２０１１年６月 【ｌ】国港湾建设 Ｃｈｉｎａ Ｈａｒｂｏｕｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｊｕｎ．，２０１１ Ｔｏｔａｌ １７４，Ｎｏ．３ 第３期总第１７４期 高速公路细砂填筑路基施工技术 王学芹，付士刚 （中交一航局第一工程有限公司，天津３００４５６） 摘要：通过崇启通道工程（上海段）路基填筑工程，重点介绍路基试验段长江口细砂填筑施工技术要求。总结出长 江口细砂作为路基填料的压实机械设备配置、碾压方案、最佳含水率等技术参数，为细砂填料路基施工提供参考。 关键词：长江口细砂；路基填筑；压实；技术参数 中图分类号：Ｕ４１６．４ ０文献标志码：Ｂ 文章编号：１００３—３６８８（２０１１）０３—００７３—０３ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｆｒｅｅｗａｙ Ｒｏａｄｂｅｄ Ｆｉｌｌｉｎｇ ｏｆ Ｆｉｎｅ Ｓａｎｄｓ ＷＡＮＧ Ｘｕｅ—ｑｉｎ ，ＦＵ Ｓｈｉ－ｇａｎｇ２ （Ｎｏ．１ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．ｏｆ ＣＣＣＣ Ｆｉｒｓｔ Ｈａｒｂｏｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００４５６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｒｏａｄｂｅｄ ｆｉｌｌｉｎｇ ｗｏｒｋ ｉｎ Ｃｈｏｎｇｍｉｎｇ－Ｑｉｄｏｎｇ Ｔｕｎｎｅｌ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ（Ｓｈａｎｇｈｍ ｓｅｃｔｉｏｎ），ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｆｉｎｅ－ｓａｎｄ ｆｉｌｌｉｎｇ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｔ Ｙａｎｇｔｚｅ Ｅｓｔｕａｒｙ ａｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ．Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｍｐａｃｔ ｍａｃｈｉｎｅｒｉｅｓ，ｃｏｍｐａｃｔ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ，ａｎｄ ｏｐｔｉｍａｌ ｒａｔｅ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ ＳＯ ｏｎ ａｒｅ ｃｏｎｃｌｕｄｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒａｃｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈ ｈｅ ｒｏａｄｂｅｄ ｆｔｉｌｌｉｎｇ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆｆｉｎｅ ｓａｎｄｓ Ｃａｎ ｂｅ ｒｅｆｅｒｒｅｄ ｔｏ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｆｉｎｅ ｓａｎｄｓ ａｔ Ｙａｎｇｔｚｅ ｅｓｔｕａｒｙ；ｒｏａｄｂｅｄ ｆｉｌｉｎｇ；ｃｏｍｐａｃｔ；ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ １工程概况 表１主要检测项目 序号 检测项目 备注 采用长江口细砂作为路基填料，在我国高速公路施工 中尚属首例。崇明至启东长江公路通道工程（以下简称崇 １ 细砂黏粒含量、最大干密度、最佳含水量 前期施工准备阶段 ２ 包边土的有机质含量、液限、塑性指数 前期施工准备阶段 ３ ４ ５ ６ ７ ８ 土工材料检测 碾压设备 碾压速度 碾压遍数及压实度 细砂、包边土的含水量控制 细砂、包边土的松铺系数 前期施工准备阶段 施工过程阶段 施工过程阶段 施工过程阶段 施工过程阶段 施工过程阶段 启通道），是国家高速公路网中上海至西安高速公路的重 要组成部分，也是长三角高速公路网规划的城际通道。崇 启通道工程Ｉｖ标工程填砂路基段共６．４８ １ ｋｍ。 为保证全线填砂路基施工，并确定砂质路基填筑技术 参数和操作规程，以指导整个崇启通道（上海段）路基工 程施工，先进行了２００ ｍ的路基填砂试验段施工。 ２试验段的设定 ２．１位置选定 由填砂路基的特殊性，结合现场施工条件，填砂路基 试验段选在里程Ｋ２４＋０００－－－Ｋ２４＋２００处的全幅路基。该段 ３石灰包边土的施工工艺试验 ３．１石灰包边土的设计要求 路基主要为一般路基，填筑高度 为１．６１～３．４１ ＩＴＩ。 ２．２试验目的 包边土采用有机质含量＜４％，液限＜５０％及塑性指数 为６～２６的黏土，严禁使用沼泽土、淤泥、泥炭，不能含 有易腐朽物质的材料，石灰采用ＩＩＩ级以上石灰，钙镁含 量符合规范要求。 土源为路基反开挖土，检验结果为：有机质含量为 １）确定压实、填筑机械的规格、型号； ２）确定施工的最优机械组合性能和最经济的效果； ３）确定填料施工含水量的控制范围； ４）确定适宜的松铺厚度和相应的碾压遍数、碾压速度； ２．３试验主要检测项目 ３．４６％，液限ＷＥ－３８．２，塑限Ｗ ＝１８．１，塑性指数Ｌ ＝２０．１， 土源最佳含水率０９＝１５－３％，最大干密度为１．８１ ｇ／ｅｍ ，满 路基试验的主要检测项目如表１所示。 收稿日期：２０１０—１２一Ｏ１ 修回日期：２０１ｌ＿０５—１３ 作者简介：王学芹（１９７８一），女，天津塘沽人，工程师，从事港口及 足有机质含量＜４％，液限＜５０％，塑性指数为６～２６的设计 要求。 石灰有效ＣａＯ和ＭｇＯ含量为８９．９８％，５％石灰土最 佳含水率ＯＪ＝１６．３％，最大干密度为１．７６ ｇ／ｃｍ，。 航道施工技术管理工作。 ・７４・ 中国港湾建设 ２０１１年第３期 ３．２石灰包边土施工工艺试验流程 ５）石灰土的虚铺系数，Ｋ２４＋０００－－Ｋ２４＋２００段，平均 试验流程为：测量放线一拌合石灰土一闷料一摊铺石 灰土一小型路拌机二次拌合一整平一压路机碾压一压实度 检测一放线修边。 ３－３石灰包边土施工工艺 松铺厚度２８．５ ｃｍ，平均压实厚度１９．６ ｃｍ，松铺系数１．４５。 ６）碾压前检测石灰土的含水量，确保其在最佳含水 量（１６％）附近，静压一遍后，平地机按测量员放出的高程 控制桩精平。 ７）包边土的碾压 １）包边土设计法向宽度ｌ ＨＩ，水平宽度１．８ ｍ，在施 工过程中向外侧加宽１ ＨＩ左右，以保证压路机的碾压宽度 和边坡的压实度。 Ｋ２４＋０００一Ｋ２４＋１００段９３区填土厚度６０～１００ ＣＩｌｌ（见图 １）包边土碾压：压路机组合：１０ｔ光轮压路机＋１４ｔ振动压 ２）包边石灰土与填筑砂施工基本同步进行，先施工 路机。１０ ｔ静压２遍＋１４ ｔ静压１遍＋１４ ｔ振动碾压３～４遍＋ １０ ｔ静压１遍。 Ｋ２４＋０００一Ｋ２４＋１００段９４区填土厚度４０～６０ ｃｍ（见图 １）包边土碾压：压路机组合：１０ ｔ光轮压路机＋２０ ｔ振动压 两侧一层（２０ ｃｍ厚）包边土碾压密实后，人工修内侧边 坡，再进行一层（２０ ｃｍ厚）填筑砂施工。 ３）石灰土应在施工前２～３ ｄ拌合闷灰，使灰充分吸 水，以降低土含水量，使生石灰充分消解，石灰土掺人量 控制在６％～７％。 路机。１０ｔ静压２遍＋２０ｔ静压１遍＋２０ｔ振动碾压３－４遍＋ １０ｔ静压１遍。 ４）石灰土用挖掘机、装载机摊铺，用小型路拌机配 碾压式从包边土内侧边向两边坡外侧边推进，压路机 碾压轮重叠轮宽１／３。压路机进行速度控制在１．５～２．５ ｋｍ／ｈ。 合铧犁将石灰土二次搅拌均匀并将土块打碎。 ｒ［ Ｉ一 叠 蛩圈 殛葺三三三 二二 士９４唪』 长江口细砂９４区赛Ｉ一—］ 一——— Ｉ／【 土９３ Ｊ＿＿一长江口细砂９３区 苫ｌ ——里Ｌ—一Ｉ 图１路基填筑示意图 ８）不同压实设备组合下压实遍数与压实度的关系 为确定最优压实组合及适宜的碾压遍数，选在Ｋ２４＋ ０００－－Ｋ２４＋１００第一层（９３区）、第二层（９３ Ｉ夏）、第六层 精平一含水量检测一压路机碾压一压实度检测。 ４．３施工工艺 １）长江口细砂采用自卸卡车自砂库运至施丁现场。 （９４区）、第八层（９４区）对每遍碾压的压实度和含水量跟 踪取样检测。 用Ｔ１６０Ａ履带式推土机粗略推平 然后用平地机整平，再 用推土机按路中心高、路侧低，横坡控制在２．０％～２．５％ 摊铺粗平，摊铺粗平厚度经检查不超过３０ ｃｍ，在砂的表 层洒水使其含水量高于最佳含水量，冉用平地机仔细平 整，个别不平处，辅以人工找平。细砂的平均松铺厚度 ２４．４ ｃｍ，平均压实厚度１９．８ ｃｍ，松铺系数１．２３。 ①９３区包边石灰土１０ｔ压路机静压２遍，１４ｔ压路机 静压１遍后，１４ ｔ压路机振动碾压４遍，包边土含水率 １６．３％～１６．４％，检测平均压实度为９３．４％。 ②９４区包边石灰土１０ ｔ压路机静压２遍，２０ ｔ压路机 静压１遍后，２０ ｔ压路机振动碾压４遍，包边土含水率 １６．２％～１６．３％，检测平均压实度为９４．５％。 ４长江口细砂施工工艺试验 ４．１长江Ｅｌ＂细砂击实试验 ２）用平地机由两侧向初步刮平整形，然后用轮 胎压路机立即在初平的路段上快速地碾压１遍，以暴露潜 在的不平整，再用平地机刮平整形一次，局部地段辅以人 工整平。反复多次直到达到规定的坡度和路拱。每次整型 均按照规定的高程和横坡挂线进行，并注意接缝处的整 平，使之达到顺适平整。 长江口细砂，黏粒量（粒径小于０．０７５ ＩＴｌｍ的颗粒含 量）为７．８％，满足黏粒含量小于２０％的设计要求。击实试 验结果见表２。 表２重型击实试验结果汇总 序号 取样地点 取样时间 试验结果 最佳含水率 最大干密度 ｏＪ／％ ／（ｇ・ｃｍ。） ３）平整结束，立即用压路机碾压，对局部含水量偏 低的部位（主要是路侧），在压实前检查砂的含水量，若含 水量不足则采用水车或水泵补充洒水至压实的最佳含水 量。 １ Ｂ库区砂场 ２００９—０５－１２ ２ 现场取样 ２００９—０６一Ｏ５ ３ 现场取样 ２ｏｏ９－０８－０５ １６３ ｌ３＿２ １６．９ １．６２ １．５９ １．６４ ４）本工程试验段碾压分为３种机械组合进行试验， 分别为： 组合①：１４ ｔ＋１０ ｔ，即平地机整平后先用１４ ｔ振动压 路机静压１遍，然后用１４ｔ压路机振动５－６遍，冉用１０ｔ 压路机收面。 ４．２施工工艺试验流程 试验流程为：测量放线一运砂及上砂一摊铺及粗平一 ２０１１年第３期 王学芹，等：高速公路细砂填筑路基施工技术 ・７５・ 组合②：１４ ｔ＋２０ ｔ＋ｌＯ ｔ，即平地机整平后先用１４ ｔ振 动压路机静压２遍，然后用２０ｔ压路机振动３～４遍，再用 １０ｔ压路机收面。 左右时易于碾压施工。②长江口细砂对含水量的敏感性较 强，水稳定性较好，根据试验段施工数据长江口细砂碾压 的最佳含水量１４％左右时易于施工。碾压过程中及时检查 砂的含水量，若含水量较小则及时补水，以利于碾压成 组合③：２０ ｔ＋ｌＯ ｔ，即平地机整平后先用２０ ｔ振动压 路机静压２遍，然后用２０ｔ压路机振动３￣４遍，再用１０ｔ 压路机收面。 碾压时要求碾压轮迹搭接宽度不小于３０ ｃｍ，压路机的 碾压速度开始两遍采用１．５～１．７ ｋｍ／ｈ，以后采用２．０－２．５ ｋｍ／ｂ。 型。③由于原地基含水量较大，路基填筑前应路基两侧开 挖纵向排水沟，降低地下水位，第一层填砂使用１４ ｔ压路 机效果较好。 ４）长江口细砂的碾压。①由于细砂表面较松散，在 振动碾压中除控制砂的含水量外，还应使用低振幅振动。 ５）为了确定最优压实组合以及确定适宜的碾压遍数， 特选在试验段全路段（Ｋ２４＋０００－－Ｋ２４＋２００）第一层（９３区）、 第六层（９４区）、第七层（９４区）填砂对每遍碾压的压实度 和含水量跟踪取样检测。 ①第一层（９３区）填砂，１４ｔ压路机静压两遍后，１４ｔ压 路机振动碾压（组合①）６遍，细砂平均含水率１０＿８％， 检测平均压实度为９３．７％。 ②第六层（９４区）填砂，１４ｔ压路机静压两遍后，２０ｔ压 路机振动碾压（组合②）４遍，细砂平均含水率１０．６％， 检测平均压实度为９４．４％。 ③第七层（９４区）填砂２０ｔ压路机静压２遍后２０ ｔ压路 机振动碾压（组合③）４遍，细砂平均含水率１０．６％，检测 平均压实度为９４．５％。 ５细砂填筑路基碾压工艺的选定 ２００ ｒｌｌ路基试验段施工结束后，用试验段的数据指导 全标段路基大面积施工，施工中选定石灰包边土和路基的 碾压工艺如下。 ５．１ 包边土施工碾压工艺的选定 根据试验结果，填土厚度６０～１００ ｃｍ时，包边土最佳 压路机组合：１０ｔ静压２遍，１４ｔ静压１遍，１４ｔ振动３～４ 遍，可达９３％压实度要求。填土厚度４０～６０ ｃｍ时，包边 土最佳压路机组合：１０ｔ静压２遍，２０ｔ静压１遍，２０ｔ振 动３ ４遍，可达压实度９４％要求。包边土碾压过程中含水 量控制１６％左右时有利于碾压。 ５．２长江口细砂施工碾压工艺的选定 根据现场施工情况及压实度结果选用②、③组合较为 合理，压实效果较好，建议填砂厚度小于４０ ｃｍ时选用② 组合，填砂厚度大于４０ ｃｍ时选用③组合。 ６填砂路基的施工经验 １）雨季施工应加强路基的排水，避免冲刷和浸泡已 填筑完成的路基。路基清表时用平地机刮出路拱并开挖排 水沟，排水沟与浜塘联通确保雨天路床不积水。 ２）随着路基填筑高度的增加砂层水分容易流失，砂 层易松散，运砂车辆容易陷车。应及时洒水保持砂层表面 潮湿有利于砂的运输。 ３）含水量的控制。①包边土只有在最佳含水量时进 行碾压才能达到最佳压实效果，当含水量较低时碾压多次 也难达到要求，含水量较高时易发生翻浆、弹簧土等病 害。因开挖素土天然含水量较大，包边土施工时提前２￣３ ｄ 灰土拌合处理。由试验段可知情况包边土在含水量为１６％ 根据现场施工情况，用ＹＺ１４０型压路机（１４ ｔ），振动频率 ３０ Ｈｚ，振幅１．２３～１．５ ｒａｍ；用ＳＸＭ２２０型压路机（２０ ｔ）， 振动频率２８ Ｈｚ，振幅１．１～１．３ ｍｍ。②碾压过程中按照先 静后振，先慢后快，由两侧向中间的原则。压路机的碾压 速度开始两遍采用１．５～１．７ ｋｍ／ｈ，以后为２．０～２．５ ｋｍ／ｈ。碾 压时碾压轮迹搭接宽度大于３０ ｃｍ，前后相邻两个区段纵 向重叠碾压２．０ ｍ以上，达到无漏压、无死角，确保均匀 密实。③压路机碾压过程中因对砂层表面造成推移扰动， 在砂层表面以下５～１０ ｅｍ范围内压实效果较差，５～１０ ｅｍ 以下部分才能代表真实的压实情况。 ５）按照先两侧包边土再填筑中间长江口细砂的顺序 施工，包边土施工后若遇雨，渗入砂体内的雨水通过横纵 盲沟排入集水井内由水泵抽出，砂表面雨水通过横纵坡排 人低填部位，由水泵集中排出。包边土顶面留２％～３％的 横坡确保雨天不积水。见图２。 石灰土包边 图２填砂路基排水示意图 ７结语 长江口细砂作为路基填筑材料在高速公路工程中大面 积应用，尤其利用其砂质特性（毛细水上升高度有限）降低 路堤填筑高度，尚属首次。填砂总量Ⅳ标段计９０万ｍ ， 崇启通道工程全线共计３５０万ｒｆｌ 。通过２００ Ｉｌｌ路基试验段 的施工，总结改良砂质路基填筑工艺，为高速公路砂质路 基填筑施工提供了技术参数和施工经验。文中阐述的砂质 路基填筑过程中的难点控制方法和注意事项，为细砂在其 他工程施工中的应用提供了一些可供参考的资料。 参考文献： 【１】姚松柏．崇明岛接线工程填砂路基施工技术［Ｄ】．成都：西南交 通大学，２００７． 【２】陈维．特殊路基施工关键技术研究［Ｄ］．西安：长安大学，２００４． 【３３】 王国林，于永宏．用粉质细砂土（风积砂）填筑高速公路路基 【Ｊ］．辽宁交通科技，１９９７（６）：１２—１４．
