路基土质改良办法

1、路基土质改良办法湘耒高速公路路基精加工【摘要】路基精加工用于处理南方土质不良地段，具有节约资金、节省工期、 提高路基承载力等诸多优点，是一种好的路基处理方法。本文从其适用范围、施 工方法等方面作了介绍。【关键词】土质 精加工施工方法一、湘耒高速公路工程概况湘耒高速公路北起湘潭南至耒阳，地处多雨的湖南省东南部，是京珠高速 公路的一部分。由我公司负责施工湘耒高速公路第十一合同段的一部分，起讫桩 号为K147+092K151+250，全长4.16km。该路段地处多山区，地形复杂，土质 以风化红砂岩为主。沿线高填大挖情况多，最大挖深14.788米，最高填方高度 10.857米。且弯道地段小半径居多，横

2、向超高变化显著，横坡度最小为0，最大 达到4%。二、高速公路土质路基（包括石质土）施工特点路基是路面的基础，路基的强度与稳定性，是保证路面强度与稳定性的基 本条件。因此，路基质量的好坏将直接影响着路面的使用质量。路面的损坏往往 与路基排水不畅、压实度不够、强度低等有直接关系。因此，湘耒高速公路对路 基95区有如下要求：路基顶面土基回弹模量按不小于60Mpa或回弹弯沉（0.01mm）200、路基顶30cm厚材料承载比CBR值N8 （浸水4天、压实度 95%）控制。土质路基填筑，按填土顺序可分为分层平铺和竖向填筑，分层平铺是路基 填筑的基本方法，其有利于路基的压实，可以保证不同用土按规定层次填筑，

3、使 不同用土水平分层，以保证路基强度均匀。对于透水性差的粘性土，一般用于填 筑路基下层，且表面形成双向横坡，有利于排除积水，以免形成水害。同一填筑 层次用不同土质的土填筑路基时，搭接处应形成斜面，以保证在此厚度范围内强度比较均匀，防止产生明显变形。竖向填筑是指沿路中心线方向逐步深填，多用于地面地面高差大，填土面积小，难以水平分层卸土以及陡坡地段上半挖半填路 基，此种路基填筑方法要选用振动式或锤式夯击机，选用沉陷量较小及粒径较均 匀的砂石填料。竖向填筑一般在高等级公路施工中采用较少。路基压实作为路基填筑的一个部分，尤其重要。土是三相体，土粒为骨架， 颗粒之间的孔隙为水分和气体所占据。土体受压后，

4、克服颗粒之间的摩擦力与粘 聚力（c、），发生位移、孔隙减小、气体排除、挤密。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，稳定性提高。松散土粒压实可分为四部分，即：a.排列过程、b.填装 过程、c.分离过程、d.夯实过程。在湘耒高速公路路基施工前，经现场取土样分析其粒径集中在0.002mm0.05mm，属于主要由细颗粒组成的均匀粘性土。（见表1）粒组 (mm)10.50.50.250.250.10.10.050.050.010.010.0050.005 0.0020.002粒度成分（以重量计）6.013.230.816.223.710.

5、1表1一土的粒度成分对于细粒土的路基，影响压实效果的主要因素有内因和外因两方面，内因指土质和湿度，外因指压实功能（机械性能、压实时间与速度、土层厚度）及压(kN/m3)、干容重Y含水量（%）实时的自然、人为的其他因素等。土的压实效果好坏即其形变模量(kN/m3)、干容重Y含水量（%）大小与土的干容重Y有直接关系，由图1可见：11Y与3关系2E与3关系由图1中曲线1可见，干容重Y随含水量3增加而提高，主要是由于水起润 滑作用，土粒间阻力减小，施加外力后土中孔隙减少，土粒被挤紧干容重（Y） 提高，当Y达到最大值时，3再继续增大，土粒中的孔隙被水分占据，而水一般 不为外力所压缩，因而3增大，Y随之降

6、低。在Y达到峰值时对应的含水量为最 佳含水量。由图1中曲线2可见，土的形变模量Ey随含水量也具有驼峰型曲线 关系，此曲线表明土体湿度未达到最佳值之前，土体强度以达最大值，这是因为 土中含水量较少时，土粒间的阻力较高，要使土粒继续位移，需要最大的外力 Ek。而随着土中湿度的增加Ek有所降低。现行设计方法以弹性模量为土基的强 度指标，弹性模量与形变模量存在比较固定的关系（在相对形变为0. 02时弹性 模量平均为形变模量的2.2倍，可以互相换算）。饱水前后压实试验结果对照见图2：曲线1表明，饱水后Y与E均有所降低，而在30时，两者的降低值均最小。 这表明，在最佳含水量30时压实的土基，其强度和稳定性

7、最好，因此选用30 作为控制土基压实的指标。湘耒高速公路全线有65km处于红砂岩不利地质地段，我公司负责施工地段 的挖方段地质下承层均为风化红砂岩，经施工现场实验得出数据，在正常压实的 情况下，其压实度在93%95%之间，个别点达到95%，很难大面积达到95%以 上；承载力即CBR值均小于8。因此，必须采用特殊处理以使路基95区压实度、强度等指标达到规范要求。经多方研究，湖南省设计科研所决定采用路基改良精加工来改善红砂岩的 土质，以使路基95区达到设计要求。其具体方案为：60% （以重量比分类）的 含风化红砂岩的土掺以40%的耒水河出产的天然砂砾（粒径6cm）作为改良原 料填筑路基。经试验室试

8、验及现场生产实践表明，此种路基土质改良办法将该种土质从 根本上进行了改良，使表1中的粒度成分趋向不均匀，改善了其粘性土的土质， 并且在施工中取得了良好的效果：（1）其压实效果很好，在以震动压路机正常碾压时，其压实度均能达到95% 以上，平均在98%左右（见表2）；经过逐车道检测，成型的路基弯沉值都在5080 之间，个别点达到100左右，远小于湘耒路面设计规范中规定的0.01mm；其他 试验指数如CBR值、回弹模量也均达到规范要求之内。桩号压实度（）第一遍碾压第二遍碾压第三遍碾压第四遍碾压第五遍碾压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2一碾压遍数测定表备注：1、表中个别点的超密是因为存在大粒径卵石所致；2、压路机往返碾压一次为一遍；3、此数据为试验段K150+420

10、K150+620得出。（2）这种土质改良精加工取得了良好的经济效益。湘耒高速公路全线处在 湘江流域，湘江的水系发达、支流众多，沿线支流中天然砂砾资源丰富，对改良 粒料的材料来源是一个有利条件，为全线施工进度提供了有利的物质保障，又在 一定程度上促进了地方经济的发展。（3）采用精加工改良土质，在环境保护方面有良好的效果。使用天然砂砾 料改良土质对清理河床，保证水系畅通起到了积极的作用，并且对高速公路周边 环境为0污染，这是精加工施工中明显超过以往常用的灰土改良土质提高土基强 度方法之处。三、路基精加工施工方法一施工准备技术准备：施工路段导线点贯通，水准点复测完毕；结构物台背填土压实 度达到设计要

11、求；下路床验收合格；制定完整的施工计划。机械准备：拥有技术性能良好的推土机、拌合机、压路机。材料准备：准备足够量的合格天然砂砾料。二施工工艺流程及施工要点1、工艺流程：中线测量放样一标高测量，放出控制桩和挂线一根据每车土 的方量计算堆放距离进土一摊铺一整平一轻压一精平一碾压一自检一修整2、施工要点：（1）在施工过程中，我们发现由于混合料中存在较大粒径的卵石，集料的 压实系数不尽相同，因此较难控制的是精加工层顶面的标高。湘耒高速公路施工 技术规范对标高的控制尤其严格，这就要求在施工中机械拌和精加工混合料时必 须仔细，尽量使不同粒径的土与天然砂砾混合料拌和均匀，不出现骨料过分集中 现象，使混合料在

12、不同断面的压实系数接近相同，且在试验段施工时对松铺系数 的测定要尽量准确。（2）在特殊路段，如：挖填结合部、基础软弱处等，采用土工格栅加固处 理。在铺设土工格栅处，为保护土工格栅的完整，混合料的拌和可采用人工拌和， 或机械预先拌和后再由水平运输机械将混合料运至指定地点，此时应特别注意混 合料拌和的均匀性。（3）施工前应对混合料的含水量进行测定，使其含水量控制在最佳含水量 2%范围内，以保证压实效果。另外，压实厚度对压实效果具有明显影响。在 相同条件下（土质、湿度、压实功能），实测不同深度土层的密实度得知，压实 土层的密实度随深度递减，表层5cm密实度最高，所以在30cm的路基改良精加 工施工中

13、，为保证施工质量我们采用分两层铺筑，每层15cm。（4）在南方多雨的气候条件下，施工时必须严格按照测量放线做出路拱横 坡。每天施工完毕后，应检查路拱横坡并清除路基顶面的浮土，保证路基表面排 水畅通，以免由于各种原因造成路基表面积水，影响精加工层的施工质量。特别应注意：在标高不足处应重新翻开至少10cm拌和、碾压，严禁薄层贴 补。四、路基土质改良精加工的现实意义土质路基顶部约80100cm的深度范围内的强度和稳定性，直接关系到路 面和结构层的稳定性和使用品质，而且土基受力极为复杂，表现在荷载与变形的 非线性、变形中存在可恢复的弹性变形和不可恢复的塑性变形、变形受加荷速率 及加荷时间影响的徐变性、受自然