高路堤填方压实标准研究

第２期（总第１８５期）　山西交通科技　ＮＯ．２　２００７年４月　ＳＨＡＮＸＩ　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮｏＬｏＧＹ　ｏＦ　ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ　．　Ｌｐｒ．　高路堤填方压实标准研究　裴建新　（山西交通职业技术学院，山西　太原０３００３１）　摘要：高填方路堤的大量出现，给道路施工和使用带来了新的问题。对高路堤而言，现行　路堤压实评价标准偏低是问题的主要原因之一。通过分析路基－＇ｆ￣２的分布情况，提出了针　对不同的受力要求，在质量控制上采用不同的压实标准。　关键词：高路堤；压实标准　应力；分区　中图分类号：Ｕ４１６．１２文献标识码：Ａ文章编号：１００６—３５２８（２００７）０２—００２３—０２　近年来，我国高等级公路建设方兴未艾，高填方　路堤的大量涌现，给道路施工和使用带来了新的问　一０　题。全国很多地方陆续报道了高等级公路高填方路　堤都不同程度地存在着一些问题，严重影响了道路　的使用寿命和服务水平。一些学者从原地基处治的　工艺、路堤填筑材料选用、路堤施工工艺、沉降控制　等方面进行了探索。但是笔者认为，现行路堤压实评　价标准只是泛泛地对所有路堤进行了压实要求，没　有充分分析高路堤特点，对高路堤压实质量评定提　出较高的要求，存在压实评价标准偏低是问题的主　要原因之一。因此从我国高速公路建设的实际需要　图１　路基中应力分布图　出发，深入探讨高路堤压实标准具有重要而深远的　于车轮荷载影响较大，在工作区范围以外的路基，影　意义。　响逐渐减少。工作区的深度为：　１　高路堤的应力分析　Ｚａ　１．１　路基受力状况　式中：ｚ　为路基工作区深度，ＩＴＩ；Ｐ为一侧轮重荷　路基承受着路基自重和汽车轮重这两种荷载。　载，ｋＮ；Ｋ为系数，取Ｋ＝０．５；　为土的容重，ｋｇ／ｍ３；　在两种荷载共同作用之下，路基在一定深度范围内　ｎ为系数，ｎ＝５～１０．　处于受力状态。正确的设计应使得路基所受的力在　由式（１）可见，路基工作区随车轮荷载的加大而　路基弹性限度范围内，当车辆驶过后，路基能恢复原　加深。路基工作区内，路基的强度和稳定性对保证路　状，以保证路基相对稳定，路面不致引起破坏。路基　面结构的强度和稳定性极为重要，对工作区深度范　内任一点处的总应力包括由车轮荷载引起的Ｏ＇ｚ和　围内的土质选择，路基的压实度应提出较高的要　由土基自重引起的　ｅ，两者的共同作用，如图１所　求。当工作区深度大于路基填土高度时，行车荷载的　示。　作用不仅施加于路堤，而且施加于天然地基的上部　１．２路基工作区　土层，因此，天然地基上部土层和路堤应同时满足工　在路基某一深度　处，当车轮荷载引起的垂直　作区的要求，均应充分压实。　应力　与路基土自重引起的垂直应力　ｅ相比所　１．３高路堤应力分区　占比例很小，仅为１／１０～１／５时，该深度ｚ　范围内　１．３．１　路基分层压实标准问题的提出　的路基称为路基工作区。在工作区范围内的路基，对　现行公路工程技术标准（ＪＴＧＢ０１－－２００３）…对　收稿日期：２００７—０１—１１；修回日期：２００７—０３—２４　作者简介：裴建新（１９７３一），男，山西五台人，讲师，工程硕士，２００６年太原理工大学岩土工程专业毕业。　维普资讯 http://www.cqvip.com

・２４・　山西交通科技　２００７年第２期　压实度０～８０　ｃｍ、８０～１５０　ｃｍ、大于１５０　ｃｍ的分层　标准，主要是源自以往低等级公路的调查方法，几十　年未做改变。在五六十年代，公路等级低，平原区填　量。而现行《公路路基施工技术规范》（ＪＴＪ０３３—　２００３），不论路堤多高，都要求路基下部（路面底面计　起的深度范围大于１５０　ｃｍ的压实度为９３％，不尽　土高度一般小于１　ｍ，当时次高级路面面层多为渣　油（沥青）表处，厚度１．５～３．０　ｃｍ左右；基层常用级　配砾石、泥结碎石类结构，厚度一般１６～１８　ｃｍ．在　合理。　如果说，高路堤的上部１５０　ｃｍ（即路基施工规　范中所称的路床）需要高的压实度，主要是为了增加　路面的承载能力，那么高路堤下部的压实度主要是　路基、路面含水量调查中，使用麻花钻取土，深度范　围多为０～８０　ｃｍ．从应力分布角度考虑，轮压荷载　为了减小路堤在恒载作用下的固结形变，从而减少　路面在使用期间的沉降量。就路堤土层所受的恒载　传布深度一般不超过１　ｍ，加之当时碾压机具较少、　吨位较小，因此通常只对０～８０　ｃｍ深度范围内的路　基提出较高的压实要求。　对现代高速公路而言，路面平整度应保证高速　行车安全舒适的要求。平原区路线设计考虑通道行　人和农机通行，填方高度一般在３．５　ｍ左右；进入山　区后，由于线型标准的要求，１０　ｍ以上填方经常可　见，现行规范对路基分层压实的标准，没有考虑路　基、路面自重对下层路基稳定性的作用，相反受低等　级公路压实分层要求的影响，对高速公路的路基压　实标准提出上层压实度Ｋ＝０．９６、下层Ｋ＝０．９３　（０．９４）的要求，这就必然导致高填路堤的不均匀沉　降。这是我国高速公路出现平整度变差、路面沉降变　形的主要原因之一。如果对高速公路的路基压实，　上、下层均采用较高标准要求，此类早期病害是可以　防止的。　１．３．２　高路堤应力分区　路面结构层的厚度相对路基的深度而言是较小　的，因而路堤的应力计算模式常假定路面的结构层　为均质土体。在路基填筑体的应力关系中，发现最小　应力点发生在从路面下Ｚ＝１，５　ｍ的位置，并且最　小应力为３７，９　ｋＰａｔ　。而《公路路基设计规范》对路　基压实度仅规定为在路床下１，５　ｍ范围内，有高的　压实度。而１５０　ｃｍ以下，路基的深度愈深，且自重应　力愈大，引起沉降主要是自重应力的作用，路基填筑　体也应有较大的压实度。　从路基应力图中，还可以知道，路基中应力值等　于路基顶面应力的深度大约为６　ｍ，也就是说，当路　基深度Ｚ＝６，０　ｍ以下时，虽然荷载应力影响甚微，　但路基自重产生的恒载应力已经相当于荷载应力，　此时应当予以重视。高路堤的上部０．８　ｍ需要高的　压实度，主要是增加路基对路面的承载能力，而高路　堤的下部分的压实度主要是减少路堤在恒载作用下　的固结变形，从而减少路面在使用过程中的沉降　而言，土层愈靠下（或愈深），所受的恒载愈大。　按照上述分析，路基在深度范围内，考虑应力的　分布特征，可以分为３个区间，０～１．５　ｍ，１．５～６　ｍ，６　ｍ　以下，如果０～１．５　ｍ要求较高的压实度，那么６　ｍ　以下范围内也应该具有同样的压实要求。　２　高路堤压实质量评定标准　根据稳定压实度与压力的关系，高路堤６　ｍ以　下与１．５　ｍ以上受力相同，均要求有较高的稳定密　实度，也即要求较高的压实度。　综上所述，无论从高路堤的应力及变形控制要　求，还是近年来各地陆续开展的实践及相关研究成　果来看，对于高路堤压实度，应根据路基下实际受力　分区，采取不同的规定和要求，则效果最好。现在许　多高等级公路实践中，在条件允许的情况下，均采用　了路基上较高的压实度标准。　鉴于以上高路堤在恒载作用下的应力分布情　况，故建议路基压实度采用如表１所示标准。但在实　际应用中，还需要从施工可行性和经济的合理性方　面继续研究，以最终确定一个科学合理的标准。　表１　高路堤施工压实度建议标准　类别　路床顶面　路基压实度／％　以下深度／ｉｎ　高速公路一、级公路　其他公路　上路床　０～０．３０　大于等于９６　大于等于９３　高　下路床　０．３０～０．８０　大于等于９６　大于等于９３　路　上路堤　０．８０～１．５０　大于等于９４　大于等于９０　堤　下路堤　１．５～６．０　大于等于９３　大于等于９０　大于６．０　大于等于９６　大于等于９３　参考文献：　【１】　交通部公路司，中国工程建设标准化协会公路工程委　员会．ＪＴＧ　Ｂ０１－－２００３　公路工程技术标准【Ｓ】．北京：　人民交通出版社，２００３．　［２】沙庆林．公路压实与压实标准［Ｍ】，北京：人民交通出　版社，１９９９．　（英文摘要下转第３８页）　维普资讯 http://www.cqvip.com

・３８・　山西交通科技　２００７年第２期　运营安全的前提下能够做到少占耕地，提高通行能　力，节省建设投资。这一设计符合中央提出的保护土　地资源、构建节约型国家的战略决策。如果结合我省　气候特点和车型比例特征，更加合理地布设横断面，　或最大限度地压缩中央分隔带宽度，护栏采用混凝　土改进型，其断面在５６．６—６６．０　ｃｍ之间，车辆运行　的安全性将有所改善，通行能力将得到提高，同时可　以解决中央分隔带植草难以成活的问题。　Ｔｈｅ　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｑｕａｓｉ－Ｓｉｘ　Ｌａｎｅ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ　ｉｎ　Ｓｈａｎｘｉ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ　ＷＡＮＧ　Ｘｉｕ－ｐｉｎｇ　（Ｓｈａｎｘｉ　Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ　Ｐｌａｎｎｉｎｇ＆Ｓｕｒｖｅｙ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｔａｉｙｕａｎ，Ｓｈａｎ￣０３００１２，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｔｈｅ　ｄｉｓｔｉｒｂｕｔｉｏｎ　ｓｈａｐｅ　ｏｆ　ｓｕｂｇｒａｄｅ　ｃｒｏｓｓ　ｓｅｃｔｉｏｎ，ｔｒａｆｉｆｃ　ｃａｐａｃｉｔｉｅｓ　ａｎａｌｙｓｉｓ，　ｓａｆｅｔｙ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｅｔｃ．ｆｏｒ　ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ　ｉｎ　Ｓｈａｎｘｉ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ．　．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ；ｑｕａｓｉ—ｓｉｘ　ｌａｎｅ；ｄｅｓｉｇｎ；ａｎａｌｙｓｉｓ　（上接第２４页）　Ｔｈｅ　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ　Ｓｔａｎｄａｒｄｓ　ｏｆ　Ｈｉｇｈ　Ｅｍｂａｒｋｍｅｎｔ　Ｆｉｌｌ　ＰＥＩ　Ｊｉａｎ－ｘｉｎ　（Ｓｈａｎｘｉ　Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ＆Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｔａｉｙｕａｎ，Ｓｈａｎｘｉ　０３００３１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｙ　ａｎａｌｙｚｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｔｒｅｓｓ　ｄｉｓｔｉｒｂｕｔｉｏｎ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｕｎｄｅｒ　ｓｕｂｇｒａｄｅ，ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ｃｏｍ—　ｐａｃｔｉｏｎ　ｓｔａｎｄａｒｄｓ　ｏｆ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｃｏｎｔｒｏ１．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｈｉ【ｇｈ　ｅｍｂａｎｋｍｅｎｔ；ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ　ｓｔａｎｄａｒｄ；ｓｔｒｅｓｓ；ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｚｏｎｅ　（上接第３４页）　表６　改性稀浆封层及微表处用改性乳化沥青技术性能　５　结论　项　目　液体ＳＢＳ　微表处技术要求　改性乳化沥青　２１．５　Ｏ　Ｏ．１　慢裂　ａ）生产合格的高性能改性乳化沥青，必须首先　通过室内试验选择优质的原材料（包括基质沥青、乳　化剂、改性剂、稳定剂等）及最佳的生产工艺条件。　ｂ）生产过程中注意控制好影响乳液质量的一　些关键因素。　沥青标准黏度／ｓ　筛上剩余量（１．１８　ｍｍ筛）／％　贮存稳定性（１　ｄ）／％　破乳速度试验　１２～６Ｏ　小于等于０．１　小于等于１　慢裂　与矿料黏附性（裹覆面积）　含量／％　大于等于２／３　６２．５　６４．５　大于２／３　大于等于６Ｏ　４０—１００　蒸发　针人度（２５℃）／０．１　ｍｍ　残留物　性质　软化点／℃　延度（５℃）／ｃｍ　Ｃ）液体ＳＢＳ改性乳化沥青具有良好的矿料黏　附性及高低温性能，是一种性能优良的改性乳化沥　青材料。　８２．５　５Ｏ．３　大于等于６Ｏ　大于等于２Ｏ　Ｔｈｅ　Ｐｒｏｄｕｃｔｉ０ｎ　０ｆ　Ｍｏｄｉｉｅｄ　Ｅｍｕｌｆｓｉｉｅｄ　Ｂｉｆｔｕｍｅｎ　ｆｏｒ　Ｌｉｑｕｉｄ　ＳＢＳ　Ｍｏｄｅｌ　Ｓｔａｒ　ＤＵ　Ｒｏｎｇ－ｈｕａ　（Ｓｈａｎｘｉ　Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｔａｉｙｕａｎ，Ｓｈａｎｘｉ　０３０００６，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｔｈｅ　ｒａｗ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅ　ｃｈｏｉｃｅ　ｏｆ　ｅｍｕｌｓｉｆｉｅｄ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｏｄｉｆｉｅｄ　ｅｍｕｌｓｉｉｅｄ　ｂｉｆｔｕｍｅｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｌｉｑｕｉｄ　ＳＢＳ　ｍｏｄｅｌ　ｓｔａｒ；ｍｏｄｉｆｉｅｄ　ｅｍｕｌｓｉｆｉｅｄ　ｂｉｔｕｍｅｎ；ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ；ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄ　ｆａｃｔｏｒ