填石路基质量控制要点研究

摘要：现行规范只规定了常规粒径材料填筑路基的施工方法和检测要求，并限制了填筑路基材料的最大粒径。本文主要针对填石路基的质量进行检测与评价，阐述填石料的质量控制要点。

关键词：填石料；路基；质量；控制

Abstract: the current specification only stipulate the particle size of conventional materials rock subgrade construction method and testing requirements, and limit the size of the largest rock subgrade materials. This article mainly aims at the stone roadbed fill the quality testing and evaluation, this paper expounds the rockfill quality control key points.

Keywords: rockfill; Subgrade; Quality; control

中图分类号：O213.1 文献标识码：A文章编号：

我国从80年代至90年代中期，填石路堤仅有零星的修筑，并在施工、检测工艺方面进行了一些探索。从试验结果来看，一般都强调振动压实，分层碾压的重要性。现行规范只规定了常规粒径材料填筑路基的施工方法和检测要求，并限制了填筑路基材料的最大粒径。如何针对填石路基进行机械化施工组织与控制以及如何对填石路基的质量进行检测与评价，就显得非常必要。现行的规范只对填石路堤作了较为笼统的说明，主要体现在以下四个方面：

(1) 施工机具及工艺：填石路堤均应压实并宜选用工作质量12 t以上的重型振动压路机、工作质量25 t以上的夯锤或25 t以上的轮胎压路机压(夯)实，每层松铺厚度不宜大于50 cm，最大粒径不宜超过层厚的2/3。填石路堤应分层填筑，分层压实。

(2) 材料：应采用不易风化的石料填筑，石料强度应不小于15 MPa和30 MPa(边坡)。

(3) 路堤高度及防护：应进行边坡码砌，码砌厚度1～2 m。填石路堤的高度不宜超过20 m。

(4) 施工检测：填石路堤(包括分层填筑岩坡及倾填爆破石块)的紧密程度在规定深度范围内通过12 t以上振动压路机进行压实试验，当压实层顶面稳定，不再下沉时(无轮迹)，可判断为密实状态。

1、原材料质量控制

应采用不易风化的石料填筑，填料岩芯抗压强度不小于15MPa，抗压强度达到Ⅱ级石灰岩标准；严重风化软岩不用于填石路基；易风化的软岩不用于路基上部，也不用于路基浸水部分。强风化岩石及畏水后容易崩解的岩石不宜作为畏水部分路堤的填料。一般要求质坚硬致密。

填石的粒径及级配在开采料场控制，要求填石料符合以下指标：石料最大粒径不超过层厚的2/3，超过的采用二次爆破的方法把较大的超尺寸石块的粒径改小；或对小一些的超尺寸石块采用人工用铁锤敲击的方法使粒径变小；或给予清除。

在高速公路及一级公路填石路堤路床顶面以下50cm范围内，填料最大粒径不得大于10cm，其它等级公路填石路堤，路床顶面以下30cm范围内，填料最大粒径不应大于15cm。

用作路堤填料的填石料，除限制其最大粒径外，一般对填料级配不作特别限制，但要求不均匀系数Cu>5，曲率系数Cc=1～3。当发现由于某种粒径的填料欠缺(一般为细料)而影响压实结果时，可采用补充该级级配填料的办法进行改善。石块级配较差，石块间的空隙较大时，可于每层表面的空隙里扫入石碴、石屑和中、粗砂，再以压力水将砂冲入下部，反复数次，将空隙填满。

填石路基的填料如其岩性相差较大，则应将不同岩性的填料分层或分段填筑，不宜横向分幅填筑。这里的岩性主要指岩石强度差异，如挖方路段爆破石料有的是天然漂石土，有的是块石土等，这些不同的填料不得混填在一起，应分层或分段填筑。

2、填石料的级配控制

级配是否理想是影响压实的一个重要因素，故施工中通常要对之加以控制；而对于填石路堤来说，室内模拟试验和施工实践表明：由于石料在压实时具有骨架作用，即使其实际级配与理想级配有一定的差距，通过合理的施工工艺亦可以达到较好的压实效果；同时由于公路施工路线长、料场多，无法完全按照预定级配施工，故对于填石路堤而言，可不对其级配范围予以严格控制。

3、最大干密度控制

由于我国目前施工检验、工程监理、以及验收多采用压实度标准，因而对填石料的最大干密度测定始终是一个研究重点。

含水量是影响填石料击实效果的因素之一。当含水量为零时，干密度值较大稍增大含水量，干密度反而减小直至曲线上干密度值出现最小的谷点。在谷点之后，干密度值又随含水量增大而增大，曲线出现双峰值这是填石料(包括其它粗粒士)独有的特征。主要原因是填石料颗粒较大且颗粒间粘结力趋于零，当含水量很小时，在外力作用下大小颗粒之间易于相互充填，形成较高的密度当稍增加含水量后，在颗粒表面形成一层薄膜水，增大了分子引力，颗粒间形成了似粘结力在外力作用下，颗粒移动不但要克服摩阻力，还要克服由水分子形成的似粘结力，因而不易压实，干密度较小；随着含水最的增大，水膜增厚，水分子引力逐渐减小，以至消失，同时还在颗粒间起作用，减少了摩阻力，颗粒在外力作用下易于移动和相互填充，可以达到较高的密度。一般来说，填石料因自身颗粒大，透水性极强，具有自由排水的能力，压实中空隙水被排出，空隙减少而逐渐密实，它的最佳含水量，相当于全部空隙被水填充的饱和含水量。而在实际施工中，尽管许多工程技术人员想通过达到最佳含水量而找到最大的干密度，但实际上由于填料难以保持水分，很难达到最佳含水量。曲线波动幅度不大，说明填石料击实不象击实土那样受含水量影响，而是随着含水量的变化干密度变化较小。

根据填石料的干密度与含水量关系曲线有两个峰值的特点，施工中当填筑料为干燥状态，干密度值较大时，不需加水当处于潮湿状态，需加水改变含水量，改变接近最低点的不利状态，增加压实效果。另外，对填石料而言，由于含水量对干密度影响较小，雨季施工不受影响。

4、击实中石料的破碎性分析

施工中的填石料往往是由料场经人工爆破开采出来的，这类材料中含有很多无法看到的潜在缺陷，加上爆破的影响，材质上就比长期在自然环境中经受物理化学作用，并不断将劣质部分淘汰的砂要脆弱得多。因此，与砂相比，石料在并不很高的压力下就会出现破碎现象，且相同的压力下，破碎率比砂大得多。过去通过对以砂为代表的粒状材料力学性质的研究一直认为，颗粒破碎不是影响抗剪强度的主要因素。至少在低压力下破碎量本身就不显著，因此即使忽略颗粒破碎的影响也不至于有太大出入。而石料则不同，其颗粒破碎的重要性比砂大得多。忽视这一点，将难以理解其力学性质。事实上，石料的抗剪强度与颗粒破碎之间有着密切的关系，这是不容置疑的。因此，颗粒破碎也是石料所具有的重要特征之一。颗粒破碎不仅与强度，而且与压实也有密切的关系。粒状体的压实得益于颗粒的重新排列，结果就使其具有了更为稳定的结构，而颗粒破碎同样会引起空隙比的减小。对于石料来说，因为压实效果受压实方法和材料性质等诸多因素所支配，故很难断言颗粒重新排列和颗粒破碎哪种效果更为明显。但颗粒破碎所起的作用至少比砂大，有时颗粒破碎的多寡甚至对击实后的空隙比起决定性作用