朱勝凱
摘要:在路基施工中,填石的攤鋪方法與施工控制對填石路基的施工質量有著重要影響,在填料巖性一定的條件下,它在很大程度上決定了填石路基壓實層的結構類型,從而直接影響路基的壓實效果。因此攤鋪的施工工藝與技術要求是填石路基壓實質量的重要決定因素之一,對填料攤鋪的方法與控制有必要進行研究。
關鍵詞:路基施工;填料攤鋪
研究填石路基填料攤鋪工藝的目的在于,明確采取何種攤鋪方法能夠有效地將填料攤鋪到路基上,以形成較為理想的結構狀態(tài),從而最大程度上避免填料的離析現(xiàn)象,提高壓實效果。本章還對攤鋪過程中的一些重要技術問題,如填料的最大粒徑、不均勻系數(shù)以及松鋪厚度
等進行研究,提出了較為具體的技術要求。
一,填石路基的填料攤鋪
目前路基施工過程中填料的攤鋪的常用路基攤鋪方法有漸進式攤鋪法(指運料汽車在新卸的松鋪填料面上逐漸向前卸料,并用推土機隨時推鋪整平)、后退式攤鋪法(指運料汽車在上一層己壓實好的路基表面上后退卸料,形成許多密集的填料堆,再用推土機整平。一般認為,這類方法比較適合于細料含量較多的填料以及細粒土)、混合攤鋪法(指在已壓實的層面上先用后退法卸料,形成一些分散的填料堆,再在其上用漸進式攤鋪法卸料,推土機整平,達到所要求的層厚)。
二,填石路墓攤鋪過程中的施工控制
1,填料最大粒徑的控制。雖然填石路基填料的粒徑大小基本上取決于路塹開挖現(xiàn)場的爆破技術,但是由于爆破開采現(xiàn)場的填料粒徑較大,所以必須要對施工現(xiàn)場填料的最大粒徑提出較為嚴格的控制要求,以保證路基的壓實質量。
本文首先著重就碎石填料的最大粒徑與其他施工因素的相互關系以及對路基壓實質量的影響作用進行了初步研究,然后在明確填料最大粒徑綜合作用的基礎上,提出填石路基最大粒徑的具體技術要求。
(l)最大粒徑對機械和攤鋪厚度的影響。在相同條件下(填料巖性、粒徑組成、松鋪厚度等)的填石路基施工過程中,隨著填料最大粒徑的增大,壓路機的噸位與激振力均要隨之增大。填料的最大粒徑是松鋪厚度的主要決定因素。一般而言,隨著最大粒徑的增大,壓實層的松鋪厚度也應隨之增大。但松鋪厚度應是在保證一定壓實功能的前提下增大的,所以當由于壓實功能的原因,松鋪厚度被限制在一定范圍內時,最大粒徑就反而應由松鋪厚度來加以控制。
(2)最大粒徑對路基壓實質量的影響。在同一壓實功能下,路基填筑體的壓實密度隨著最大粒徑的增大而增大;而在孔隙比(密度)一定的條件下,隨著最大粒徑的增大相對密度在減小。在兩種松鋪層厚條件下,通過人為的改變填料最大粒徑,并結合壓實后的路基沉降率指標來加以研究最大粒徑對路基壓實質量的影響可知,最大粒徑較大的路基沉降率也較大。
填石路基填料的最大粒徑與其抗剪強度的之間關系應具體加以分析:在相同的密度下,抗剪強度是隨著最大粒徑的增大而減小。因此,當填料的最大粒徑增大時,不應以較小的密度值來控制壓實效果,必須提供足夠的壓實功能來充分壓實,以保證填石路基擁有足夠的抗剪強度。
最大粒徑的現(xiàn)場控制應依據(jù)以下幾個原則:一是要考慮現(xiàn)有普通壓實機械的功率應滿足壓實的要求,不能因為要放松最大粒徑限制而一味、不切實際地要求施工時提供過大功率的壓實機械:二是在一定的層厚下,最大粒徑的增大是在朝促進路基填筑體的結構更加密實、穩(wěn)定的范圍內顯示其優(yōu)勢的,一旦超過了這個度,最大粒徑的作用會適得其反,也就是說最大粒徑的積極作用是在合理的粒徑組成范圍內呈現(xiàn)的,而不是由其單單來決定的;三是要考慮到不同的松鋪厚度,因為最大粒徑的增大會導致松鋪厚度的相應增大。
填石路基不同填筑深度部位允許的最大粒徑控制值是不相同的,填料的最大粒徑應隨路基填筑深度的降低而逐漸減小。同時考慮到壓碎性的雙重影響,對于強度不同的石料,最大粒徑控制值也應不同。
2,填料不均勻系數(shù)的控制。碎石填料的不均勻系數(shù)對其壓碎性和不同壓實狀態(tài)下的結構類型有著顯著作用,從而影響路基強度和穩(wěn)定性。所以說不均勻系數(shù)是決定填石路基壓實特性的重要因素之一。當填石路基填料的不均勻系數(shù)小于10時不能夠達到有效地壓實,而不均勻系數(shù)為20時則較易于壓實。所以,建議用于填石路基的碎石填料的不均勻系數(shù)應為10一30,而調研資料和施工現(xiàn)場的試驗數(shù)據(jù)也證明了大多數(shù)填料的不均勻系數(shù)值在10~30之間,所以該建議具有可行性。
3,松鋪厚度的控制。松鋪厚度是填石路基施工工藝中的一個重要指標,因為它直接影響到了路基的壓實質量。僅從壓實質量角度來看,松鋪層厚越薄,壓實后的密實程度越大,壓實質量也越好。而從施工進度角度來看,則是松鋪厚度越厚越好。但是很明顯,松鋪厚度過厚,非但壓實層的下層難以達到壓實要求,而且上層也會受到不良的影響,所以說松鋪厚度應是在現(xiàn)場試驗段結果的基礎上結合路基填料的巖性、最大粒徑等填料的工程特性和碾壓機械、碾壓遍數(shù)等壓實條件以及工程經濟性等多方面因素綜合考慮后加以確定的。
(1)松鋪厚度與填料工程性質巖性的關系。在相同松鋪厚度的條件下,填料的強度越高,路基壓實層的沉降率也越大,同時彎沉值也越小,路基模量相應也在增大。
路基松鋪厚度與填料的最大粒徑有著較大的關系,對于填料最大粒徑較大的路基,其松鋪厚度應適當加大,而對于最大粒徑較小的,路基松鋪厚度則應相應降低。這樣可以保證壓實層能得到較為充分的壓實功能,達到滿意的壓實效果。
(2)松鋪厚度與壓實機械的關系。當松鋪厚度增大時,必須增大壓實機械的激振力來保證較為理想的壓實質量,原因在于激振力越大的壓路機具有更為強大的振動力去影響周圍大粒徑碎石填料,施加壓實能量,從而使其進一步密實、穩(wěn)定;同理,在施工現(xiàn)場,隨著壓實機械噸位和激振力的增大,填石路基的松鋪厚度也可在滿足較好壓實效果的前提下隨之適當增大。
對于填石路基壓實而言,確定合理松鋪厚度的一個重要的原則是:首先要將機械壓實作用所能達到的深度與符合壓實質量要求的壓實深度區(qū)別開來。
總之,填石路基填料的粒徑組成將在很大程度上決定路基的壓實質量,而填料的粒徑組成在攤鋪時已然形成,所以說,施工過程中必須高度重視填石路基的攤鋪工藝技術,為下一步的壓實工作創(chuàng)造良好的條件,以保證路基達到滿意的施工質量。