(修改稿2)风积沙路基施工技术(论文)

'浑善达克沙地风积沙路基饱水法施工钱燕青内蒙古锡盟察汗淖尔养路工区正镶白旗013800摘要：目前国内没有成熟的风积沙路基施工技术规范、施工工艺和施工方法，针对内蒙古浑善达克沙漠地区的自然特征，参照近年来全国各地的施工经验，且经过大量的试验分析和风积沙路基施工，采用风积沙路基饱水施工法施工,取得了良好的效果.关键词：风积沙路基施工法一、浑善达克地区沙漠的自然特征浑善达克沙地地处于内蒙古高原锡林郭勒盟南部和赤峰市西北部，面积约2.92万平方公里，自然地带上属于干草原，主要为多垄沙地和沙丘，以固定、半固定沙丘占绝对优势，有少量活动沙丘，属风积型风沙地貌，风沙灾害严重，地表植被发育较差。年平均气温1.5～2.8℃，1月份温度最低,最大冰冻深度2.95米,年平均降水量为197.5㎜,主导风向为西风和西北风,春季常出现沙尘暴.二、风积沙物理特性（一）、风积沙的颗粒组成风积沙具有微粒性，颗粒单一均匀,0.075～0.5mm范围内的颗粒含量占90%左右，小于0.075mm颗粒含量<15%。（二）、风积沙的工程特性风积沙具有非塑性,粉粘粒含量少,成型困难，抗剪能力,抗水冲刷能力均较差.洁净的风积沙还具有非亲水性和非湿陷性,压实的风积沙遇水后10 密实结构不容易改变,透水性,水稳定性好,是优质的路基填筑材料。天然状态下干燥风积沙颗粒间的引力很小,呈松散颗粒状态分布.当含水量较低,水主要是以薄膜水,吸着水和毛细水等非重力水形式存在沙中时,水会在沙的表面形成水膜,在水的作用下使沙颗粒之间产生一定的粘聚力,当风积沙含水量达到饱和状态时,这种粘聚力随之消失.三、风积沙压实试验：由于我国沙漠分布地区自然条件差异较大,各地区风积沙的组成成分不同,风积沙的干密度实验不象土的干密度试验那样有统一规定的方法,因地制宜的采用何种试验方法确定最大干密度,为路基施工提供科学,合理压实控制标准是路基施工前急需解决的重要问题,参考国内有关风积沙路基施工资料,风积沙干密度实验主要有干法和湿法;风积沙路基施工也分干法和湿法两种.(一)风积沙试验室压实试验风积沙试验室压实试验方法一般有两种1,干法(干密度试验):表面振动压实仪法和振动台法.2.湿法(干密度试验):标准击实试验.表面振动压实仪法和振动台法.采用不同实验方法和不同含水量时风积沙干密度实验结果见下表及压实曲线图不同实验方法和不同含水量时风积沙干密度实验结果表含水率02468101214干密度重型击实法1.731.7061.7281.7251.7381.751.7801.748饱水表面振动压实法1.781.7121.731.7451.8051.881.9571.86910 击实试验和表面振动压实仪试验曲线3,含水率对风积沙干密度的影响由风积沙干密度试验曲线可以看出,用不同试验方法进行试验,含水率在0~2%,随着含水率的增大,干密度逐渐减小,含水率在2%~12%范围内变化时,随着含水率的增大干密度也随着增大,含水率大于12%,随着含水率增大干密度逐渐变小,干密度曲线上有现两个峰值,,峰值出现在含水为0和12%左右,说明风积沙在相同外力功作用下,干燥状态和一定含水量状态下干密度最大.但是外力功一样,最佳含水量状态下的干密度大于干燥状态下的干密度.4,试验方法对风积沙干密度的影响由试验结果不难看出,不论用湿法或干法,用表面振动压实仪试验得出的最大干密度比标准击实仪得出的最大干密度大.通过以上干密度试验分析知道用表面振动压实仪做风积沙干密度试10 验更真实的反映了风积沙的压实性,试验过程中,表面振动压实仪振动力对风积沙的作用和施工现场振动压路机对风积沙的作用力相似,,所以用表面振动压实仪得出最大干密度作为控制风积沙路基压实度比较合理.风积沙的级配对干密度的大小有较大影响，当沙样中相对较粗的集料含量为固定值时，细集料的含量对干密度有很大影响，这充分说明了击实时颗粒互相移动，互相填充，沙样逐渐密实的过程。细集料含量一定时，其他集料之间的配比要合适，以便给细集料的填充留出空间。随着级配的改变，同时也改变了沙样的内摩阻力和粘结力。粒径越大，其棱角相对越大，抵抗冲击产生位移的能力越大，中间集料和细集料的增多降低了这种作用，因而其内摩阻力减小。试验过程中，风积沙反复烘干后变的很脆，在重型击实冲击力作用下，容易击碎，导致干密度变大。试验证明，风积沙反复使用后，干密度能提高3%～8%。因此建议在风积沙重型击实试验时，材料不应重复使用。风积沙在表面振动作用下，干密度随含水率的增长，呈双驼峰曲线。表面振动压实振动时间并非越长越好，随着振动时间的延长，会出现振密—振松—振密现象四、湿法风积沙路基施工：湿法风积沙路基施工分为风积沙饱水推土机碾压和风积沙饱水振动压路机碾压两种方法,这两种方法除压实机具不同外,施工工艺完全一样,湿法风积沙路基施工适用于水源充足的沙漠路基施工,工艺流程如图:10 路基基底处理施工前准备工作检测合格推土机推运填料摊铺,整平填料围堰浇水推土机碾压或压路机碾压检测合格上一层施工饱水碾压法施工工艺流程图路基压实度应满足下表规定值：（一级公路）风积沙路基压实度标准填挖类型路床顶面以下深度（cm）压实度（%）填方路基路基上路床0~30≥96下路床30~80≥96上路堤80~150≥94下路堤>150≥94零填及挖方路基0~80≥96施工工艺:1、基底施工（a）施工前准备工作：施工放样,填方路基根据路基填方高度计算出基底宽度设桩志标出基底范围,挖方路基根据路基、边沟、储雪场宽度、路堑边坡坡度等放样出路堑顶面的宽度，用推土机,平地机配合人工清除10 填方路基基底、挖方路基路堑顶面的宽度范围内的杂草、树根及杂物等.b)原地表(基底)碾压：对清理完毕的基底及时碾压，碾压采用双驱振动压路机，碾压过程中压路机轮迹重叠不小于1/3,直线段由两侧向中间碾压，曲线超高段应由内侧向外侧碾压，碾压到规定变数后,检测压实度,如不合格应继续碾压或补水碾压直至合格为止。路基填方高度不足80cm和挖方段落应翻挖至设计深度，按照以上方法对挖方基底进行施工，合格后在分层填筑。图4原地表填前碾压2、路基填筑a)推运填料：推土机、装载机从路基下风侧推运或装载机就近纵向调配风积沙至填方路段，用运输车辆在取土场运风积沙时，应将风积沙就近卸在路基边坡以外，再用装载机将风积沙装运至已经检测合格的填筑层上，利用装载机对填料粗平,使填筑层大致平整,以便初步控制填筑层厚度。在填筑风积沙路基过程中任何机械不得在已经压实合格的下层路基上行走，避免对下层填筑层的破坏，影响路基的压实度。10 b)推铺填料：运至填方路段内的填料在装载机或推土机粗平的基础上再用平地机精平。填料精平后及时进行高程测量，用高程控制填料层松铺厚度，填料层松铺厚度一般不超过40cm。为保证路基边缘的压实度，采用路基两侧加宽碾压的方法，每侧加宽30cm，加宽部分填料与路基填料同时进行碾压。图5推土机摊平填料3、浇水：为了保证填料浇水的均匀性，人工在整平的路基填料层上围成8～12㎡的沙方格，然后浇水，水量的大小由沙的天然含水量、饱水含水量决定，水浇至使路基填料能够达到或超过饱水含水量为止。浑善达克沙漠地下水源丰富，地下水位浅，路基用水可在路线两侧用挖掘机挖井，抽水机抽水浇灌方法满足工程用水。路基施工完毕后及时填埋井坑，恢复植被，防止施工过度对植被的破坏。10 图6围堰放水4、碾压推土机及振动压路机碾压：先用推土机稳压2遍，碾压时轮迹重叠宽度不小于1/2单轮宽度，单侧轮迹布满一个作业面为一遍。然后采用自重18t以上双驱振动压路机碾压，碾压时先慢后快，直线段由两边向中间、小半径曲线段由内侧向外侧、纵向进退式进行。采用强振（激振力大于250KN）进行振动碾压2~3遍。前后相邻两区段应纵向重叠5m以上，达到无漏压、无死角、确保碾压均匀。最后采用压路机静压1遍，保证填筑层表面平整，无轮迹。g)检测：采用灌沙法测定风积沙的干密度，压实度应达到规定的标准，若不合格时必须进行补压，直到检测合格为止。灌沙法检测取样位置、深度必须符合有关规定。即填筑层中下部位。灌沙法检测压实度如图7所示.10 图7灌沙法检测压实度（四）、零填、路堑路床及半填半挖路基的压实工艺：零填、路堑路床的压实工艺与水坠法的压实工艺相似，且压实处理深度为80cm。对于半填半挖路基，当地面横坡缓于1/5且基底经处理符合要求时，可直接在经处理的地基上分层填筑路堤。地面横坡陡于1/5时，原地面应挖成台阶（台阶宽度不小于2m）并进行压实。填筑应由最低一层台阶填起，逐台向上填筑，分层压实。所有台阶填完之后，即可按一般填方进行。（五）、风积沙路基的封层：沙漠地区路基工程应遵循边施工边防护的原则，集中力量完成一段，防护一段，以减少风蚀等造成的路堤破坏。为防止风蚀和为铺筑底基层提供通行条件，应对路床顶面以下20㎝采用碎石土进行封闭，风积沙路基封闭层采用20cm厚碎石土，并在施工中严格控制摊铺厚度。要求碎石土压碎值不大于35%，最大粒径不得大于10cm，液限不大于28%，塑指不大于9%，小于0.075mm颗粒含量不大于5%，10 2mm以下颗粒含量不大于30%，0.5mm以下细粒含量与塑性指数的乘积不得大于100。路基边坡，路堑段边坡和积沙平台（或储雪场）均采用碎石土封闭，封闭层厚度应均匀一致，且不小于设计厚度，封闭后的坡面应稳固平顺。如图8所示。图8风积沙路基及边坡封闭二OO八年十月10'