路基填筑细砂施工工艺.doc

1、路基填筑细砂施工工艺摘要：本文介绍了细砂在高速公路路基施工中填筑施工技术要求，总结出细砂作为路基填料的压实机械设备配置、碾压方案、最佳含水率等技术参数，为细砂填料路基施工提供参考。 关键词：高速公路；细砂；路基填筑 中图分类号：U412.36+6 文献标识码：A 文章编号： 1 工程概况 湖南某高速公路通道工程全长 30735 km，按双向六车道设计，设计速度为 100 kmh，路基宽度为 335 m，路桥同宽。设计采用细砂填筑路堤，填筑时采用针刺土工布分层包裹，两侧用黏土包边处理。路基底部设置盲沟排水，两侧设置边沟和边坡，路床采用水泥改良细砂和水泥改良土填筑。 2 试验段的设定 2.1 位置

2、选定 由填砂路基的特殊性，结合现场施工条件，填砂路基试验段选在里程 K24+000K24+200 处的全幅路基。该段路基主要为一般路基，填筑高度 H 为 1.613.41 m。 2.2 试验目的 1) 确定压实、填筑机械的规格、型号； 2) 确定施工的最优机械组合性能和最经济的效果； 3) 确定填料施工含水量的控制范围； 4) 确定适宜的松铺厚度和相应的碾压遍数、碾压速度； 2.3 试验主要检测项目 路基试验的主要检测项目如表 1 所示。 表 1 主要检测项目 3 石灰包边土的施工工艺试验 3.1 石灰包边土的设计要求 包边土采用有机质含量4%，液限50%及塑性指数为 626 的黏土，严禁使用

3、沼泽土、淤泥、泥炭，不能含有易腐朽物质的材料，石灰采用 III 级以上石灰，钙镁含量符合规范要求。 土源为路基反开挖土，检验结果为：有机质含量为 3.46，液限WL=38.2，塑限 Wp=18.1，塑性指数 Lp= 20.1，土源最佳含水率 =15.3%，最大干密度为 1.81g/cm3，满足有机质含量4，液限50，塑性指数为 626 的设计要求。 石灰有效 CaO 和 MgO 含量为 89.98，5%石灰土最佳含水率 =16.3%，最大干密度为 1.76g/cm3。 3.2 石灰包边土施工工艺试验流程 试验流程为：测量放线拌合石灰土闷料摊铺石灰土小型路拌机二次拌合整平压路机碾压压实度检测放线

4、修边。3.3 石灰包边土施工工艺 1) 包边土设计法向宽度 1 m，水平宽度 1.8 m，在施工过程中向外侧加宽 1m 左右，以保证压路机的碾压宽度和边坡的压实度。 2) 包边石灰土与填筑砂施工基本同步进行，先施工两侧一层(20cm厚)包边土碾压密实后，人工修内侧边坡，再进行一层(20cm 厚)填筑砂施工。 3) 石灰土应在施工前 23d 拌合闷灰，使灰充分吸水，以降低土含水量，使生石灰充分消解，石灰土掺入量控制在 67。 4) 石灰土用挖掘机、装载机摊铺，用小型路拌机配合铧犁将石灰土二次搅拌均匀并将土块打碎。 5) 石灰土的虚铺系数，K24+000K24+200 段，平均松铺厚度 28.5

5、cm，平均压实厚度 19.6 cm，松铺系数 1.45。 6) 碾压前检测石灰土的含水量，确保其在最佳含水量（16%)附近，静压一遍后，平地机按测量员放出的高程控制桩精平。 7) 包边土的碾压 K24+000-K24+100 段 93 区填土厚度 60100cm（见图 1)包边土碾压：压路机组合：10t 光轮压路机+14t 振动压路机。10t 静压 2 遍+14t静压 1 遍+14t 振动碾压 34 遍+10 t 静压 1 遍。 K24+000-K24+100 段 94 区填土厚度 4060 cm(见图 1)包边土碾压：压路机组合：10 t 光轮压路机+20 t 振动压路机。10t 静压 2

6、遍+20 t 静压 1 遍+20 t 振动碾压 34 遍+10 t 静压 1 遍。 碾压式从包边土内侧边向两边坡外侧边推进，压路机碾压轮重叠轮宽 1/3。压路机进行速度控制在 1.52.5 km/h。 8) 不同压实设备组合下压实遍数与压实度的关系 为确定最优压实组合及适宜的碾压遍数，选在 K24+000K24+100 第一层（93 区)、第二层（93 区)、第六层（94 区)、第八层（94 区)对每遍碾压的压实度和含水量跟踪取样检测。 93 区包边石灰土 10 t 压路机静压 2 遍，14t 压路机静压 1 遍后，14t 压路机振动碾压 4 遍，包边土含水率 16.3%16.4%，检测平均压

7、实度为 93.4%。 94 区包边石灰土 10 t 压路机静压 2 遍，20 t 压路机静压 1 遍后，20 t 压路机振动碾压 4 遍，包边土含水率 16.2%16.3%，检测平均压实度为 94.5%。 图 1 路基填筑示意图 4 细砂施工工艺试验 4.1 细砂击实试验 细砂，黏粒量（粒径小于 0.075 mm 的颗粒含量)为 7.8，满足黏粒含量小于 20的设计要求。击实试验结果见表 2。 表 2 重型击实试验结果汇总 4.2 施工工艺试验流程 试验流程为：测量放线运砂及上砂摊铺及粗平精平含水量检测压路机碾压压实度检测。 4.3 施工工艺 1) 细砂采用自卸卡车自砂库运至施工现场。用 T1

8、60A 履带式推土机粗略推平，然后用平地机整平，再用推土机按路中心高、路侧低，横坡控制在 2.0%2.5%摊铺粗平，摊铺粗平厚度经检查不超过 30 cm，在砂的表层洒水使其含水量高于最佳含水量，再用平地机仔细平整，个别不平处，辅以人工找平。细砂的平均松铺厚度 24.4cm，平均压实厚度 19.8 cm，松铺系数 1.23。 2) 用平地机由两侧向中央初步刮平整形，然后用轮胎压路机立即在初平的路段上快速地碾压 1 遍，以暴露潜在的不平整，再用平地机刮平整形一次，局部地段辅以人工整平。反复多次直到达到规定的坡度和路拱。每次整型均按照规定的高程和横坡挂线进行，并注意接缝处的整平，使之达到顺适平整。

9、3) 平整结束，立即用压路机碾压，对局部含水量偏低的部位（主要是路侧)，在压实前检查砂的含水量，若含水量不足则采用水车或水泵补充洒水至压实的最佳含水量。 4) 本工程试验段碾压分为 3 种机械组合进行试验，分别为： 组合： 14t+10 t，即平地机整平后先用 14t 振动压路机静压 1 遍，然后用 14t 压路机振动 56 遍，再用 10 t 压路机收面 组合：14t+20 t+10 t，即平地机整平后先用 14t 振动压路机静压2 遍，然后用 20 t 压路机振动 34 遍，再用 10 t 压路机收面。 组合：20 t+10 t，即平地机整平后先用 20 t 振动压路机静压 2遍，然后用

10、20t 压路机振动 34 遍，再用 10 t 压路机收面。 碾压时要求碾压轮迹搭接宽度不小于 30 cm，压路机的碾压速度开始两遍采用 1.51.7 km/h，以后采用 2.02.5 km/h。 5) 为了确定最优压实组合以及确定适宜的碾压遍数，特选在试验段全路段（K24+000K24+200)第一层（93 区)、第六层（94 区)、第七层（94 区)填砂对每遍碾压的压实度和含水量跟踪取样检测。 第一层（93 区)填砂，14t 压路机静压两遍后，14t 压路机振动碾压（组合)6 遍，细砂平均含水率 10.8%，检测平均压实度为93.7%。 第六层（94 区)填砂，14t 压路机静压两遍后，20

11、t 压路机振动碾压（组合)4 遍，细砂平均含水率 10.6%，检测平均压实度为 94.4%。 第七层（94 区)填砂 20t 压路机静压 2 遍后 20t 压路机振动碾压（组合)4 遍，细砂平均含水率 10.6%，检测平均压实度为 94.5%。 5 细砂填筑路基碾压工艺的选定 200 m 路基试验段施工结束后，用试验段的数据指导全标段路基大面积施工，施工中选定石灰包边土和路基的碾压工艺如下。 5.1 包边土施工碾压工艺的选定 根据试验结果，填土厚度 60100 cm 时，包边土最佳压路机组合：10t 静压 2 遍，14t 静压 1 遍，14t 振动 34 遍，可达 93压实度要求。填土厚度 4

12、060 cm 时，包边土最佳压路机组合：10t 静压 2 遍，20t静压 1 遍，20t 振动 34 遍，可达压实度 94要求。包边土碾压过程中含水量控制 16左右时有利于碾压。 5.2 细砂施工碾压工艺的选定 根据现场施工情况及压实度结果选用、组合较为合理，压实效果较好，建议填砂厚度小于 40 cm 时选用 组合，填砂厚度大于 40 cm 时选用组合。 6 填砂路基的施工经验 1) 雨季施工应加强路基的排水，避免冲刷和浸泡已填筑完成的路基。路基清表时用平地机刮出路拱并开挖排水沟，排水沟与浜塘联通确保雨天路床不积水。 2) 随着路基填筑高度的增加砂层水分容易流失，砂层易松散，运砂车辆容易陷车。

13、应及时洒水保持砂层表面潮湿有利于砂的运输。 3) 含水量的控制。包边土只有在最佳含水量时进行碾压才能达到最佳压实效果，当含水量较低时碾压多次也难达到要求，含水量较高时易发生翻浆、弹簧土等病害。因开挖素土天然含水量较大，包边土施工时提前 23 d 灰土拌合处理。由试验段可知情况包边土在含水量为 16左右时易于碾压施工。细砂对含水量的敏感性较强，水稳定性较好，根据试验段施工数据细砂碾压的最佳含水量 14%左右时易于施工。碾压过程中及时检查砂的含水量，若含水量较小则及时补水，以利于碾压成型。由于原地基含水量较大，路基填筑前应路基两侧开挖纵向排水沟，降低地下水位，第一层填砂使用 14t 压路机效果较好

14、。 4) 细砂的碾压。由于细砂表面较松散，在振动碾压中除控制砂的含水量外，还应使用低振幅振动。根据现场施工情况，用 YZ140 型压路机(14)t，振动频率 30 Hz，振幅 1.231.5 mm；用 SXM220 型压路机(20)t，振动频率 28 Hz，振幅 1.11.3 mm。碾压过程中按照先静后振，先慢后快，由两侧向中间的原则。压路机的碾压速度开始两遍采用1.51.7 km/h，以后为 2.02.5 km/h。碾压时碾压轮迹搭接宽度大于30 cm，前后相邻两个区段纵向重叠碾压 2.0 m 以上，达到无漏压、无死角，确保均匀密实。压路机碾压过程中因对砂层表面造成推移扰动，在砂层表面以下

15、510 cm 范围内压实效果较差，510 cm 以下部分才能代表真实的压实情况。 5) 按照先两侧包边土再填筑中间细砂的顺序施工，包边土施工后若遇雨，渗入砂体内的雨水通过横纵盲沟排入集水井内由水泵抽出，砂表面雨水通过横纵坡排入低填部位，由水泵集中排出。包边土顶面留 23的横坡确保雨天不积水。见图 2。 图 2 填砂路基排水示意图 7 结语 本文分析了细砂作为路基填筑材料在高速公路工程中大面积应用，填砂总量标段计 90 万 m3，该通道工程全线共计 350 万 m3。通过 200 m 路基试验段的施工，总结改良砂质路基填筑工艺，为高速公路砂质路基填筑施工提供了技术参数和施工经验。文中阐述的砂质路基填筑过程中的难点控制方法和注意事项，为细砂在其他工程施工中的应用提供了一些可供参考的资料。 参考文献： 1 姚松柏. 崇明岛接线工程填砂路基施工技术D. 成都：西南交通大学，2007. 2 陈维. 特殊路基施工关键技术研究 D. 西安：长安大学，2004. 3 王国林 ，于永宏.用粉质细砂土（风积砂)填筑高速公路路基J.辽宁交通科技，1997（6)：12-14.