1、1土石混填路基修筑技术研究综述摘要：土石混合物作为工程建筑的填料，在工程建筑特别是公路桥梁的施工中使用越来越普遍，已有大量学者对土石混合料的物理性质、压实特征以及土石混合路基修筑技术进行了广泛的研究，但研究仍然还不能满足工程实践的现实需要，因此笔者在已有的理论基础之上进行了进一步地研究，对目前研究中存在的问题提出了相应的解决办法。 关键词：土石混填 控制技术 施工工艺 压实质量 一、前言 我国的地形地貌和水文条件比较复杂，在西部地区修筑公路往往将山体开挖得到的土石混合料用来填筑路基，由于这种填方料颗粒大小不均匀、含水量也极不均匀，在实际施工中较难控制，导致施工困难且施工质量难以保证，致使土石混
2、填路基出现大量的坍塌或沉陷，路面结构也较早遭到破坏，影响公路正常作用的发挥。因此解决土石混填在公路修筑中存在的技术性问题是我国公路修筑中的关键问题。虽然已有专家对土石混合料的物理性质、压实特征以及土石混合路基修筑技术进行了研究，但对填筑材料、压实与检验的研究仍在初级阶段，研究的成果仍不能很好地指导工程实践。本文在对土石混合物填筑路基中存在的问题进行了分析，并初步指出了解决办法。 二、土石混合料特性、路用性能分级和质量评价 在土石混合料的工程分类中，很多的分类方法没有将超粒径与粗粒2土石区别开来，将土石混合料直接成为粗粒土或巨粒土。公路土石混合料中粗粒土与水电工程上的粗粒土性质是一样的，包括砂卵
3、石、砾石土、堆石和石渣等，因此，对公路行业的土石混合物的研究对水电、机场、铁路有相应的借鉴作用。 学者从不同的角度出发，对土石混合料进行了不同的分类，如根据粗粒料的结构、压实特性等为主要考虑因素进行分类，这些分类方法虽然在分类中考虑的关键因素各不相同，在土石混合料在填筑路基时起到了积极的作用，但因分类方法复杂、繁多，急需一个反映土石混合料工程特性、形式较简单、使用方便的分类办法。 三、土石混合料的强度和变形研究 随着粗粒土在公路中的广泛应用以及测验技术的发展，学者在对粗粒土抗剪强度深入研究中发现库仑公式不能准确地表达这些土石混合料的摩尔破坏包线，很多学者针对这一问题提出了较新的抗剪强度公式。
4、当无粘性土的包罗线从应力圆的坐标原点通过时，可采用以下抗剪强度公式： 压实堆石的“破坏准则”可用以下公式进行阐释： 此后，有人将（2）式改为： 粗粒土包线虽有四种，但可用同一个公式表示： 上式中，A、B 表示强度参数，Pn 为大气压力. 这也就是指当 b=1 时，该公式和库伦公式相同；当 C=0 时，此式与德 迈罗公式相同。 3混合土石颗粒之间客服咬合作用位移时产生的摩擦阻力决定了无粘性堆石和砂石的抗剪强度。摩擦阻力的除了受形态、级配、大小、密度等自身因素影响外，应力水平也有较大的影响。 四、土石混填路基设计的现状与问题 （一）土石混合料与压实，现行的密度法很难全方位地考虑影响因素，而且计算时
5、间较长，难度较大， “小试坑法”又不能满足机械施工的要求。混合料的力学参数确定仍利用针对细粒土的试验仪获得 （二）土石混填路基的排水系统设计，在土石混填的公路修筑中，设计人员对斜坡路、填挖交界的排水重视程度不够。 （三）稳定性及沉降变形的计算方法。对土石混填路基的规范仍无相关规定。 （四）土石混填的边坡防护工作，多数土石混填的公路坡面未进行防护。 三、土石混填路基的施工工艺与控制技术 （一）施工工艺 1.首要问题：土石混填路路基的施工工艺和施工控制的参数，路基压实的检测标准、方法和指标。 2.施工工艺与施工控制的参数，对压实器械进行慎重选择，对施工费用与施工控制的参数、混合料压实性之间的函数关
6、系，结合工程实际的混合料，借用最优化理论。 3.压实质量的检测技术：土石混填路基的压实指标。利用强度控制和变形控制，通过试验、计算、分析确定压实的指标。在检测的方式上，4普遍采用附加质量法和声波法。 （二）控制技术 1.土石混填路基中基底的处理要求和方法 （1）对基底负荷能力的要求。 基底负荷能力需满足路基填筑高度不同的要求。当填筑路基的高度高于二十米时，路基需填筑在岩石的基地上；当高度低于十米时，地基的负荷力不能低于 150 kPa；当高于十米，低于二十米时，地基的负荷力不能低于 200 kPa。 （2）地基处理要求。 当路堤基底受到水的影响时，土石混填路基中，应注意对水的拦截和引排，可在路
7、堤底采用砂砾石、片石或块石等不易风化的材料设置透水层，其厚度应大于 30 cm。 2.土石混合物的压实 （1）振动碾压 机械的振动作用下对土石混合物反复碾压，防止摩擦。主要参数：线压力与静重、频率和振幅、碾压的次数和碾压速度。 （2）冲击碾压 冲击碾压是指通过机械对混石路基进行冲击、揉搓，主要参数：冲击的次数、速度、频率。 （3）分层压实 通过动力固结、动力夯实、动力置换三种作用对混石路基进行层层夯实。主要的参数：夯实次数、间歇时间、单点夯击能力、夯实的范围5以及夯点的选择。 3.检测技术 （1）面波测试数据的分析处理 平均波速法：为提高检测的质量，使误差降低到最小，对检测土石混填路基的压实质
8、量提出了有效深度内平均速波法，其操作是“根据对土石混填路基有效加固深度的计算” ，着重分析面波波速在有效深度内的变化情况，并对数据进行分析，进行质量的评估。所用公式如下： 上式中， 为有效深度范围内频散点的速度，m/s；n 为点数；V 为有效深度内面波的的平均速度，m/s。 在利用面波法检测土石混填的压实质量进行时，应结合碾压试验确定的参数。 （注意：当含石量在土石混合料中的比例大于 70%时，面波法的准确度降低，不宜使用。 ） （2）附加质量法 附加质量法的使用是为了克服面波法在含石量在混合料中超过 70%时检测的不足。 附加质量法即是通过外力激振使土石混合料等效为“自由度线弹性体系” ，土
9、石混合体在外力作用下产生振动，利用数据采集仪按照一定质量分级收集土石混合体因振动而产生的信号，根据所采集的数据计算出参振体系的体积和质量。 附加质量法所需设备：承压板、声波仪、质量块、拾振器、激振器等。 参考文献： 61 贾学明，杨建国.土石混填路基强夯法施工质量无损检测技术J.重庆交通大学学报（自然科学版） ，2008，27（z1）：945-947. 2 郝孟辉，郝培文.土石混填路基动态回弹模量与压实度的关系J.南京林 学学报（自然科学版） ，2011，35（1）：87-90. 3 王清洲，刘淑艳，马士宾等.超大粒径土石混填路基无损检测技术的应用研究J.公路，2011， （1）：192-197. 4 叶建文.高速公路土石混填路基施工质量控制J.公路与汽运，2012， （3）：130-132.
