3.4 路基填筑施工工艺流程
3.4.1 路基填筑施工的工艺流程
路基填筑施工的工艺流程如图3.11所示。
图3.11 路基填筑施工的工艺流程图
3.4.2 路基填筑施工的主要工序
路基填筑施工的主要工序有填料选择，基底处理，土的挖、装、运，摊铺整平、碾压和检测，现分述如下。
3.4.2.1 填料选择
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的弃方作为填料。
3.4.2.2 基底处理
路堤基底的处理是保证路堤稳定与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。
3.4.2.3 土的挖、装、运
根据运距和填料特点选择适宜的机械设备，当采用挖掘机（或装载机）配合运输车辆将填料装运至填筑地点时，为了保证填料摊铺均匀，层厚符合设计和规范要求，碾压后表面平整且利于排水，可用石灰线划分方格网指导装卸车卸料，如图3.12所示。
图3.12 路堤填筑前划分方格网以便堆料
图3.13 推土机将填料摊铺整平
3.4.2.4 摊铺整平
推土机将填料摊铺整平，如图3.13所示。可先用推土机初平，再用平地机精平，在精平后检测其松铺厚度是否与试验段确定的松铺厚度吻合，在确认一致后准备开始碾压作业。
3.4.2.5 碾压
碾压是路基填筑的一个关键工序，路基是否碾压密实是决定路基工程施工质量的一个重要因素。
（1）路基压实的目的及原理。路基填土经过开挖、运输、摊铺等过程，已变得十分松散，压实的目的是通过碾压做功，使土粒重新组合，彼此挤紧，孔隙缩小，形成密实整体，从而导致强度增加，稳定性提高。大量的试验和工程实践已经证明：土基压实后，路基的塑性变形、渗透系数、毛细水作用及隔温性能等，均有明显改善。
路基土体压实按压实机械作用种类不同分为静压原理、冲击作用原理、振动作用原理。其中，静压原理是依靠机械自重对土体进行密实的方法；冲击作用原理是将一定质量的物体提升一定高度，然后自由下落，产生冲击，对土体进行冲击压实；振动作用原理是振动压路机利用其自身的重力和振动作用，形成持续不断的冲击波，使土粒运动，以达到密实土体的目的。
（2）影响压实效果的因素。对于细粒土的路基，影响压实效果的因素有内因和外因两个方面。内因指土质和湿度，外因指压实功能（如机械性能、压实时间与速度、土层厚度）及压实时外界自然和人为的其他因素等。
（3）压实机具的选择。土基压实机具的类型较多，大致上分为碾压式、夯击式和振动式三大类型。碾压式包括光面碾（普通的两轮和三轮压路机）、羊足碾和气胎碾等几种。夯击式中除了人工使用的石夯外，机动设备中有夯锤、夯板、风动夯及蛙式夯机等。振动式中有振动器、振动压路机等。此外，运土工具中的汽车、拖拉机以及土方机械等，也可用于路基压实。
不同压实机具，适用于不同土质及不同土层厚度等条件，正常条件下，对于砂性土的压实效果，振动式较好，夯击式次之，碾压式较差。对于黏性土，则宜选用碾压式或夯击式，振动式较差甚至无效。
压实机具对土施加的外力，应有所控制，以防压实功能太大，压实过度，不仅失效、浪费甚至有害。一般认为，压实时的单位压力不应超过土的强度极限。不同土的强度极限，还与压实机具的质量、相互接触的面积、施荷速度及作用时间（遍数）等有关。
（4）碾压。土基压实时，按试验路段选定的机具类型、土层厚度、行程遍数及最佳效果的碾压速度进行碾压。压实操作时宜先轻后重、先慢后快，在整个全宽的填土上压实，宜纵向分行进行，直线段由两边向中间，曲线段宜由曲线的内侧向外侧。两行之间的接头一般应重叠1/4～1/3轮迹；对于三轮压路机则应重叠后轮的1/2。确保压实均匀，不漏压，对于压不到的边角，应辅以人力或小型机具夯实。纵向分段压好以后，进行第二段压实时，其在纵向接头处的碾压范围，宜重叠1～2m，以确保接头处平顺过渡。压实全过程中，土的含水率应在最佳含水率的±2%以内，如含水率过大，应翻晒，如含水率过小，则应适当洒水。
图3.14 路基碾压
图3.14是压路机对土质路基进行碾压。
填石路堤在压实前，应先用大型推土机推铺平整，个别不平处，应用人工配合，用细石屑找平。采用的压路机宜选18t以上的振动压路机，碾压时要求均匀压实，不得漏压。
土石混填路堤的压实要根据混合料中巨粒土含量的多少来确定，当巨粒土含量较少时，应按填土路堤的压实方法进行压实；当巨粒土含量较大时，应按填石路堤的压实方法压实。
3.4.2.6 检测
压实质量以压实度控制，碾压完毕后，应按规定的方法和频率进行压实度检测，检测合格后方可进入下道工序。
（1）土质路基压实度检测应符合以下规定：
1）用灌砂法、灌水（水袋）法检测压实度时，取土样的底面位置为每一压实层底部；用环刀法试验时，环刀中部处于压实层厚的1/2深度；用核子密度湿度仪试验时，应根据其类型，按说明书要求办理，事先应与规定试验方法作对比试验进行标定。
2）施工过程中，每一压实层均应检验压实度，检测频率为每1000m2至少检验两点，不足1000m2时检验两点，必要时可根据需要增加检验点。
（2）土质路基压实度计算：
例如：令工地实测土质路基的干密度为ρ，试验室内该土样的标准击实试验得到的最大干密度为ρdmax，则压实度K为
将实测的压实度与设计要求的压实度值进行比较，判断其是否合格。
灌砂筒、标定罐、基板如图3.15（a）所示，压实度检测凿洞如图3.15（b）所示。
图3.15 灌砂法检测路基压实度
（a）灌砂筒、标定罐、基板；（b）压实度检测凿洞
【案例3.1】
1.背景资料
某高速公路M合同段（K17+300～K27+300），主要为路基土石方工程，本地区岩层构成为泥岩、砂岩互层，抗压强度20MPa左右，地表土覆盖层较薄。在招标文件中，工程量清单列有挖方2400000m3（土石比例为6：4），填方2490000m3，填方路段填料由挖方路段调运，考虑到部分工程量无法准确确定，因此采用单价合同，由监理工程师与承包人共同计量，土石开挖综合单价为16元／m3。施工过程部分事件摘要如下：
事件1：施工单位开挖路基后，发现挖方土石比例与设计文件出入较大，施工单位以书面形式提出设计变更，后经业主、监理、设计与施工单位现场勘察、洽商，设计单位将土石比例调整为3.4：6.6，变更后的士石方开挖综合单价调整为19元/m3。经测算，变更后的项目总价未超过初步设计批准的概算。
事件2：在填筑路堤时，施工单位采用土石混合分层铺筑，局部路段因地形复杂而采用竖向填筑法施工，并用平地机整平每一层，最大层厚40cm，填至接近路床底面标高时，改用土方填筑。
事件3：该路堤施工中，严格质量检验，实测了压实度、弯沉、纵断高程、中线偏位、宽度、横坡、边坡。
2.问题
（1）《公路工程设计变更管理办法》（交通部令2005年第5号）将设计变更分为哪几种？“事件1”中的设计变更属于哪一种？说明理由。
（2）指出“事件2”中施工方法存在的问题，并提出正确的施工方法。
（3）指出“事件3”中路堤质量检验实测项目哪个不正确？还需补充哪个实测项目？
（4）针对该路段选择的填料，在填筑时，对石块的最大粒径有何要求？
答：（1）公路工程设计变更分为重大设计变更、较大设计变更和一般设计变更。“事件1”中的设计变更属于较大设计变更。因为单项变更金额达到720万元［2400000×（19-16）=7200000元］，超过500万元的规定。
（2）“事件2”中施工方法存在的问题：
1）不应采用平地机整平。因含石量为66%，整平应采用大型推土机辅以人工进行。
2）不应采用竖向填筑法。土石路堤应采用分层填筑，分层压实。
（3）不应该实测弯沉。还应实测平整度。
（4）土石混合料中石料强度大于20MPa时，石块的最大粒径不得超过压实层厚的2／3，超过的石料应清除或改小，直到符合要求为止。