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填石路基施工工藝研究

2014-01-23 10:59:38黎圓圓
黑龍江交通科技 2014年5期
關(guān)鍵詞:松鋪填石石料

黎圓圓

(貴州路橋集團(tuán)有限公司)

1 填石路基的攤鋪方法

攤鋪與整平工藝是填石路基施工中的關(guān)鍵工序,其合理性將直接決定填石路基的壓實(shí)效果。

填石路基的攤鋪主要分為漸進(jìn)式攤鋪、后退式攤鋪和混合攤鋪。在兩段試驗(yàn)路上分別采用漸進(jìn)式攤鋪和后退式攤鋪方法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)對(duì)比試驗(yàn),松鋪厚度和表面平整度作為評(píng)價(jià)指標(biāo),另外采用挖坑試驗(yàn)觀(guān)測(cè)兩種方法所引起的填料離析程度和被壓實(shí)層的結(jié)構(gòu)情況,最后用相同的壓路機(jī)和碾壓方式對(duì)填石段進(jìn)行壓實(shí),對(duì)比其壓實(shí)效果。

試驗(yàn)表明,采用后退式攤鋪法施工時(shí),所填石料表面不易整平離析嚴(yán)重,較大粒徑石料容易出露在表面,從而造成平整度難控制;另外,每層的厚度也不好控制。相反,用漸進(jìn)式攤鋪法攤鋪的路基表面較為平整,無(wú)大粒徑石料外露。這可能是因?yàn)椴捎脻u進(jìn)式攤鋪法時(shí),需要用到推土機(jī),推土機(jī)將石料往前方推進(jìn),途中無(wú)阻擋物,已有卸料面與原壓實(shí)面存在落差,為大粒徑石料提供時(shí)機(jī)可供其尋找最佳掉落位置,從而達(dá)到穩(wěn)定,與此同時(shí),細(xì)料能充分填充空隙,彼此嵌擠緊密,提供良好的壓路機(jī)工作面。

在甘肅蘭臨試驗(yàn)路段試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理如表1。

表1 蘭臨試驗(yàn)路段數(shù)據(jù)

表中不難發(fā)現(xiàn),用漸進(jìn)式攤鋪方法攤鋪的路基在壓實(shí)層更容易整平,并且容易控制填筑厚度,這不僅能夠減少工序,而且利于提高壓實(shí)質(zhì)量。

2 攤鋪過(guò)程中的施工控制

2.1 填料最大粒徑的控制

(1)最大粒徑的不同將會(huì)影響機(jī)械和攤鋪厚度。

試驗(yàn)表明,填料巖性、粒徑組成和松鋪厚度相同的條件下,壓路機(jī)噸位和擊振力隨著最大粒徑增大而增大。這是因?yàn)榱皆酱蠼o路基填筑的阻尼越大,需要的壓實(shí)功越大,因此,填石路基所用石料不宜過(guò)大。

壓實(shí)層的松鋪厚度隨著最大粒徑的增大而增大,但是松鋪厚度不能無(wú)限增大。松鋪厚度對(duì)于最大粒徑應(yīng)該起到控制作用。

(2)最大粒徑對(duì)路基壓實(shí)質(zhì)量的影響。

研究表明:壓實(shí)功一定時(shí),隨著最大粒徑的增大,填石路基壓實(shí)密度增大;孔隙比一定時(shí),規(guī)律相反。

研究了最大粒徑與沉降率的關(guān)系,水南試驗(yàn)路最大粒徑與沉降率關(guān)系如表2所示,蘭臨試驗(yàn)路最大粒徑與沉降率關(guān)系如表3所示。

表2 水南試驗(yàn)路最大粒徑與沉降率關(guān)系

表3 蘭臨試驗(yàn)路最大粒徑與沉降率關(guān)系

試驗(yàn)表明:填石路基壓實(shí)層的沉降率隨著所用石料最大粒徑的增大而增大。

(3)最大粒徑與抗剪強(qiáng)度的關(guān)系。

通過(guò)研究,發(fā)現(xiàn)當(dāng)密度相同時(shí),填石路基的抗剪強(qiáng)度隨最大粒徑的增大,呈現(xiàn)減小趨勢(shì)。這可能是因?yàn)楫?dāng)密度相同時(shí),最大粒徑較小的填石路基需要更多壓實(shí)能,預(yù)壓荷載增大,因此抗剪強(qiáng)度隨著最大粒徑的增大而減小。如果粒徑越大,越易于被壓實(shí),所需的壓實(shí)能就越小,抗剪強(qiáng)度會(huì)降低。但是當(dāng)壓實(shí)功相同時(shí),抗剪強(qiáng)度會(huì)隨著最大粒徑的增大而增大。

2.2 最大粒徑的控制要求

上述試驗(yàn)表明,隨著石料最大粒徑的增大沉降率隨之增大,這意味著路基的彎沉?xí)p小,但并不能無(wú)限放大最大粒徑。在確定最大粒徑的控制標(biāo)準(zhǔn)時(shí),必須考慮以下方面:(1)壓實(shí)機(jī)械的功率不宜過(guò)大;(2)必須合理確定最大粒徑,保證在該范圍內(nèi)能使路基達(dá)到密實(shí)狀態(tài);(3)確定最大粒徑時(shí)應(yīng)該考慮到壓實(shí)層的松鋪厚度。

研究表明,不同填挖深度所對(duì)應(yīng)的最大粒徑不同,最大粒徑隨著填石路基填筑深度的降低呈減小趨勢(shì),除此之外,還必須考慮石料強(qiáng)度。研究給出最大粒徑控制的推薦值如下所示:

(1)路床以下30cm范圍內(nèi),分層壓實(shí);

(2)路床以下30~80cm內(nèi),最大粒徑d≤15cm;

(3)80cm~5m范圍內(nèi)時(shí),堅(jiān)硬類(lèi)石料最大粒徑d≤35cm,軟弱類(lèi)石料最大粒徑d≤20cm;

(4)5~12m范圍內(nèi)時(shí),堅(jiān)硬類(lèi)石料最大粒徑d≤45cm,次堅(jiān)硬類(lèi)石料最大粒徑d≤40cm,軟弱類(lèi)石料最大粒徑d≤25cm;

(5)當(dāng)在路床以下12m以上時(shí),堅(jiān)硬類(lèi)石料最大粒徑d≤60cm,次堅(jiān)硬類(lèi)石料最大粒徑d≤50cm,軟弱類(lèi)石料最大粒徑d≤25cm。

2.3 填料不均勻性的控制

(1)與密度的關(guān)系。

研究表明,不均勻性越大其越容易獲得較大的壓實(shí)密度,其所需的壓實(shí)功越小,這對(duì)于施工來(lái)說(shuō)是有利的。

(2)與孔隙比的關(guān)系。

試驗(yàn)路段數(shù)據(jù)表明,當(dāng)不均勻系數(shù)為15時(shí),孔隙比為20%,不均勻系數(shù)為8時(shí),孔隙比為26%,這表明孔隙比隨著不均勻系數(shù)的增大而減小。

(3)與動(dòng)變特性的關(guān)系。

試驗(yàn)表明,當(dāng)孔隙比一定,動(dòng)變性能隨著不均勻系數(shù)的增大而減小。

調(diào)查各地區(qū)填石路基不均勻系數(shù)匯總?cè)绫?所示。研究表明,當(dāng)不均勻系數(shù)在10以下時(shí),所填石料得不到有效的壓實(shí),不均勻系數(shù)為20左右時(shí),能夠獲得很好的壓實(shí)效果。建議不均勻系數(shù)取10~20范圍內(nèi),此時(shí)壓實(shí)能夠獲得很好的效果,且所需壓實(shí)功最小。

表5 各地區(qū)不均勻系數(shù)匯總表

3 結(jié)論

(1)采用漸進(jìn)式攤鋪法攤鋪的路基表面較為平整,無(wú)大粒徑石料外露,質(zhì)量容易控制。

(2)壓實(shí)層的松鋪厚度隨著最大粒徑的增大而增大,但是松鋪厚度應(yīng)在一定的條件下增大,不能無(wú)限增大。松鋪厚度對(duì)于最大粒徑應(yīng)該起到控制作用。

(3)壓實(shí)功一定時(shí),隨著最大粒徑的增大,填石路基壓實(shí)密度增大;填石路基壓實(shí)層的沉降率隨著所用石料最大粒徑的增大而增大;填石路基的抗剪強(qiáng)度隨最大粒徑的增大,而呈現(xiàn)減小趨勢(shì)。

(4)不均勻性越大其越容易獲得較大的壓實(shí)密度,其所需的壓實(shí)功越小;孔隙比隨著不均勻系數(shù)的增大而減小;當(dāng)孔隙比一定,動(dòng)變性能隨著不均勻系數(shù)的增大而減小;建議不均勻系數(shù)取10~20范圍內(nèi)。

(5)厚度相同時(shí),巖性越堅(jiān)硬,強(qiáng)度越高,沉降率越大,彎沉值越小,路基模量也大;當(dāng)填料巖性相同,壓實(shí)機(jī)械一定的情況下,沉降率隨著松鋪層厚先增大后減小;彎沉值隨著層厚的增加先減小后增大。

[1] 蘇明.309國(guó)道武安至山西省界段填石路堤的施工[J].華東公路,2001,(2).

[2] 楊世基.公路填石路堤的壓實(shí)[J].公路交通科技,1999,(4).

[3] 焦建明.太舊高速公路泥巖、砂巖混填路堤的施工技術(shù)及質(zhì)量控制[J].山西交通科技,1996,(4).

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