重载铁路改良填料路基施工工艺试验研究

'重载铁路改良填料路基施工工艺试验研究摘要：黄土填料用作重载铁路铁路路基基床底层填料必须进行改良,采用的办法是利用生（熟）石灰作为改良剂改良，用土工格栅加强。文章介绍改良剂掺量、采用改良填料填筑路堤的施工工艺及效果。关键词：铁路路基填料改良剂掺量施工工艺引言山西中南部铁路通道河南段使用的填料，多属黄土填料，将其作为重载铁路路基基床底层填料必须进行改良。为此，选择一定长度的试验段进行试验，以选定与路基填筑、压实、检测有关的工艺参数、改良土配合比及路（场）拌法施工工艺参数。1试验概况1.1黄土的工程特性黄土填料是洪洞至安阳段的主要填料，多属C组细粒土填料。未改良土物理力学指标见表1、表2。表1未改良土的物理指称•表2未改良土击实结果与力学指标试验段位于山西中南部铁路DK600+800〜DK601+100，全长300米，路堤填高1.08〜11.65m。试验段分为3种不同类型：熟石灰改良土、AB组填料换填土、边坡高度大于5.0m路堤边坡水平宽度3m范围N坡脚至基床表层下，每0.6m铺设一层双向土工格栅。1.3路堤填筑质量标准 根据设计文件要求，路堤填筑质量要求为：压实系数K30.93,地基系数K30彡100MPa/m。1.4改良剂与土工格栅性能及使用方式根据设计文件基本原则和工地试验情况，试验时改良剂选用生石灰和熟石灰。掺量按干土重百分率计，生石灰与熟石灰分别摻7%、5%、3%。土工格栅按填筑2层（约60cm）铺设一层。最后根裾试验结果确定改良剂种类、摻量和土工格栅铺设间距。2路堤填筑施工工艺2.1改良填料粉碎方法及工艺改良土采用场拌法和路拌法施工。2.1.1用改良土拌和机拌合。采用厂拌法施工时，在掺入改良剂前，填料在料场用破碎机粉碎。粉碎时，土的含水量应较土的塑限低2%。2.1.2用路拌机粉碎。采用路拌法施工时，只在土壤与改良剂拌合的同时用路拌机粉碎。拌合土含水量可较最优含水量高115%左右。2.2改良填料粉碎质量控制方法和要求采用场拌法和路拌法施工均在填料摊铺整平后，每层从6个点填层全深采取样品做筛分试验，测定填料粉碎效果。从测试结果看，摻用改良剂的填料，土在料场用破碎机粉碎与在路堤上拌合时用路拌机粉碎比较，粒径组成没有原则上的差別，效果基本一致。粉碎粒径按〉40、20mm,颗粒分别>10%、30%,<5mm的按35%来控制。2.3路堤填筑压实工艺2.3.1碾压参数试验与参数确定。使土的压实度水96%，振动碾激振力为260〜500kN,铺土厚度为30〜38cm。 2.3.2压实施工。改良剂拌合均匀后用平地机整平，静压两遍，用平地机再次整平，再振动压实。压实时，先碾压路堤两侧，后碾压中间，轮迹搭接一般七20cm（土工格栅加强区和未改良区也是如此）。粘性土掺入改良剂后，形成初期强度，若滞压时间过长，再碾压时必然破坏改良土的初期强度，导致最终压实强度衰减且不易压实。经测试，石灰改良土也应＞24h。碾压应连续进行，停放一段时间再补压，压实系数增加甚微。3路堤填筑施工工艺流程3.1场拌法、路拌法路堤施工（见图1、图2）1釆用改良土填料场拌法的路堤填筑施工工艺流程3.2土工格栅加强法路堤施工（见图3）图2采用改良填料路拌法的路堤填筑施工工艺流按每填筑2层（0.6m）铺一层土工格栅和每填筑2层（0.6m）铺一层双向土工格栅的方法试验。双向土工格栅沿线路方向铺设，边缘顺填土方向搭接，搭接长度米0.5m，搭接处用纤维带绑扎，绑扎间距为0.8m。4石灰改良注意事项4.1适合石灰改良土的类型除有机质含量达大的土和无塑性并缺少细料（小于0.075mm的颗粒）的粗粒土和砂土外，各种类型的土都可以用石灰改良。石灰适宜于改良粘粒（小于0.002mm的颗粒）含量大于10%和塑性指数12以上的粘性细粒土。4.2石灰技术指标要求石灰应符合III级以上耍求的生石灰或消石灰的技术指标，尽量缩短石 灰的存放时间，且避免遭日晒雨淋。4.3影响石灰强度的因素灰质对石灰强度的影响：石灰质量应符合III级以上，并要尽量缩短石灰的存放时间，在同等石灰剂量下，质量好的石灰，改良效果好。石灰剂量对石灰土强度的影响：石灰的剂量对石灰土强度影响显著，石灰的含量较低时，石灰主要起稳定作用，使土的塑性、膨胀性降低，初步具有水稳性，密实度和强度得到稳定。随着剂量的增加，强度和稳定性均提高。但图3采用土工格栅加强法的路堤填筑施工工艺流程石灰的含量超过一定数量后，过多的石灰将沉积在土中孔隙而不参加反应，会导致孔隙比增加，石灰土强度降低。因此，对于石灰改良土，存在最佳石灰剂量。含水量对石灰土强度的影响：水是石灰土的重要组成部分。它促使石灰土发生物理化学变化，形成强度。施工时有水方便土的粉碎拌合和压实，并且有利于养生。不同土质的石灰土各有其自己的最佳含水量。通过击实试验，来控制施工中的含水量。5改良土路基施工要点在施工前和施工过程中，施工作业面内严禁使用重型压路机碾压，并禁止其他重型车辆通过。压实完成后，应进行必要的养生，养生期间，禁止通行。对于己摊铺而未及时碾压的改良土路段，遇雨时要进行抢压，同时用防雨布进行覆盖。如果局部侵入雨水，待雨停后，应立即打开防雨布，进行局部翻晒处理，个别积水严重地方可将原土翻松，重新撒铺石灰，然后进行整平，碾压。 6路堤填筑效果用改良填料填筑路堤和用土工格栅加强路堤的填筑效果见表3。表3路堤用改良剂和用土工格栅填筑效果比较注：K30—地基系数；Evd—动态变形模量；N10—轻便动力触探贯入击数；K一压实系数6.1用生石灰或熟石灰作为改良剂改良填料，K30值、Evd值和N10值明显增大，K值也有提高。改良剂掺量取5%左右为宜。6.2未改良填料用土工格栅加固，K30值明显减小，Evd值略有增大,N10值略有增加。说明用土工格栅加固填筑的路堤，只是Evd值和N10值略有提高，而K30值反而比非改良区减小。6.3从试验结果可以看出，用生石灰、熟石灰改良黄土，K值较易达到设计要求。由于生石灰水化反应消耗一部分水，同时产生的热能使水分加速蒸发，减少晒土时间，甚至有时不用晒土。而在我国河南地区，黄土天然含水量一般都较最佳含水量高2%〜4%，所以用生石灰作为改良剂效果更佳。'