1、路基土質改良辦法湘耒高速公路路基精加工【摘要】路基精加工用于處理南方土質不良地段，具有節約資金、節省工期、 提高路基承載力等諸多優點，是一種好的路基處理方法。本文從其適用范圍、施 工方法等方面作了介紹。【關鍵詞】土質 精加工施工方法一、湘耒高速公路工程概況湘耒高速公路北起湘潭南至耒陽，地處多雨的湖南省東南部，是京珠高速 公路的一部分。由我公司負責施工湘耒高速公路第十一合同段的一部分，起訖樁 號為K147+092K151+250，全長4.16km。該路段地處多山區，地形復雜，土質 以風化紅砂巖為主。沿線高填大挖情況多，最大挖深14.788米，最高填方高度 10.857米。且彎道地段小半徑居多，橫

2、向超高變化顯著，橫坡度最小為0，最大 達到4%。二、高速公路土質路基（包括石質土）施工特點路基是路面的基礎，路基的強度與穩定性，是保證路面強度與穩定性的基 本條件。因此，路基質量的好壞將直接影響著路面的使用質量。路面的損壞往往 與路基排水不暢、壓實度不夠、強度低等有直接關系。因此，湘耒高速公路對路 基95區有如下要求：路基頂面土基回彈模量按不小于60Mpa或回彈彎沉（0.01mm）200、路基頂30cm厚材料承載比CBR值N8 （浸水4天、壓實度 95%）控制。土質路基填筑，按填土順序可分為分層平鋪和豎向填筑，分層平鋪是路基 填筑的基本方法，其有利于路基的壓實，可以保證不同用土按規定層次填筑，

3、使 不同用土水平分層，以保證路基強度均勻。對于透水性差的粘性土，一般用于填 筑路基下層，且表面形成雙向橫坡，有利于排除積水，以免形成水害。同一填筑 層次用不同土質的土填筑路基時，搭接處應形成斜面，以保證在此厚度范圍內強度比較均勻，防止產生明顯變形。豎向填筑是指沿路中心線方向逐步深填，多用于地面地面高差大，填土面積小，難以水平分層卸土以及陡坡地段上半挖半填路 基，此種路基填筑方法要選用振動式或錘式夯擊機，選用沉陷量較小及粒徑較均 勻的砂石填料。豎向填筑一般在高等級公路施工中采用較少。路基壓實作為路基填筑的一個部分，尤其重要。土是三相體，土粒為骨架， 顆粒之間的孔隙為水分和氣體所占據。土體受壓后，

4、克服顆粒之間的摩擦力與粘 聚力（c、），發生位移、孔隙減小、氣體排除、擠密。壓實的目的在于使土粒 重新組合，彼此擠緊，孔隙縮小，土的單位重量提高，形成密實整體，最終導致 強度增加，穩定性提高。松散土粒壓實可分為四部分，即：a.排列過程、b.填裝 過程、c.分離過程、d.夯實過程。在湘耒高速公路路基施工前，經現場取土樣分析其粒徑集中在0.002mm0.05mm，屬于主要由細顆粒組成的均勻粘性土。（見表1）粒組 (mm)10.50.50.250.250.10.10.050.050.010.010.0050.005 0.0020.002粒度成分（以重量計）6.013.230.816.223.710.

5、1表1一土的粒度成分對于細粒土的路基，影響壓實效果的主要因素有內因和外因兩方面，內因指土質和濕度，外因指壓實功能（機械性能、壓實時間與速度、土層厚度）及壓(kN/m3)、干容重Y含水量（%）實時的自然、人為的其他因素等。土的壓實效果好壞即其形變模量(kN/m3)、干容重Y含水量（%）大小與土的干容重Y有直接關系，由圖1可見：11Y與3關系2E與3關系由圖1中曲線1可見，干容重Y隨含水量3增加而提高，主要是由于水起潤 滑作用，土粒間阻力減小，施加外力后土中孔隙減少，土粒被擠緊干容重（Y） 提高，當Y達到最大值時，3再繼續增大，土粒中的孔隙被水分占據，而水一般 不為外力所壓縮，因而3增大，Y隨之降

6、低。在Y達到峰值時對應的含水量為最 佳含水量。由圖1中曲線2可見，土的形變模量Ey隨含水量也具有駝峰型曲線 關系，此曲線表明土體濕度未達到最佳值之前，土體強度以達最大值，這是因為 土中含水量較少時，土粒間的阻力較高，要使土粒繼續位移，需要最大的外力 Ek。而隨著土中濕度的增加Ek有所降低。現行設計方法以彈性模量為土基的強 度指標，彈性模量與形變模量存在比較固定的關系（在相對形變為0. 02時彈性 模量平均為形變模量的2.2倍，可以互相換算）。飽水前后壓實試驗結果對照見圖2：曲線1表明，飽水后Y與E均有所降低，而在30時，兩者的降低值均最小。 這表明，在最佳含水量30時壓實的土基，其強度和穩定性

7、最好，因此選用30 作為控制土基壓實的指標。湘耒高速公路全線有65km處于紅砂巖不利地質地段，我公司負責施工地段 的挖方段地質下承層均為風化紅砂巖，經施工現場實驗得出數據，在正常壓實的 情況下，其壓實度在93%95%之間，個別點達到95%，很難大面積達到95%以 上；承載力即CBR值均小于8。因此，必須采用特殊處理以使路基95區壓實度、強度等指標達到規范要求。經多方研究，湖南省設計科研所決定采用路基改良精加工來改善紅砂巖的 土質，以使路基95區達到設計要求。其具體方案為：60% （以重量比分類）的 含風化紅砂巖的土摻以40%的耒水河出產的天然砂礫（粒徑6cm）作為改良原 料填筑路基。經試驗室試

8、驗及現場生產實踐表明，此種路基土質改良辦法將該種土質從 根本上進行了改良，使表1中的粒度成分趨向不均勻，改善了其粘性土的土質， 并且在施工中取得了良好的效果：（1）其壓實效果很好，在以震動壓路機正常碾壓時，其壓實度均能達到95% 以上，平均在98%左右（見表2）；經過逐車道檢測，成型的路基彎沉值都在5080 之間，個別點達到100左右，遠小于湘耒路面設計規范中規定的0.01mm；其他 試驗指數如CBR值、回彈模量也均達到規范要求之內。樁號壓實度（）第一遍碾壓第二遍碾壓第三遍碾壓第四遍碾壓第五遍碾壓K150+43090. 492. 695. 797. 8K150+45089. 892. 695.

9、 597. 3K150+47090. 392. 795. 499. 2K150+49090. 791. 995. 698. 4K150+51091. 593. 296. 599. 5K150+53089. 692. 495. 998. 4K150+55090. 493. 495. 398. 1K150+57090. 393. 396. 6100. 1K150+59090. 693. 196. 098. 1K150+61090. 192. 795. 897. 5表2一碾壓遍數測定表備注：1、表中個別點的超密是因為存在大粒徑卵石所致；2、壓路機往返碾壓一次為一遍；3、此數據為試驗段K150+420

10、K150+620得出。（2）這種土質改良精加工取得了良好的經濟效益。湘耒高速公路全線處在 湘江流域，湘江的水系發達、支流眾多，沿線支流中天然砂礫資源豐富，對改良 粒料的材料來源是一個有利條件，為全線施工進度提供了有利的物質保障，又在 一定程度上促進了地方經濟的發展。（3）采用精加工改良土質，在環境保護方面有良好的效果。使用天然砂礫 料改良土質對清理河床，保證水系暢通起到了積極的作用，并且對高速公路周邊 環境為0污染，這是精加工施工中明顯超過以往常用的灰土改良土質提高土基強 度方法之處。三、路基精加工施工方法一施工準備技術準備：施工路段導線點貫通，水準點復測完畢；結構物臺背填土壓實 度達到設計要

11、求；下路床驗收合格；制定完整的施工計劃。機械準備：擁有技術性能良好的推土機、拌合機、壓路機。材料準備：準備足夠量的合格天然砂礫料。二施工工藝流程及施工要點1、工藝流程：中線測量放樣一標高測量，放出控制樁和掛線一根據每車土 的方量計算堆放距離進土一攤鋪一整平一輕壓一精平一碾壓一自檢一修整2、施工要點：（1）在施工過程中，我們發現由于混合料中存在較大粒徑的卵石，集料的 壓實系數不盡相同，因此較難控制的是精加工層頂面的標高。湘耒高速公路施工 技術規范對標高的控制尤其嚴格，這就要求在施工中機械拌和精加工混合料時必 須仔細，盡量使不同粒徑的土與天然砂礫混合料拌和均勻，不出現骨料過分集中 現象，使混合料在

12、不同斷面的壓實系數接近相同，且在試驗段施工時對松鋪系數 的測定要盡量準確。（2）在特殊路段，如：挖填結合部、基礎軟弱處等，采用土工格柵加固處 理。在鋪設土工格柵處，為保護土工格柵的完整，混合料的拌和可采用人工拌和， 或機械預先拌和后再由水平運輸機械將混合料運至指定地點，此時應特別注意混 合料拌和的均勻性。（3）施工前應對混合料的含水量進行測定，使其含水量控制在最佳含水量 2%范圍內，以保證壓實效果。另外，壓實厚度對壓實效果具有明顯影響。在 相同條件下（土質、濕度、壓實功能），實測不同深度土層的密實度得知，壓實 土層的密實度隨深度遞減，表層5cm密實度最高，所以在30cm的路基改良精加 工施工中

13、，為保證施工質量我們采用分兩層鋪筑，每層15cm。（4）在南方多雨的氣候條件下，施工時必須嚴格按照測量放線做出路拱橫 坡。每天施工完畢后，應檢查路拱橫坡并清除路基頂面的浮土，保證路基表面排 水暢通，以免由于各種原因造成路基表面積水，影響精加工層的施工質量。特別應注意：在標高不足處應重新翻開至少10cm拌和、碾壓，嚴禁薄層貼 補。四、路基土質改良精加工的現實意義土質路基頂部約80100cm的深度范圍內的強度和穩定性，直接關系到路 面和結構層的穩定性和使用品質，而且土基受力極為復雜，表現在荷載與變形的 非線性、變形中存在可恢復的彈性變形和不可恢復的塑性變形、變形受加荷速率 及加荷時間影響的徐變性、受自然