山公司,河南平顶山467001)摘要:南阳至邓州(省界)高速公路65%的路段位于中等膨胀土区域,而近距离内却没有适合的非膨胀土填筑材料。经论
2、证,以砂砾作为路基填筑材料,采用土包砂砾的设计方案。文章对砂砾填筑路基的设计方案及施工工艺进行了研究、探讨。关键词:砂砾;高速公路;路基填筑;包边土中图分类号:U416.041文献标示码:A南阳至邓州(省界)高速公路(简称南邓高速公路)有60km的路段位于中等膨胀土区域。为保证路基的长久稳定性,采用非膨胀土材料填筑路基。而K0+000~K12+500和K81+400~K91+070路段在近距离内无适合填筑材料,给路基填筑造成很大困难。砂砾水稳定性好、透水性强、沉陷快、易压实、毛
3、细水上升高度小,是一种良好的填筑路基材料,对保证路基填筑质量,加快路基工程进度具有一定的优势。南邓高速公路所在的南阳地区砂砾资源较为丰富,砂砾填筑路基已在公路路网建设项目中大量运用,取得了理想的使用效果,但在高速公路建设中尚未使用。但砂砾作为填筑材料,存在失水后易滑坍,不易压实,干稳定性差的缺陷。采取砂砾填芯,两侧采取粘土包边的填筑方法,可以发挥两种材料各自的优点,确保填砂路基的稳定。在我国现行的施工技术规范中,尚无现成的土包砂路基施工工艺。针对实际情况,与设计单位共同制定了包砂砾
4、路基施工设计方案,对这种结构形式进行施工指导与质量控制,并在施工中探索、总结和完善。1砂砾材料由于砂砾与粘土在土质、力学性质各项技术指标上的差异,在施工中砂砾与粘土的具体操作及各项控制指标也存在着很大差别。因此,砂砾与粘土结合部位的压实度控制便成了施工中一个最棘手的问题,也是工程中最薄弱的环节。通过对粘土及砂砾采样进行分析,各项物理性能指标如表1:表1粘土及砂砾采样分析结果土质液限塑限性指数天然含水量最佳含水量最大干密度砂砾6.37.92.08对砂砾进行颗粒分析,
5、不均匀系数Cu值在3.6~4.7之间。工程上把Cu<5的土称为级配均匀的土,而Cu>10的土则称为级配良好的土。表1的分析结果表明,砂砾级配不良,天然条件下不可能自己形成较紧密的土体,只有通过饱水压实才能缩小颗粒间距,形成一定结构强度。根据试验结果,砂砾的最大干容重及最佳含水量与0.074以下颗粒含量多少反映不灵敏,只是总体颗粒较细时,最大干容重偏低,最佳含水量偏高,因此,夏季施工时预留散失水量。2填砂路基设计方案2.1方案一设计单位根据砂砾的级配组成,结合路基边坡的绿化和防护需要,
6、提出了中间填筑砂砾,两侧使用粘土包边的方案(见图1)。该方案用于K0+000~K12+300段的路基施工。包边土垂直厚度为100cm,水平厚度180cm,按照路基施工技术规范要求,施工时每侧超填50cm,实际包边土宽度为收稿日期:2005-05-20第一作者简介:陈渊召(1974-),河南襄城县人,长安大学在读硕士研究生,主要从事岩土工程、道路工程研究。第14卷第5期陈渊召等:砂砾填筑高速公路路基施工技术53230cm。满足压路机的碾压宽度,
7、可以保证包边土的压实度。图1填砂砾路基(方案一)方案一的特点:该方案充分考虑了取自河流中的天然砂砾含水量较高和必须通过饱水压实,因此对排出施工过程中砂砾的含水量极为重视。对此问题,设计单位做出了较为详细的设计。因填砂路基位于膨胀土区域,为尽可能减少砂砾中水下渗对膨胀土原地面土的浸泡,造成路基底面软弱,该方案采取了对原地面进行掺加石灰处理的措施,使原地面土具有一定的强度和提高抗水浸泡能力。在原地面上采用6%石灰土作横坡为3%的土质路拱,以利于下渗水向路基两侧分散、排出。在坡脚位置
8、每间隔10m作40cm40cm的碎石盲沟,利于砂砾中汇集的水分排出路基。方案一存在的问题。夏季降水量较大时,所设计的间距10m的碎石盲沟,不能使砂砾中的汇集水正常排出,造成对包边土的浸泡。必须挖出已湿软的包边土并进行换填处理。2.3方案二在方案一的基础上,加大了砂砾排水能力,取消方案一中的40cm40cm碎石盲沟,而将底部50cm砂砾填筑至路基坡脚位置,使用反滤土工布包裹,大大增加了砂砾中汇集水分的排放面积,彻底解决了方案一存在的弊病(见图2)。同时,考虑到土工布5a左右的使
