粉性土路基施工技术总结
摘要：以济聊馆公路聊城至馆陶段高速公路为例，介绍高等级公路在粉性土路基〈路堤〉在施工中应重点注意的几个问题。
关键词：高等级公路 粉性土 路堤 设计与施工
1、工程概况
我单位所承建的国道309线聊城至馆陶段高速公路第五合同段主线全长11.8公里。路线所在区域全部为第四系覆盖，地层岩性主要有粉土、粉砂、粉细砂、粉质粘土，局部有中粗砂，岩性呈规律性分布。粉粘土在全线分布比较广，约占全线的8O %。
粉性土是一种工程性质较差的筑路材料，土粒比重为2.66cm3，填土的最大干密度约为1.75g/cn13，最佳压实含水量在12～15%之间。因含有较多的粉土粒，干时虽稍有粘结性，但易被压碎，扬尘大，浸水时很快湿透，易成流体状态，粉性土的毛细水上升高度大，在季节冰冻地区更容易使路基产生水分积累，造成严重的冬时冻胀春时翻浆，故又称翻浆土，因此使粉性土的工程性质大为恶化，极易引起路基的塌方、滑坡、翻浆冒泥等病害，成为高等级公路的主要工程问题。粉性土工程性质较差，不易作为路基填料，但由于路线所在区域80%以上为粉性土，需土了又大（平均每公里10万方以上），全部采用换土或其它的处理方法对工程造价影响太大，经济价值不大，因此决定采用粉性土进行路基填筑，但由于粉性土作为路基填料的一系列缺陷，给路基施工带来许多困难，现从以下几个方面就改善路基工程状况加以说明。
2、填土压实度
土是三相体，土粒为骨架，土颗粒之间的空隙为水份和气体所占据，压实的目的在于使土粒重新组合，彼此挤紧，孔隙缩小，土的单位重量提高，形成密实整体，最终导致强度增加，稳定性增加，土的压实度与含水量、压实功能、压实方法有密切关系。任何一项因素的缺陷，都将对填土的压实造成很大的影响。路基的填筑工作正是从采取各种有利措施入手，来提高路基填土的压实度。
2.1含水量与压实效果的关系
含水量与路基填土的压实度有密切关系。由当土质、压实功能和压实方法不变时，土的干容重随含水量的增加而增加，当干容重达到某一最大值时，含水量的增加反而使干容重降低。干容重与含水量的关系如图一所示:
ω（含水量） ν0 ω0 ν （干容重） 图一 土的干容重与含水量关系示意图
聊馆高速公路在进行现场路基施工时，为保证填土压实时的含水量在最佳含水量的±2%范围内，现场配备了专门的试验人员和试验检测设备，随时准备对路基填土的含水量进行检测。检测方法主要用烘干法和核子密湿仪法两种。借用土的天然含水量在最佳含水量范围内的可能性很小，在试验人员检测以后，就必须根|据各处土的实际情况进行必要的处理措施。如果借用土的含水量较小，就人为增加土的含水量，主要有路基上洒水和取土场洒水两种。考虑粉性土在推平、整平、碾压过程中，受日照及风力影叶大而使水分过多散失，正常情况下，碾压前的填土含水量大于最佳压实含水量2～3个百分点，并在碾压时洒水封面，从而保证最终压实效果，使最终检验合格率为100%，优良率在90%以上。
聊馆公路路基填土增加含水量的方法主要是采用在路基上洒水，即将土运至路基表面，且经推平、初步碾压后，利用洒水车均匀的进行洒水，填土所需加水量由下式估算:
M=(ω-ω0)Q/(ω+ω0)
式中：M --所需加水量(kg)；
ω0 --土的自然含水量(以小数计)；
ω --土的最佳压实含水量(以小数计)；
Q –需加水的土的质量(kg)。
2.2压实功能及压实方法与压实效果的关系
压实功能是指压实工具的重量、碾压次数或锤落高度、作用届时间等，对压实效果的影响，是除含水量之外的另一重要因素。图二是压实功能(综合因素)与压实效果的关系曲线，图中1、2、3、4曲线的功能分别为600、1150、2700、3400（KN•M)。图中表明:同种土的最佳含水量ω0随功能的增大而减小，最大干容重则随功能的增加而提高，在相同含水量条件下，功能愈高，土基密度愈高。
ν(KN/m3)18
17
16
4
15
2
3
14
1
10
5
13
15
20
25 ω
ω04
ω03
ω02
ω01
图二 不同压实功能的压实曲线对照图
聊馆公路在进行粉性土胞的填筑施工过程中，考虑到这一点，在尽力控制好填土含水量的基础上，通过试验段反复试验施工，形成了以下的压实结论:先两侧后中间；先由轻到重，再重到轻，轻重结合。即先用25T压路机静压两遍，振压2～3遍，再由50T压路机振压2～3遍，再静压两遍，并根据各路段、各层次、各区间(90区、93区、95区)现场具体情况作细部适当调整。碾二压时，压路机行车速度应均匀，一般不得大于0.4米/秒，压轮与压轮的痕迹重复宽度不得少于30厘米，路基边缘压路机无法工作的地带，由推土机利用履带或打夯机代替碾压，并根据填土表面含水情况及时洒水封面。由于采取了有利的整治措施，使路基填筑工作得以顺利进行。
3、路床处理
路床在整个道路的受力中起着承上启下的作用，其质量的好坏直接关系到整条道路的使用年限。由于粉性土的工程性质差，决定了其不宜作为路床填料，而聊馆高速公路在原设计中并没有对路床部分进行处理，我们在施工中经试验，确实难达到路床填料CBR值要求，经和监理、业主、设计院协商后进行变更。
一般用于路床处理有三种方式：换填粘土、换填石灰土和换填水泥土。考虑到当地地材资源和经济效益等实际情况，决定采用5%石灰土进行处理。石灰土采用码石灰条人工布灰，路拌机拌和，平地机整平，压路机压实，然后洒水养生。处理后的路床的强度、稳定性和抵抗路面荷载下传作用力的能力显著提高。
4、路基的雨季施工
由于粉性土具有浸水时很快湿透，易成流体状态的特性，如果在雨季施工中没有及时做好防护措施，在被雨水浸透的情况下，边坡部分的土基强度大幅度降低，路基工作面上汇集的雨水，在较低的路基处流出，极易冲刷成一道又深又窄的水槽，给施工带来很大不便，甚至影响路基质量。所以粉性土路基的两季施工也成为施工中应重点注意的事项。为有效的防止路基不被破坏，使施工能够顺利进行，我们重点做好了以下几个方面的工作：
4.1雨季施工前的准备工作
4.1.1对选择雨季施工的地段进行详细的现场调查，据实编制实施性的雨季施工组织设计。
4.1.2修建便道并保证畅通，除施工车辆外，严格控制其它车辆在施工现场通行，
4.1.3修建截水沟、排水沟及防渗等临时排水设施，并使排水沟的出口通至桥涵出口处，保证雨季工作的场地不被水淹没，并能及时排除积水。排出的积水不得流如农田、耕地等，并不得引起水沟淤积和路基冲刷。
4.2雨季施工中的防护
4.2.1利用挖方作填方应随挖随填，及时压实，含水量过大的土不得用作雨季施工，以防止翻浆现象出现。
4.2.2路基应分层填筑，每一层的表面应做成2%～4%的排水横坡，当天填筑的土层应当天完成压实工作。
4.2.3施工中的路基或成型路段表面两侧边缘地带应保持一条宽不小于40厘米，高不小于30厘米的土埂，雨水沿土埂方向引至路基两侧设置的临时排水槽处，顺排水槽流入路基坡脚处临时排水沟排出路基范围，外并在出叫固。下图是聊馆高速公路路基施工中采用的排水槽示意图。此种临时排水槽在路基两侧同时设置，每50～80米设置一道，槽底、槽壁均为砂浆抹面，并使砂浆抹面向排水槽两侧边坡面延伸15厘米。根据路基填土高度，每3米设防滑平台一个。通过采用此种防护措施，路基冲刷问题的到解决，使路基得到完整保护，保证了路基的质量。
5、路基的冬季施工
由于粉性土工程性质差，若工期不紧，最好不安排施工。如施工，应作好冬季施工保护措施。为确保粉性土路基填筑质量，我们着重在以下几个方面作了加强工作：
5.1路基湿度大，其地基应在冻结前处理，清除冰雪，疏干积水，坑洼处用与路基同类的未冻土填筑压实。处理好的路基及时掩盖，以防冻结。
5.2选用级配良好的渗水性土适用填料，使用非渗水性土时，其含水量应低于塑限，并加大压实功能。
5.3基床下及边坡面1米厚度以内，桥涵缺口、桥头锥体及位于河床上的路堤不得用冻土填筑。
5.4路基中掺用冻土填筑时，冻土块不得大于15厘米，体积含量不得大于30%，冻土块应均匀散布在填土层内，并于其四周填以未冻土。
5.5掺有冻土的路基，其预留沉降量应根据填料种类和冻土含量情况酌量增加，预留沉降量可按路堤填筑高度的2%～4%适当选取。
5.6防冻措施：
5.6.1施工地段的积雪应在动工前清除。
5.6.2路基填土应随挖随压，随填随压，在铺土层未压实前，不得中断施工，应保证运填的时间不小于土的冻结时间。
5.6.3对取土场、路基的外露土层，用松草或草袋覆盖。
5.6.4分层填筑摊铺厚度应按一般规定适量减薄，一般减少正常摊铺厚度的20%～40%，并不得摊成斜层。
5.6.5施工中不得不中途停工时，应整平填层及边坡面并用松草或草袋加以覆盖。如果填土富裕，也可用含水量较低的土作为覆盖物。继续施工前，应将表面覆盖物及冰雪清除。
5.6.6路基面及边坡的整修工作宜在解冻后进行。
5.6.7当进行工程量较大的路基施工时，应编制详细的施工组织设计，集中力量分段完成，不宜全段铺开。
6、结束语.
通过调查，采用上述方法施工，不仅使路基填筑速度，质量提高，而且节省了大量人力、物力，为工程的顺利进展打下坚实的基础。
