砂化地区风积砂路基施工质量控制探析

1、砂化地区风积砂路基施工质量控制探析摘要:风积砂作为路基填筑材料，优、缺点都非常明显。难点较为突出，针对风积砂填筑的特点，对风积砂的选料、填筑工艺、碾压机械的选型进行探索，并提出了风积砂路基施工质量控制措施。关键词:砂化地区风积砂路基施工质量控制1选择一段风积砂路段作为案例外蒙古国第二公路某段地形起伏，部分地段草原砂化严重，分布有半固定砂丘，大部分为固定砂丘、砂地及风蚀砂地、残丘。植被覆盖率较低，部分地段不到35%,为中等及轻微风砂地段。当地合格的路基填料料源少，填料只能选择风积砂。为降低工程总成本，节约资源，就地取材的原则，以风积砂作为路基填料。2风积砂特点和性能风积沙是由均匀单一的细微颗粒组

2、成，这种颗粒含少量的粉粘粒，具有较大的渗透系数和表面积，较小的粘聚力，很松散,具有很不错的水稳定性，含有很少量的易溶盐，本身微碱性，不具有腐蚀性，压缩不易变形,压缩量和荷载是指数关系，拥有较大的回弹模量，容易在饱水状态被压实，干密度在自然状态是1.4g/cm3左右，湿密度为1.5g/cm3左右,密度在压实状态会快速增长，压实后最大干密度可以达到1.762.0g/cm3,这个密度是自然状态的1.21.4倍。天然风积沙还有很少量水份，最低不足1%,最大含水量一般也不会超过5%,天然状态很松散，几乎没有内聚力，很差的抗剪性能，表面一般难以行使机具，没有办法通过钢轮压路机将其碾压到规定的压实度，所以很

3、容易出现陷车，非常难上料。如果砂区路基的填筑使用风积沙作材料，也有一定的优点，像可以用来治理杀害，又因为其较广料源和较低成本，可以用来做路基所缺乏的填料，这样不光有较好的水稳定性，还可以降低工后沉降。风积砂的特性，决定了风砂路基施工的难点。一是松散不易压实,承载力难保证；二是不稳定，容易被大风侵蚀和移动；三是运输车辆通过困难，易陷车。风积砂特别是压实难度大，压轮寄出的松砂在初压时会壅积到前轮下,经后轮碾压的表面会发生剪切造成的错动，压路机会因此难以行驶，压路机路面的含水量如果不够，就会产生打滑或者深陷的情况。所以要严格选取碾压设备，比较稳妥的选择是振动压路机，因为其采用前后轮驱动。针对风积砂不

4、同于一般常规的路基填料的特点，采取了特殊的施工工艺和压实方法，同时,还采取合理有效的环境保护措施，对风积砂路基进行封闭式保护，以减少风蚀现象，避免影响污染环境和周围草场的环境质量。3工艺参数的选择3.1室内试验在试验室采用湿法进行风积砂室内标准击实试验(含水量试验区间为8%至15%)，由标准击实曲线得出最佳含水量为12.6%最大干密度为1.779g/cm3。结果见表1和图1。根据表1作出图1标准击实曲线3.2填料取土场选择及填料处理为减少运距，在路基附近选择一些砂丘作为取土场，由于风积砂含水量极低，草原风大,运输和填筑都会砂尘飞扬，增加了施工难度且污染环境。因此，在每个取土场放置蓄水池，向取土

5、场适当灌水闷料，再用自卸汽车运料到工地摊铺填筑。3.3填筑工艺试验本项目施工了300m的试验段，通过试验选取了填层松铺厚度、机械设备的最佳组合、碾压遍数、水密方法填筑等技术参数。(1)松铺厚度。试验了35cm,40cm,45cm,50cm四种松铺厚度，对压路机压实效果进行检测。分析试验数据和现场施工实际效果发现:50cm和45cm的松铺厚度，压五遍后压实系数仍然达不到设计及规范要求;40cm和35cm的松铺厚度，压五遍后压实系数可以达到设计及规范要求；尽管35cm的松铺厚度压五遍后压实系数可以达到设计及规范要求，由于工效较低。因此，为提高工效并且满足质量要求，决定采用最佳松铺厚度为40cm,压

6、实厚度30cm,松铺系数为1.33。3.4路基防护为使已填筑的砂土保持稳定不被大风搬移，路基填到一定高度时，及时用浆砌片石施工边坡护脚，并在边坡上覆盖一层碎石做临时防护，整个路基填至设计标高后，对边坡进行干砌或浆砌片石防护或用骨架护坡植草防护。4施工设备选择由于本地区砂化严重，交通运输状况极不理想，加之干燥、高温、砂尘天气对机械车辆的损害较为严重，因此,尽量考虑使用能在本地区行走方便的大型机械车辆，例如推土机采用T120以上、自卸车采用815t、装载机采用50L、洒水车采用815m3较为经济合理，选用18T以上前后轮驱动的振动压路机，并尽量选择设备状况良好的的机械进场。通过试验段，一个工作面采

7、用四区段八流程进行施工，机械配置最佳设备组合为：挖掘机2台,装载机1台,推土机1台，自卸卡车10台,22tp采用集中取土场取土，以避免对草原植被造成破坏，并尽量设在水井旁，从蓄水池或直接从水井中抽水焖料。5.1填料含水量控制道路及取土场及时洒水，为控制水量，在取土场周边挖沟控水、排水,取土场地表土坑用推土机推铲平整，防止积水。填筑路基时，尽量缩短运输、摊铺及碾压时间，保证碾压时的最佳含水量。因草原风大，砂土运到工地卸料推平后，表面砂料会快速失水，达不到最佳含水量要求，因此,填料运至施工现场精平后立即洒水，含水量达11%12%时即进行下道工序碾压。5.2填方路基施工p为了便于对虚铺厚度进行有效控

8、制，整平采取边上土边整平的方式。采用推土机进行粗平。在粗平过程中，同时浇水湿润。在整平过程中，边线采用挂线控制虚铺厚度，同时使边线顺直，坡度一致,满足设计要求。浇水过程中，保证以下几点：水井的直径、间距、数量以及水泵的功率配套，保证水井的出水量。第1层风积砂浇水时分层分次进行，防止一次浇水过多，浸泡路基。分格进行浇水，确保浇水均匀。碾压控制。根据试验得出风积砂路基填筑碾压时的控制方法：碾压前,用洒水车补洒水，控制砂层含水量比最佳含水量大2%3%,以补偿施工中水分的下渗和蒸发。浇水符合要求后，采用平地机进行精平，然后采用振动压路机进行风积砂的碾压（静压）。振动压路机以5080m做为一个碾压段，按

9、先静压后振动、先边后中、先慢后快、由外向内、由低向高的顺序碾压45遍。第一遍静压，第二第四遍振动碾压，第五遍静压收光。碾压2遍轮痕较明显时，采用压路机大排轴快速碾压1遍,尽量消除轮痕。每次碾压均重复1/2轮迹，行驶速度为24km/h。一般22t振动压机碾压五遍就能达到密实要求。风积砂压实度在接近或达到最大干密度时，内摩擦角最大，抗剪强度也最大，机械车辆能在土层上较为自由的行驶或工作。成型后的抗剪强度较差，振动压路机压实后表层510cm密实度较低呈松散状，这可在下道工序中弥补，因为风积砂透水性好，上层施工时，水在砂层中直接往下渗，该松散薄层的含水量增大，在压路机的作用下，密实度将达到规定值。通过

10、现场记录分析，振动压路机的有效压实范围可达50cm,并且在有效压实范围内越往下密度越大。因此作为中间层,不会影响路基质量。当出现现场施工控制中填料含水量过大，碾压时出现弹簧现象不会对风积砂填筑的路基质量产生不利影响，由于填料的滤水作用和水稳性好的特点，出现弹簧现象的路基填方不用翻挖，只要等待约12h后碾压即可达到规定的密实度高程控制：现场施工时，以原地面压实后的高程作为原始高程。由于风积砂施工后，表面风积砂因大量水分散失后松散现象严重，对每层风积砂压实后均立即进行高程检测，核实每层的填筑厚度，同时进行中线偏位的检测，以便在施工过程中随时纠正中线偏差。施工中，每层填筑碾压结束后均进行了检测，压实

11、度均满足要求。路基顶层施工。最上层施工时，振动压路机碾压后表层510cm松散,路基弯沉值满足不了设计要求。此时，用洒水车洒水,使砂层含水量达到或超过最佳含水量，用YL16T胶轮压路机碾压34遍，使路基顶面形成平整、紧密的表面，弯沉值达到设计要求。待整个施工段碾压完毕(300500m)立即进行自检、报检(压实度、高程和弯沉的检验)。在自检、报检和底基层施工前，始终用洒水车补水以保持路基适当的含水量，并封闭交通。5.3挖方路堑施工控制路堑开挖施工，考虑到山丘的高度与不均匀地貌及特定土质，需采用纵向通道法进行施工，从一端或两端纵向挖掘1520m通道,一次挖到路槽标高，然后由通道向两侧拓宽工作面。开挖

12、过程中边坡先预留50100cm,刷坡时采用人工配合挖掘机一次性完成。成型边坡及时防护，确保稳定。路基填挖交界段，压实度控制工艺就显得更为明显。遵循先做填方后做挖方”的总原则,施工时先确定填挖分界线并予以标识，从下向上逐层做出台阶。5.4构造物（桥涵）台背的回填通过对草原地区公路涵洞、台背路基病害的调查，桥头、通道台背的处理一直是质量控制较难，结合本项目部使用施工工艺和机械组合，采用分层换填级配碎石的方法处理路基台背，施工结束几个月后现场观测未发现台背变形、沉陷等病害。5.5边坡质量控制措施路堤填至设计标高后，按设计的边坡坡度及位置，自上而下进行刷坡。刷坡下来的风积砂，可用作护脚平台，可防止周围的灌溉水或雨水流入路基