粉砂土质地基和路堤的冲击压实试验研究

第%)卷第&期中外公路!#%(()年!(月!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!文章编号：!"#!$%&#’（%(()）(&$((!#$(*粉砂土质地基和路堤的冲击压实试验研究刘国杰（河南省新乡至郑州高速公路建设有限公司，河南郑州)&((&%）摘要：文中研究了采用冲击式压路机压实粉砂土质地基和路堤时，不同碾压遍数对压实度、沉降量和横向扩张量的影响，发现碾压!*!!&遍时，地基表面下&(+,和!((+,处土体的平均压实度可分别提高&-).和*-*.，地表的累计沉降量可达到!&#,,，至!&遍时，路堤出现明显扩张，且路床下)(!/(+,范围内土体的压实度反而下降。说明冲击能量一定，在合理的碾压遍数下，冲击式碾压工艺能够显著减小粉砂土质路基的工后沉降，提高路基的稳定性。关键词：冲击压实；粉砂土；压实度；沉降量后对路床表面进行冲击压实，通过提高地基、路床表面!前言以下一定深度内的压实度来减少路堤的工后沉降。路堤不均匀沉降是高速公路常见病害之一，一般"冲击碾压的原理可采用碎石桩、粉喷桩等对地基进行深层处理；用换填（粒料、稳定土等）、冲击压实等措施对地基或路堤进行冲击碾压是应用土力学土壤交变剪应变的原理，浅层处理。近年来的研究和工程经验表明，采用冲击在碾压滚内对称安装同步旋转的激振偏心块，在交变式压路机对地基表面和路床顶面进行冲击碾压，可以扭矩的作用下，碾滚对地面产生前后方向的振荡波，使提高地基和路床表面以下一定深度内土体的压实度，被压材料产生交变剪应变。在这种交变剪应变和滚轮从而减少过大的工后沉降。静荷载作用下，达到在垂直和水平面内压实土壤的目冲击式压路机压实效果因土质不同而异。一般情的。冲击压实机的压实功效来自两个方面：一是碾压况下，冲击式压路机对塑性指数较高的土质压实效果轮的自重，这和一般压路机的压实原理是一致的；二是较好，但对于粉砂质土，只有在合适的冲击力和碾压遍碾压轮滚动所产生的动能。其压实效果比滚筒相对地数下才能达到较为理想的压实效果，过大的冲击力和面跳动产生的垂直冲击力的振动压实效果更为理想。过多的冲击遍数，不但不能提高粉砂土地基、路堤的压实度，反而会对原地基、路堤的表面下一定深度土体的#试验方法和评价指标整体性造成破坏。自%((%年开工建设的新郑高速公路沿线为黄河对路堤冲击压实时，路堤顶部外缘缺少约束，过大冲积平原，地下水位较高，地基土多为饱和、固结时间的冲击力可能会导致路堤表面一定深度范围内的土体短的低液限粉土及粉砂土，原状土空隙率大、压缩性发生侧向位移。所以，路堤和地基表面的冲击压实应高、抗剪能力差。由于受到工期的限制，为加快工程进有所区别。本研究选择了%个试验路段，路段0为在度并保证路基的强度和稳定性，拟采用冲击压路机在原地基表面上进行冲击压实，路段1为在路床顶面上路堤填筑之前对地基表面进行压实，在路床填筑完成进行冲击压实（图!）。选取土体的压实度和表面的沉收稿日期：%(()$("$!’作者简介：刘国杰，男，博士研究生，高级工程师- *’中外公路!.卷!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!降量!个观测指标来确定冲击压实前后土体的物理性*((次／+9:，行驶速度*(!*%7+／;。首先用推土机质变化。对原地面进行清理、整平，然后测定所布设2个断面的每个测点下%(0+和*((0+的压实度。用水准仪测量所布设%个点位置的原地面标高。用冲击式压路机按顺时针与逆时针方向交替进行冲击碾压，每圈碾压轮迹重叠*／!。冲击碾压*(、*2、*%、*$和!(遍后，分别测定每个测点下%(、*((0+处的压实度和各观测点标高。压实度检测结果见表!，沉降量计算见表2。图!地基、路堤碾压范围示意图表#压实度检测结果为了得到不同冲击压实遍数下的压实度（环刀深度不同冲击遍数下的压实度／,法）、沉降量（标高）的变化，分别测定不同冲击压实遍项目／0+(*(*2*%*$!(数后土体内部压实度和路表面标高，通过比较确定最%(’$-$3(-’32-(3*-’3!-*32-(#$%&’)(佳的冲击压实遍数。*((’’-$’3-3’3-!3(-!3(-)32-*%(’)-$3*-)3(-)’3-*3*-)3!-’#$%&3!(*((’$-’3*-(3(-)3(-!3(-.3*-)"路段"的试验结果及分析%(’%-’3(-*3*-)3!-’32-.3!-)#$)&(((*((’$-$3(-’32-!32-$3.-$32-*试验路段"位于新郑高速公路#$%&’%(!#$)%(’)-$3(-’3*-$3*-!3!-!3!-’平均压实度&(((，该路段地基为低液限粉砂土，其土质分析结果*((’’-*3(-)3*-(3*-.3*-33!-)见表*。在进行沉降观测时，考虑到地基土在路基范平均压实度%((-((.-*%-(%-.%-%)-*围外侧有约束，碾压范围内土体发生横向位移的可能累计增加值*(((-((!-%!-32-22-’.-%注：表中数值为同一断面相同深度下2个测点的平均值性较小，所以仅观测地基表面的标高（沉降量）变化。表!土质分析结果表%沉降观测结果++下列筛孔（++）最大最佳不同桩号处沉降量累计液限塑限塑性通过率／,干密度含水平均／,／,指数压实遍数#$%&#$%&#$%&#$)&平均(-%(-!%(-($.／/·0+12量／,沉降值沉降值’%(3((3%((((33-$)$*-$$!’-*%!(-.*$-)!-’*-3%’-3原地面（(遍）((((((冲击*(遍*(’*()3)**(*(%*(%压实度观测设2个断面，每个断面测2处，每处测冲击*2遍!.2(.!.)2)*.*!点，分别位于地表以下%(0+和*((0+处。沉降观冲击*%遍*2*.*3*$*)*%$测设.个断面，每个断面测%个点的地表标高，测点采冲击*$遍*!*2*%*%*.*$*用在地表下竖向埋设%(0+长"*’的钢筋，钢筋的上冲击!(遍$))3$*$’面与地基表面平齐。观测点布置见图!。注：#沉降量为两次所测标高之差值；$表中数值为同一断面%个测点的平均值根据表!的结果，冲击压实*(遍后，地表下%(0+处的压实度平均提高了.-*,，*((0+处的压实度平均提高了!-%,；冲击压实*2遍后，%(0+处的压实度平均提高了%-(,，*((0+处平均提高了!-3,；冲击压实*%遍后与*2遍相比，压实度平均仅提高了(-.,，而且在#$%&’%(、#$%&3((的!个断面上，压实度还有所降低；冲击压实遍数*$、!(遍后，压实度的增长不到*-(,。所以，从冲击碾压遍数与压实度增图#试验段$观测点布置长率的关系来看，以冲击压实*2遍为宜。碾压时采用两台西安筑路机械厂生产的4561沉降观测结果表明，冲击碾压*2遍之前的地表沉!(冲击式压路机，冲击能量为!(78，冲击频率为’(!降变化显著；其后再增加碾压遍数，沉降变化趋缓。据 #期粉砂土质地基和路堤的冲击压实试验研究!*##################################################################此认为适宜的碾压遍数为!"!!#遍。以下&!’&()深度范围内应达到规范要求的*#+的压实度；依据路段,的试验结果，因路堤两侧无横向!路段$的试验结果及分析约束，故将路段$的冲击压实试验遍数定为&、!&、!#遍；增加横向位移（扩张量）观测。观测点布置如图"为找出粉砂土（填土土质分析结果见表%）路堤冲所示。击压实的合理遍数，研究中应考虑如下因素：路床表面采用-./01&冲击式压路机，对路床顶面冲击表"路段#填土土质分析结果深度范围液限塑限塑性最大干密度最佳含水通过下列筛孔（))）的土粒含量占总质量百分比／+土质名称／()／+／+指数／2·()0"量／+!11!&3&4%&3&&1!&3&4%"&3&&1&!1&153"!*3#53’!344!"35&##3%%!31"3%粉土质砂1&!%&1#3’!’3443!!344!!3&&5’3""&3*&3’粉土质砂%&!5&153!!535*3#!344!"34&%’3’%435"35含砂低液限粉土5&!’&1#3%!43’435!344!"3#&4!3’1531131粉土质砂表!平均沉降、扩张量观测结果))不同碾压遍数项目测点数!&!#平均沉降量151&平均横向扩张量&’!5注：冲击碾压压实边距路基边缘约1)遍时，沉降量明显增加，但同时路床&!#&()范围内的平均横向扩张量也达到’))，表明沉降量的增加是由于横向扩张量增大所致，且土体已经发生结构性破坏。从表5可以看出，冲击碾压!&遍后，各层压实度均比碾压前有所提高，&!’&()范围内平均压实度为*’3*+，较碾压前提高!34+，离散系数最小（1351），均匀性较碾压前有所提高；碾压!#遍后，&!1&()、1&图$路段#检测断面、测点布置图!%&()范围内的压实度有所提高，平均压实度达到&、!&、!#遍后，分别观测各测点的标高、平面坐标和压或超过**3&+，但%&!5&()、5&!’&()范围内的压实度，然后计算平均沉降量、横向位移和压实度，计算实度不但没有提高，反而比碾压前有所降低，而且离散结果见表#、表5。系数增大（"3"%），均匀性较差。这说明对于粉砂土路由表#可以看出，冲击碾压!&遍后，路堤顶仅产堤，当冲击碾压遍数合适时，土体会形成较好的整体生1))沉降，平均横向扩张量为&，说明此时土体未性，压实度也会相应提高。但冲击碾压遍数过多，将导发生结构性破坏，冲击能量主要向下传播。增加至!#致压实度降低，甚至出现剪切破坏。表%平均压实度观测结果&遍!&遍!#遍深度范围／()平均压实标准差离散系数平均压实标准差离散系数平均压实标准差离散系数测点数测点数测点数度／+／+／+度／+／+／+度／+／+／+&!1&*53*!3’1!3’’!"*43*!344!3’&!%**3&!3"4!3"*!%1&!%&*53"%3&%%3!*!%**31"3#’"35!!%**3*"35*"35*!%%&!5&*’31!3*!!3*#!"**3"13%#13%4!%*43’#3%#1!"5&!’&*435135&1355!1**3""3*"1351!1*535"3"%"3#"!%&!’&平均值*431134*13’4#1*’3*13**"3&1#%*’3%"3’!"3’4## 第%)卷第&期%(中外公路%(()年!(月""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""文章编号：!"#!$%&#’（%(()）(&$((%($()重载交通条件下沥青路面损害类型的调查研究钱国平，郭忠印，朱云升，谢军（同济大学道路与交通工程教育部重点实验室，上海市%(((’%）摘要：在进行广泛调查的基础上，得到我国当前道路交通及车辆状况特征，提出对“重载”含义的理解；然后选取典型省份的典型路段进行沥青路面病害调查，根据调查结果，总结出我国重载交通条件下沥青路面主要损害类型。关键词：重载；沥青路面；损害类型；车辙；裂缝近年来，随着我国经济建设的发展，对交通的需求害类型还没有系统调查。笔者在广泛收集交通调查资日益增加，公路建设得到了迅猛发展，道路交通状况发料及对现场实际车载进行调查的基础上，根据我国道生了巨大的变化。高等级公路上交通量普遍较大，重路交通的实际状况，提出了对“重载”的理解，并就部分型车辆不仅数量上增长快，而且总质量、轴载质量也越重载交通路段进行路面病害调查，提出了我国当前重来越大；同时，高等级公路路面（主要是沥青路面）在使载交通条件下沥青路面主要损害类型，为后续研究工用过程中，受与上述交通荷载相关条件的综合影响，出作提供依据。现了不同形式的路面早期损害现象，引起了政府和业内人士的广泛关注。!研究工作总体思路重载交通条件下，路面的结构与材料性能已成为道路工作者研究的热点。然而，当前对“重载”的理解建立在调查分析基础上的研究是一项系统性强、还存在一些争议，对重载交通条件下沥青路面主要损工作量大的工作，需要对整个工作有一个清晰完整的!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!（)）对于粉砂土地基和路堤，过大的冲击力和过"结论多的冲击碾压遍数，不但不能提高土体的压实度，反而会导致压实度的降低。（!）冲击压实的方法无论对于粉砂土地基还是路堤，均可提高其压实度和减少工后沉降。参考文献：（%）对于地基和路堤，在进行冲击压实时，应采用［!］/0/((!$’#，公路工程技术标准［1］+不同的压实遍数。一般情况下，路堤冲击压实遍数少［%］/0/(,,$’&，公路路基施工技术规范［1］+于地基冲击压实遍数。对粉砂土地基合理的冲击压实［,］河南省交通厅科学技术研究院+洛三高速公路高填土冲遍数为!,!!&遍；对于粉砂土路堤则为!(遍或慎重击压实机具施工工艺研究报告［2］，%(((+使用。［)］吕文江，赵进+冲击式压路机对路基进行补充碾压的（,）对于粉砂土路堤，冲击压实仅对表面(!)(效果分析［/］+公路，%((%（*）+［&］贾海华+冲击压实技术在高速公路路基施工中的应用-.范围内的压实度有所提高，对减少工后沉降量的作［/］+土工基础，%(((（,）+用不明显。收稿日期：%(()$()$(*基金项目：上海市重点学科建设基金资助项目（编号：沪教委科［%(()］))）+作者简介：钱国平，男，博士研究生+ 粉砂土质地基和路堤的冲击压实试验研究作者：刘国杰作者单位：河南省新乡至郑州高速公路建设有限公司,河南,郑州,450052刊名：中外公路英文刊名：JOURNALOFCHINA&FOREIGNHIGHWAY年，卷(期)：2004，24(5)被引用次数：4次参考文献(5条)1.JTJ001-1997.公路工程技术标准2.JTJ033-1995.公路路基施工技术规范19963.河南省交通厅科学技术研究院洛三高速公路高填土冲击压实机具施工工艺研究报告20004.吕文江.赵进冲击式压路机对路基进行补充碾压的效果分析[期刊论文]-公路2002(08)5.贾海华冲击压实技术在高速公路路基施工中的应用2000(03)相似文献(1条)1.期刊论文高辉.陈燎焱.巩喜彪.苏衍岭补强冲击碾压技术在粉砂土路基施工中的应用-山东交通科技2007,""(1)高能量冲击压实能有效地减少路基的工后沉降与差异沉降,保证路堤的整体稳定性,提高了路基的整体强度与均匀性.冲击压实在德商高速公路菏泽至曹县段粉砂土路基施工中的应用,取得了良好的效果.对于克服路基隐患,提高公路工程质量起到了重要作用.引证文献(4条)1.薛鹏涛粘砂土质路堤的冲击压实补强试验研究[期刊论文]-路基工程2008(2)2.赵炼恒.李亮冲击压实技术在国内基础工程中的研究与应用[期刊论文]-施工技术2007(1)3.刘晓曦冲击压实对路堤下涵洞受力影响的试验研究[期刊论文]-铁道建筑2006(12)4.杨明高等级公路路基质量控制方法研究[学位论文]硕士2005本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_gwgl200405005.aspx授权使用：河南大学(hndx)，授权号：a01c39c3-b119-4185-866b-9e11011a001f下载时间：2010年10月16日