摘要：基于某高速公路路基填筑工艺试验，确定采用湿陷性黄土作为填料的施工方案，并指出了填筑质量控制要点以及各要点出现问题时的解决方案，确保填筑质量满足规范要求。
关键词：湿陷性黄土；路基填筑；质量控制
0 引言
黄土在我国主要分布于甘肃省、山西省、河南省、宁夏自治区等黄河中下游地区，占地面积约63万km2，其中湿陷性黄土达到了黄土总分布面积的60%。由于湿陷性黄土具有遇水时结构迅速破坏、强度急剧下降的特点[1]，在路基工程中具有极大的危害性。
随着实际工程的需要和研究的不断加深，人们针对湿陷性黄土路基提出了不同的处治方式，目前较为常用的处理方法有换填法[2]、强夯法[3]、冲击压实法[4]、挤密桩复合地基[5]等。但这些方法在湿陷性黄土路基的设计、施工缺乏系统的研究，难以直接运用于工程之中。
本文结合某高速公路路基填筑试验段开展的以湿陷性黄土路基作为填料的现场填筑工艺试验，提出了满足该施工段路基工程相关要求的填筑方案及填筑质量控制要点，为保证该段路基施工质量提供了理论依据。
1 工程概况
某高速公路设计为双向四车道，主线路基宽度25.5m。施工区域广泛分布第四系上更新统马兰组黄土，岩土为灰黄色粉土、粉砂土、质地均匀，疏松，具有大孔隙，垂直节理发育，沿线湿陷性黄土的湿陷性土最深115m，湿陷等级为Ⅰ级非自重~Ⅲ级自重。区域内填料缺乏，主要采用湿陷性黄土作为路基填料。
2 湿陷性黄土填料路基危害及处理方法
湿陷性黄土的成分以粉土为主、含有丰富的碳酸钙，且天然状态下存在大量结构孔隙，处于欠密实状态，遇水后极易发生破坏、变形[6]。因此，以湿陷性黄土作为填料的路基必须经过充分的压实处理，达到合适的压实度，否则面临降水或者流水侵蚀时，在自重、行车等荷载的作用下，黄土填料会因湿陷性发生沉降变形，并最终导致路基失稳破坏[7]-[8]。故以湿陷性黄土作为路基填料时，需选择合理的压实技术，严格控制施工质量，确保满足压实度要求。
目前，湿陷性黄土填料路基常用的压实方法有如下几种：
①静力压实法。该方法是最常见的路基压实方法，又称机械碾压法，是利用压路机等重型设备在路基表面来回碾压，利用设备自身的重力将土体压实，以提升路基的不透水性和稳定性[9]。
②振动压实法。该方法是利用振动压路机的振动论对土体产生往复的冲击力，并在土体内产生向纵深方向扩散的冲击波，其频率与土体固有频率接近，此时土体中小颗粒填充大颗粒空隙，以减小孔隙率、提升路基压实度[10]-[11]。
③冲击压实法。该方法是利用牵引车推动冲击轮滚动，冲击轮在轮轴心与凸轮圆弧和地面的接触点处于同一垂直线时达到最高点，并随后在重力作用下下落并以最大的冲击力矩作用于土体，在冲击压实机的行进中反复此过程以达到对路基连续击实的效果[11]。
3 填筑工艺试验
在试验路段，通过采用相同规格型号的机械，针对不同松铺厚度进行填筑工艺试验。填筑试验各层松铺厚度分别按25cm、30cm和35cm控制，填料采用最大干密度为1.92g/m3、最佳含水率为10.0%为质量控制标准，以静压1遍、弱振1遍、强振n遍、静压收光1遍的碾压工艺进行施工，用于确定最佳松铺厚度及相应的最佳碾压遍数。
以静压1遍、弱振1遍、强振n遍、静压收光1遍的碾压工艺进行施工，用于确定最佳松铺厚度及相应的最佳碾压遍数。不同松铺厚度的实验方案如下：
方案I（25cm）：静压1遍→弱振1遍→强振3遍→静压收光1遍，共计碾压6遍。
方案II（30cm）：静压1遍→弱振1遍→强振3遍→静压收光1遍，共计碾压6遍。
方案III（35cm）：静压1遍→弱振1遍→强振4遍→静压收光1遍，共计碾压7遍。
根据现场试验过程中的检测数据，三种方案所得到的松铺系数分别为1.20、1.20、1.21，三种方案均能满足《公路路基设计规范》（JTG D30-2015）[12]对填方路基下路堤的压实度要求（≥93%）。
三种方案压实后厚度分别为21cm、25cm、29cm，因现场试验所采用的灌砂筒直径200mm、最大测深25cm，规范要求路基现场灌砂法试验需要将试洞打至下一层，因此方案III（松铺厚度35cm）无法满足要求。
方案I、方案II各方面均满足要求，但相比于方案I，方案II总体施工耗时更短。故综合比选之后，下路堤确定采用松铺厚度30cm，静压1遍、弱振1遍、强振3遍、静压收光1遍的方案进行施工。
4 填筑质量控制要点
路基施工时间较长，受地质、天气等外在条件影响较大，难以按照理想化的状态施工，因此需要对填筑质量进行控制，主要变现在对压实度、摊铺厚度、和纵横坡等方面的控制。
4.1 压实度
（1）含水率
路基的路堤及下路床填料均用湿陷性黄土，属低液限粉质黏土。通过对土样含水率进行试验检测，发现不同取土场、不同高度的土样含水率差距较大，与土样最佳含水率差距也较大。根据试验结果，在其他条件相同的情况下，填料的现场含水率与最佳含水率的差值在2%以内的压实效果最好。
因填料本身的含水率不足，或因天气炎热水分大量散失等原因会导致路基压实度无法满足要求，可采用洒水解决。填料的含水率过大会造成路基出现“弹簧土”现象，可以采用翻晒的方式解决。
（2）碾压次数
根据试验结果，采取大吨位重型振动压路机以先两侧后中间的顺序进行压实，再采用振动压路机以先慢后快、先静压后振动压、振动频率先弱后强的操作程序进行碾压。
（3）填料
根据就近原则，路基填料采用路基挖方段及附近取土场的黄土，每一万方填料需做一次土工标准击实试验，以便了解路基填料的变化，确保压实度检测合格。
4.2 摊铺厚度
路基填筑严格按“三阶段、四区段、八流程”的施工工艺进行施工，并在填筑前，按照试验划分的段落对填料厚度作出标识，以此控制每层松铺厚度。
摊铺平整时，应采用推土机与平地机配合，做到填层面在纵向和横向平顺均匀，以保证压路机碾压轮表面均匀接触填料进行压实。此外，碾压后路面应形成2%～4%的横坡，便于路面排水。
在实际施工过程中，可能出现摊铺厚度不足或超高的现象：对于厚度不足，可采用补充填料的办法，但必须严格控制层厚；如果是厚度超高，则可采用平地机刮平，并使用压路机进行静压收面。
5 结语
某高速公路采用了施工现场邻近的湿陷性黄土作为路基填料，根据试验段的填筑工艺实验结果，可得如下结论：
（1）试验段取土场的填料最大干密度为1.92g/cm3、最佳含水率为10%，填料的现场含水率与最佳含水率的差值在2%以内的压实效果最好。
（2）下路堤松铺厚度控制为30cm，采用静压1遍、弱振1遍、强振3遍、静压收光1遍的方案进行施工，可满足规范对压实度的要求，且施工耗时相对更短。
（3）施工过程中，应对施工质量进行严格控制，包括对压实度（含水率、碾压次数、填料等）、摊铺厚度、纵横破等方面的控制，确保满足设计要求。
参考文献
[1]岩土工程手册编写委员会.岩土工程手册[M],第三版.北京:中国建筑工业出版社,1996:1-1.
[2]薛鹏.黄土地区公路路基病害与防治的研究[D].长安大学,2015.
[3]刘永垒.强夯法在湿陷性黄土路基中的应用及数值模拟[D].石家庄铁道大学,2018.
[4]王生新,韩文峰,谌文武,梁庆国.冲击压实法加固湿陷性黄土路基的应用研究[J].岩石力学与工程学报,2003(S2):2848-2852.
[5]李奋,屈耀辉,武小鹏,刘贺业,徐安花.湿陷性黄土区公路路基挤密桩复合地基质量检测指标优化研究[J].公路,2018,63(06):28-33.
[6]《工程地质手册》编写委员会.工程地质手册（第四版）[M].北京:中国建筑工业出版社，2007.
[7]高峰.黄土填料路基施工技术研究[J].交通世界,2019(09):6-7+21.
[8]王吉利，刘怡林，栾茂田，沈兴付.强夯法处理黄土路基检测方法试验研究[J].岩石力学与工程学报，2004，（S1）：4562-4567.
[9]王连振.公路施工中加固软土路基有效措施[J].交通世界,2018(30):40-41.
[10]谢雪. 天津滨海新区软土路基处理方案研究[D].河北工业大学,2010.
[11]师涛. 冲击碾压技术在黄土路基施工中的应用研究[D].长安大学,2017.
[12]JTG D30-2015，公路路基设计规范[S].