公路工程路基施工技術(shù)
一、一般路基干濕類型
路基的干濕類型表示路基在最不利季節(jié)的干濕狀態(tài)，分為干燥、中濕、潮濕和過濕四類。原有公路路基的干濕類型，可以根據(jù)路基的分界相對含水量或分界稠度劃分;新建公路路基的干濕類型可以用路基臨界高度來判別。
二、特殊路基類型
特殊路基主要有軟土地區(qū)路基、滑坡地段路基、巖坍與巖堆地段路基、泥石流地區(qū)路基、巖溶地區(qū)路基、多年凍土地區(qū)路基、黃土地區(qū)路基、膨脹土地區(qū)路基、鹽漬土地區(qū)路基、沙漠地區(qū)路基、雪害地段路基、涎流冰地段路基等。
(1)軟土地區(qū)路基：以飽水的軟弱黏性土沉積為主的地區(qū)稱為軟土地區(qū)。軟土包括飽水的軟弱黏性土和淤泥。在軟土地基上修建公路時，容易產(chǎn)生路堤失穩(wěn)或沉降過大等問題。我國沿海、沿湖、沿河地帶都有廣泛的軟土分布。
(2)滑坡地段路基：滑坡是指在一定的地形地質(zhì)條件下，由于各種自然的和人為的因素影響，山坡的不穩(wěn)定土(巖)體在重力作用下，沿著一定的軟弱面(帶)作整體的、緩慢的、間歇性的滑動變形現(xiàn)象。滑坡有時也具有急劇下滑現(xiàn)象。
(3)膨脹土地區(qū)路基：膨脹土系指土中含有較多的黏粒及其他親水性較強(qiáng)的蒙脫石或伊利石等黏土礦物成分，且有遇水膨脹，失水收縮的特點，是一種特殊膨脹結(jié)構(gòu)的黏質(zhì)土。多分布于全國各地二級及二級以上的階地與山前丘陵地區(qū)。
原地基處理要求
一、原地基處理原則
(1)原地基處理應(yīng)按照設(shè)計要求精心施工，在確保工程質(zhì)量的原則下，因地制宜，合理利用當(dāng)?shù)夭牧虾凸I(yè)廢料。
(2)原地基處理除執(zhí)行施工技術(shù)規(guī)范的規(guī)定外，還應(yīng)符合國家及部頒有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范規(guī)定，遵守國家有關(guān)法規(guī)。
(3)原地基處理應(yīng)節(jié)約用地，保護(hù)耕地和農(nóng)田水利設(shè)施，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。
二、 原地基處理要求
(1)路基用地范圍內(nèi)的樹木、灌木叢等均應(yīng)在施工前砍伐或移植清理，砍伐的樹木應(yīng)移置于路基用地之外，進(jìn)行妥善處理。
(2)路堤修筑范圍內(nèi)，原地面的坑、洞、墓穴等，應(yīng)用原地土或砂性土回填，并按規(guī)定進(jìn)行壓實。
(3)原地基為耕地或松土?xí)r，應(yīng)先清除有機(jī)土、種植土、草皮等，清除深度應(yīng)達(dá)到設(shè)計要求，一般不小于15cm，平整后按規(guī)定要求壓實。
(4)基底原狀土的強(qiáng)度不符合要求時，應(yīng)進(jìn)行換填，換填深度，應(yīng)不小于30cm，并予以分層壓實到規(guī)定要求。
(5)基底應(yīng)在填筑前進(jìn)行壓實。高速公路、一級公路、二級公路路堤基底的壓實度應(yīng)符合原設(shè)計要求，當(dāng)路堤填土高度小于路床厚度(80cm)時，基底的壓實度不宜小于路床的壓實度標(biāo)準(zhǔn)。
(6)當(dāng)路堤基底橫坡陡于1：5時，基底坡面應(yīng)挖成臺階，臺階寬度不小于lm，并予以夯實。
路基填料的選擇
用于公路路基的填料要求挖取方便，壓實容易，強(qiáng)度高，水穩(wěn)定性好。其中強(qiáng)度要求是按CBR值確定，應(yīng)通過取土試驗確定填料最小強(qiáng)度和最大粒徑。
一、土石材料
巨粒土，級配良好的礫石混合料是較好的路基填料。
石質(zhì)土，如碎(礫)石土，砂土質(zhì)碎(礫)石及碎(礫)石砂(粉�；蝠ちＭ�)，粗粒土中的粗、細(xì)砂質(zhì)粉土，細(xì)粒土中的輕、重粉質(zhì)黏土都具有較高的強(qiáng)度和足夠的水穩(wěn)定性，屬于較好的路基填料。
砂土可用作路基填料，但由于沒有塑性，受水流沖刷和風(fēng)蝕時易損壞，在使用時可摻入黏性大的土;輕、重黏土不是理想的路基填料，規(guī)范規(guī)定液限大于50、塑性指數(shù)大于26的土，以及含水量超過規(guī)定的土，不得直接作為路堤填料，需要應(yīng)用時，必須采取滿足設(shè)計要求的技術(shù)措施(例如含水量過大時加以晾曬)，經(jīng)檢查合格后方可使用;粉性土必須摻入較好的土體后才能用作路基填料，且在高等級公路中，只能用于路堤下層(距路槽底0.8m以下)。
黃土、鹽漬土、膨脹土等特殊土體不得以必須用作路基填料時，應(yīng)嚴(yán)格按其特殊的施工要求進(jìn)行施工。淤泥、沼澤土、凍土、有機(jī)土、含草物皮土、生活垃圾、樹根和含有腐朽質(zhì)的土不得用作路基填料。
二、工業(yè)廢渣
滿足要求(最小強(qiáng)度CBR、最大粒徑、有害物質(zhì)含量等)或經(jīng)過處理之后滿足要求的煤渣、高爐礦渣、鋼渣、電石渣等工業(yè)廢渣可以用作路基填料，但在使用過程中應(yīng)注意避免造成環(huán)境污染。
填方路基施工技術(shù)
一、土方路堤施工技術(shù)
1.土方路堤填筑施工工藝流程。
2.土方路堤操作程序：取土一運(yùn)輸一推土機(jī)初平-平地機(jī)整平一壓路機(jī)碾壓。
3.土方路堤填筑作業(yè)常用推土機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)、平地機(jī)、挖掘機(jī)、裝載機(jī)等機(jī)械按以下幾種方法作業(yè)。
(1)水平分層填筑法：填筑時按照橫斷面全寬分成水平層次，逐層向上填筑。是路基填筑的常用方法。
(2)縱向分層填筑法：依路線縱坡方向分層，逐層向上填筑。常用于地面縱坡大于12%，用推土機(jī)從路塹取料填筑，且距離較短的路堤。缺點是不易碾壓密實。
(3)橫向填筑法：從路基一端或兩端按橫斷面全高逐步推進(jìn)填筑。填土過厚，不易壓實。僅用于無法自下而上填筑的深谷、陡坡、斷巖、泥沼等機(jī)械無法進(jìn)場的路堤。
(4)聯(lián)合填筑法：路堤下層用橫向填筑而上層用水平分層填筑。適用于因地形限制或填筑堤身較高，不宜采用水平分層法或橫向填筑法自始至終進(jìn)行填筑的情況。單機(jī)或多機(jī)作業(yè)均可，一般沿線路分段進(jìn)行，每段距離以20～40m為宜，多在地勢平坦，或兩側(cè)有可利用的山地土場的場合采用。
4.施工一般技術(shù)要領(lǐng)：
(1)必須根據(jù)設(shè)計斷面，分層填筑、分層壓實。
(2)路堤填土寬度每側(cè)應(yīng)寬于填層設(shè)計寬度，壓實寬度不得小于設(shè)計寬度，最后削坡。
(3)填筑路堤宜采用水平分層填筑法施工。如原地面不平，應(yīng)由最低處分層填起，每填一層，經(jīng)過壓實符合規(guī)定要求之后，再填上一層。
(4)原地面縱坡大于12%的地段，可采用縱向分層法施工，沿縱坡分層，逐層填壓密實。
(5)山坡路堤，地面橫坡不陡于1：5且基底符合規(guī)定要求時，路堤可直接修筑在天然的土基上。地面橫坡陡于l：5時，原地面應(yīng)挖成臺階(臺階寬度不小于lm)，并用小型夯實機(jī)加以夯實。填筑應(yīng)由最低一層臺階填起，并分層夯實，然后逐臺向上填筑，分層夯實，所有臺階填完之后，即可按一般填土進(jìn)行。
(6)高速公路和一級公路，橫坡陡峻地段的半填半挖路基，必須在山坡上從填方坡腳向上挖成向內(nèi)傾斜的臺階，臺階寬度不應(yīng)小于lm.
(7)不同土質(zhì)混合填筑路堤時，以透水性較小的土填筑于路堤下層時，應(yīng)做成4%的雙向橫坡;如用于填筑上層時，除干旱地區(qū)外，不應(yīng)覆蓋在由透水性較好的土所填筑的路堤邊坡上。
(8)不同性質(zhì)的土應(yīng)分別填筑，不得混填。每種填料層累計總厚度不宜小于0.5m.
(9)凡不因潮濕或凍融影響而變更其體積的優(yōu)良土應(yīng)填在上層，強(qiáng)度較小的土應(yīng)填在下層。
(10)河灘路堤填土，應(yīng)連同護(hù)道在內(nèi)，一并分層填筑�？赡苁芩筒糠值奶盍�，應(yīng)選用水穩(wěn)性好的土料。
二、填石路基施工技術(shù)
1.填料要求：石料強(qiáng)度(飽水試件極限抗壓強(qiáng)度)要求不小于15MPa，風(fēng)化程度應(yīng)符合規(guī)定，最大粒徑不易大于層厚的2/3.在高速公路及一級公路填石路堤路床頂面以下50cm范圍內(nèi)，填料粒徑不得大于10cm，其他等級公路填石路堤路床頂面以下30cm范圍內(nèi)，填料粒徑不得大于15cm。
2.填筑方法：豎向填筑法、分層壓實法、沖擊壓實法和強(qiáng)力夯實法。
(1)豎向填筑法(傾填法)主要用于二級及二級以下且鋪設(shè)低級路面的公路在陡峻山坡施工特別困難或大量爆破以挖作填路段，以及無法自下而上分層填筑的陡坡、斷巖、泥沼地區(qū)和水中作業(yè)的填石路堤。該方法施工路基壓實、穩(wěn)定問題較多。
(2)分層壓實法(碾壓法)是普遍采用并能保證填石路堤質(zhì)量的方法。該方法自下而上水平分層，逐層填筑，逐層壓實。高速公路、一級公路和鋪設(shè)高級路面的其他等級公路的填石路堤采用此方法。填石路堤將填方路段劃分為四級施工臺階、四個作業(yè)區(qū)段、八道工藝流程進(jìn)行分層施工。四級施工臺階是：在路基面以下0.5m為第1級臺階，0.5～1.5m為第2級臺階，0.5～3.0m為第3級臺階，3.0m以下為第4級臺階。四個作業(yè)區(qū)段是：填石區(qū)段、平整區(qū)段、碾壓區(qū)段、檢驗區(qū)段。施工中填方和挖方作業(yè)面形成臺階狀，臺階間距視具體情況和適應(yīng)機(jī)械化作業(yè)而定，一般長為100m左右。填石作業(yè)自最低處開始，逐層水平填筑，每一分層先是機(jī)械攤鋪主骨料，平整作業(yè)鋪撒嵌縫料，將填石空隙以小石或石屑填滿鋪平，采用重型振動壓路機(jī)碾壓，壓至填筑層頂面石塊穩(wěn)定。
石方填筑路堤8道工藝流程是：施工準(zhǔn)備、填料裝運(yùn)、分層填筑、攤鋪平整、振動碾壓、檢測簽認(rèn)、路基成型、路基整修。
(3)沖擊壓實法利用沖擊壓實機(jī)的沖擊碾周期性大振幅低頻率地對路基填料進(jìn)行沖擊，壓密填方;強(qiáng)力夯實法用起重機(jī)吊起夯錘從高處自由落下，利用強(qiáng)大的動力沖擊，迫使巖土顆粒位移，提高填筑層的密實度和地基強(qiáng)度。
強(qiáng)力夯實法簡要施工程序：填石分層強(qiáng)夯施工，要求分層填筑與強(qiáng)夯交叉進(jìn)行，各分層厚度的松鋪系數(shù)，第一層可取1.2，以后各層根據(jù)第一層的實際情況調(diào)整。每一分層連續(xù)擠密式夯擊，夯后形成夯坑，夯坑以同類型石質(zhì)填料填補(bǔ)。由于分層厚度為4-5m，填筑作業(yè)采用堆填法施工，裝運(yùn)用大型裝載機(jī)和自卸汽車配合作業(yè)，鋪筑時用大型履帶式推土機(jī)攤鋪和平整，夯坑回填也用推土機(jī)完成，每層主夯和面層的主夯與滿夯由起重機(jī)和夯錘實施，路基面需要用振動壓路機(jī)進(jìn)行最后的壓實平整作業(yè)。
強(qiáng)夯法與碾壓法相比，只是夯實與壓實的工藝不同，而填料粒徑控制、鋪填厚度控制都要進(jìn)行，強(qiáng)夯法控制夯擊擊數(shù)，碾壓法控制壓實遍數(shù)，機(jī)械裝運(yùn)攤鋪平整作業(yè)完全一樣，強(qiáng)夯法需要進(jìn)行夯坑回填。
三、土石路堤施工技術(shù)
1.填料要求：石料強(qiáng)度大于20MPa時，石塊的最大粒徑不得超過壓實層厚的2/3;當(dāng)石料強(qiáng)度小于15MPa時，石料最大粒徑不得超過壓實層厚，超過的應(yīng)打碎。
2.填筑方法：土石路堤不得采用傾填方法，只能采用分層填筑，分層壓實。當(dāng)土石混合料中石料含量超過70%時，宜采用人工鋪填;當(dāng)土石混合料中石料含量小于70%時，可用推土機(jī)鋪填，最大層厚40cm.
四、高填方路堤施工技術(shù)
水田或常年積水地帶，用細(xì)粒土填筑路堤高度在6m以上，其他地帶填土或填石路堤高度在20m以上時，稱為高填方路堤。高填方路堤應(yīng)采用分層填筑、分層壓實的方法施工，每層填筑厚度根據(jù)所采用的填料決定。
五、粉煤灰路堤施工技術(shù)
粉煤灰路堤可用于高速公路。凡是電廠排放的硅鋁型低鋁粉煤灰都可作為路堤填料。由于是輕質(zhì)材料，粉煤灰的使用可減輕土體結(jié)構(gòu)自重，減少軟土路堤沉降，提高土體抗剪強(qiáng)度。
粉煤灰路堤一般由路堤主體部分、護(hù)坡和封頂層，以及隔離層、排水系統(tǒng)等組成，其施工步驟主要有基底處理、粉煤灰儲運(yùn)、攤鋪、灑水、碾壓、養(yǎng)護(hù)與封層。
六、結(jié)構(gòu)物處的回填施工技術(shù)
(一)一般規(guī)定
1.填土長度：一般在頂部為距翼墻尾端不小于臺高加2m，底部距基礎(chǔ)內(nèi)緣不小于2m;拱橋臺背不少于臺高的3-4倍;涵洞兩側(cè)填土長度不少于孔徑的2倍及高出涵管頂1.5m;擋土墻墻背回填部分頂部不少于墻高加2m，底部距基礎(chǔ)內(nèi)緣不小于2m。
填土高度：從路堤頂面起向下計算，在冰凍區(qū)一般不應(yīng)小于2.5m，無冰凍地區(qū)到高水位處，均應(yīng)填以滲水性土，其余部分可用與路堤相同的土填筑，并在其上設(shè)橫向排水盲溝或鋪向外傾斜的黏土或膠泥層。
2.橋涵等構(gòu)造物處填土前，應(yīng)完成臺前防護(hù)工程及橋梁上部結(jié)構(gòu)。
3.結(jié)構(gòu)物處的回填，一般要到基礎(chǔ)混凝土或砌體的水泥砂漿強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的70%以上時才能填筑。
4.填筑時，與路基銜接處填方區(qū)內(nèi)的坡形地面做成臺階或鋸齒形。
5.橋臺臺背填土應(yīng)與錐坡同時進(jìn)行。
(二)填料要求
結(jié)構(gòu)物處的回填材料應(yīng)滿足一般路堤填料的要求，優(yōu)先選用挖取方便、壓實容易、強(qiáng)度高的透水性材料，如石質(zhì)土、砂土、砂性土。禁止使用搗碎后的植物土、白堊土、硅藻土、腐爛的泥炭土。黏性土不可用于高等級公路，在摻入小劑量石灰等穩(wěn)定劑進(jìn)行處理后可用于低等級公路結(jié)構(gòu)物處的回填。
