公路施工技术与管理 廖正环主编
第三章 路基填筑
路基填筑的主要工作内容包括路基用土的正确选择和处理,填筑施工的各种方法和工艺流程,以及路基压实等问题。现分述如下。
第一节 路基用土
各类公路用土具有不同的工程性质,在选择作为路基的填筑材料,应根据不同的土类分别采取不同的工程技术措施。 一、各类土的工程性质 1.不易风化的石块
包括漂石(块石)和卵石(块石),有很高的强度和稳定性,使用场合和施工季节均不受限制,为最好的填筑路基材料,也可用于砌筑边坡。但石块之间要嵌锁密实,以免在自重和行车荷载作用下,石块松动产生沉陷变形。 2.碎(砾)石土
强度能满足要求,内摩擦系数高,水稳定性好,材料的透水性大,施工压实方便,能达到较好的密实程度,为很好的填筑材料。但若细粒含量增多,则透水性和水稳定性就下降。 3.砂土
无塑性,透水性和水稳定性均良好,毛细管水上升高度很小,具有较大的内摩擦系数。但砂土粘结性小,易于松散,对流水冲刷和风蚀的抵抗能力很弱,压实困难。但是经充分压实的砂土路基,则压缩变形小,稳定性好。为了加强压实和提高稳定性,可以采用振动法压实,并可适量掺些粘土,以改善级配组成,并应将边坡予以加固,以提高路基的稳固性。 4。砂性土
既含有一定数量的粗颗粒,又含有一定数量的细颗粒,级配适宜,强度、稳定性等都能满足要求,是理想的路基填筑材料。如细粒土质
土木工程系 吴兆启
1
公路施工技术与管理 廖正环主编
砂土,其粒级组成接近最佳级配,遇水不粘着,不膨胀,雨天不泥泞,晴天不扬尘,便于施工。 5.粘性土
细颗粒含量多,土的内摩擦系数小而粘聚力大,透水性小而吸水能力强,毛细现象显著,有较大的可塑性。干燥时坚硬而不易挖掘,施工时不易破碎,浸水后强度下降较多,干湿循环因胀缩引起的体积变化也大,过干或过湿时都不便施工。在给予充分压实和良好排水的条件下,粘性土可作路堤填筑材料。 6.粉性土
因含有较多的粉粒,毛细现象严重,干时易被风蚀,浸水后很快被湿透,在季节性冰冻地区常引起冻胀和翻浆,水饱和时有振动液化问题。粉性土特别是粉土,属于不良的公路路基用土。如果不得已使用时,宜掺配其他材料,即采取技术措施改良土质,同时必须加强排水和隔离水等措施。 7.膨胀性重粘土
几乎不透水,粘结力特强,湿时膨胀性和塑性都很大。膨胀性重粘土工程性质受粘土矿物成分影响较大,粘土矿物主要包括蒙脱土、伊里土、高岭土。蒙脱土主要分布在东北地区,其塑性大,吸湿后膨胀强烈,干燥时收缩大,透水性极低,压缩性大,抗剪强度低。高岭土分布在南方地区,其塑性较低,有较高的抗剪强度和透水性,吸水和膨胀量较小。伊里土分布在华中和华北地区,其性质介于上述两者之间。膨胀性重粘土不宜用来填筑路堤。
8.易风化的软质岩石(如泥灰岩、硅藻岩等)
浸水后易崩解,强度显著降低,变形量大,一般不宜作路堤填筑材料。
总之,路基用土中,砂性土最优,粘性土次之,粉性土属不良材料,容易引起路基病害。膨胀性重粘土,特别是蒙脱土更是不良的路
土木工程系 吴兆启
2
公路施工技术与管理 廖正环主编
基土。此外,还有一些特殊土类,如有特殊结构的土 (湿陷性黄土)、含有机质的土(腐殖土)以及含易溶盐的土(盐渍土)等,用以填筑路基时必须采取相应技术措施。 二、规范中对路基用土的规定
《公路路基施工技术规范》(JTJ033—95)及《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》(JTJ 027—96)中对路基用土还有如下规定: 1.路堤填料不得使用淤泥、沼泽土、冻土、有机土、含草皮土、生活垃圾、树根和含有腐朽物质的土。采用盐渍土、黄土、膨胀土填筑路堤时,应遵照有关规定执行。
2.液限大于50%、塑性指数大于26的土,以及含水量超过规定的土,不得直接作为路堤填料。需要应用时,必须采取满足设计要求的技术处理,经检查合格后方可使用。
3.钢渣、粉煤灰等材料,可用作路堤填料,其他工业废渣在使用前应进行有害物质的含量试验,避免有害物质超标,污染环境。 4.捣碎后的种植土,可用于路堤边坡表层。
第二节 路基填筑施工工艺流程
一、 路基填筑施工的工艺流程图 二、路基填筑施工的主要工序
路基填筑施工的主要工序有料场选择、基底处理、填筑和碾压。现分述如下:
1、料场选择
2、填筑路堤的材料(以下简称填料)以采用强度高,水稳定性好,压缩变形小,便于施工压实以及运距短的土、石材料为宜。在选择填料时,一方面要考虑料源和经济性,另一方面要顾及填料的性质是否合适。为了节约投资和少占耕地良田,一般应利用附近路堑或附属工程(如排水沟等)的弃方作为填料,或者将取土坑布置在荒地、空地或
土木工程系 吴兆启
3
公路施工技术与管理 廖正环主编
劣地上。 3.基底处理
路堤基底的处理是保证路堤稳定、坚固极为重要的措施。在路堤填筑前进行基底处理,能使填土与原来的表土密切结合;能使初期填土作业顺利进行,能使地基保持稳定,增加承载能力;能防止因草皮、树根腐烂而引起的路堤沉陷。对于一般的路堤基底处理,应按下列规定执行:
1)基底土密实,且地面横坡不陡于1:10时,经碾压符合要求后,可直接在地面上修筑路堤(但在不填不挖或路堤高度小于1m的地段,应清除草皮等杂物)。在稳定的斜坡上,横坡为1:10-1:5时,基底应清除草皮。横坡陡于1:5时,原地面应挖成台阶,台阶宽度不小于1m,高不小于0.5m(见图2-3—2)。若地面横坡超过1:2.5时,外坡脚应进行特殊处理,如修护墙和护脚。
2)当路基受到地下水影响时,应予以拦截或排除,引地下水至路堤基础范围之外,再进行填方压实。
3)路堤基底为耕地土或松土时,应先清除种植有机土,平整后按规定要求压实。在深耕地段,必要时应将松土翻挖,土块打碎,然后回填、整平、压实。经过水田、池塘或洼地时,应根据具体情况 采取排水疏干、挖除淤泥、打砂桩、抛填片石、砂砾石或石灰(水泥)处理土等措施,以保持基底的稳固。
4)路堤修筑范围内,原地面的坑、洞、墓穴等,应用原地的土或砂性土回填,并按规定进行压实。 3.填筑
路堤填筑必须考虑不同的土质,从原地面逐层填起,并分层压实,每层厚度随压实方法而定。 1)填筑方式
①水平分层填筑 填筑时按照横断面全宽分成水平层次,逐层向
土木工程系 吴兆启
4
公路施工技术与管理 廖正环主编
上填筑。如原地面不平,应由最低处分层填起,每填一层,经压实合格后再填上一层。此法施工操作方便、安全、压实质量容易保证。 ②纵坡分层填筑 适用于推土机或铲运机从路堑取土填筑运距较短的路堤。依纵坡方向分层、逐层推土填筑。原地面纵坡小于20o的地段可用此法施工。
③横向填筑 从路基一端按各横断面的全部高度,逐步推进填筑,适用于无法自下而上,分层填土的陡坡、断岩或泥沼地区。此法不易压实,且还有沉陷不均匀的缺点。
为此,应采用必要的技术措施,如选用高效能的压实机械(振动压路机)碾压;采用沉陷量较小的砂性土或废石方作填料等。 ④混合填筑 当高等级公路路线穿过深谷陡坡,尤其是要求上部的压实度标准较高时,施工时下层采用横向填筑,上层采用水平分层填筑,此种方法称为混合填筑法。 2)沿横断面一侧填筑的方法
旧路拓宽改造需加宽路堤时,所用填土应与原路堤用土尽量接近或为透水性好的土,并将原边坡挖成向内倾斜的台阶,分层填筑,碾压到规定的密实度。严禁将薄层新填土贴在原边坡的表面。 高速公路和一级公路,横坡陡峻地段的半填半挖路基,必须在山坡上从填方坡脚向下挖成向内倾斜的台阶,台阶宽度不应小于lm。其中沿横断面挖方的一侧,在行车范围之内的宽度不足一个行车道宽度时,应挖够一个行车道宽度,其上路床深度范围之内的原地面土应予以挖除换填,并按上路床填方的要求施工。 3)不同土质混填时的方法
对于不同性质的土混合填筑时,应视土的透水能力的大小,进行分层填筑压实,并采取有利于排水和路基稳定的方式。一般应遵循以下原则:
①以透水性较小的土填筑路堤下层时,其顶面应做成4%的双向
土木工程系 吴兆启
5