我国铁路路基施工质量检测与控制技术

【摘 要】本文分析了几种常见的铁路路基施工质量检测方法，结合我国铁路工程施工的具体情况进行了相关探讨和分析，提出了改进铁路路基施工质量检测方法的有效建议和对策。

【关键词】铁路路基；施工；质量检测

在铁路建设过程中，铁路路基是重要的基础施工内容，它的质量高低直接影响我国铁路事业的长期发展。但是，当前我国铁路路基施工质量检测方法落后，直接影响了铁路建设事业的健康发展。因此，探索如何提高铁路路基施工质量检测水平，具有十分重要的现实意义。

1 铁路路基施工质量检测方法

1.1 压实系数K

上世纪三十年代，美国科学家通过试验发现，同一地质条件下的土，在压实程序相同的条件下，其含水率X变化会直接影响其干密度Qd水平。而通过人工和机械处理，可以将土壤含水率X与对应的干密度控制在合理范围。从此以后，各国工程界都以该压实理论为指导，用压实系数作为控制路基土壤的压实控制指标，以合理控制土壤压实密度和强度。最早期的时候，一般采用环刀法、灌沙法来现场测量填土密度，上述方法都属于毁灭性的测量方法，要针对不同的土料采用不同的测试方法。随着铁路事业的快速发展，高铁、重型铁路的出现对铁路路基施工提出了更高的要求，相应的一些更大型的施工设备也被制造并投入使用。为了适应新时期铁路路基施工要求，在压实实验中增大了重锤质量和落差，并制造和设计了新的Proctor 击实仪和重型击实试验。由于传统的填土密度测量法需要事先测量土壤含水量，而要取得填土含水率数据需要较长的时间，这与现代铁路高效率建设要求相互抵触，因此实用效果不佳。为了解决这个问题，上世纪七十年代，以微电子技术和放射性元素为工作原理的填土密度测量仪面世了，它就是核子湿度密度仪。该仪器能够在短时间内测出填土密度和含水率指标，可有效满足现场填土压实系数K 快速、无损检测的要求，目前被广泛用于施工现场当中。

1.2 CBR 值

有工程师发现，在铁路负荷较大的情况下，其路基中的碎石可能会被压入到地基下的土层中，导致路基抗压性下降。对此，AASHTO 首先提出了加州承载比试验（ CBR ）。该种试验方法主要过程是，将试验探头填埋到测试土层当中，再对土层进行荷载程度和CBR 基准比较，以此计算出地基最大负荷值。对铁路路基来说，由于其路基符合试验与普通公路基本相同，因此将CBR 试验作为铁路路基施工质量的检测方法是科学的。

1.3 地基系数K 30

1867年，捷克基建工程师提出了对弹性地基的假设：地基沉降取决于该点受力大小，与其他受力点负荷大小无关。根据这个理论，地基系数属于表面弹性层状地基的刚度和变形性质的一种参数。这个系数不仅受到土地地质因素影响，而且与受力面、承载方式有直接关系。一旦明确了受力点、负荷大小和受力面积，就可以计算出受力点处的地基系数值。地基系数K30通常使用半径为15cm的受力板作为负荷试验，通过计算受力面积内的地基下沉量来得出路基沉降量值。

1.4 动弹性模量E

动态变形模量测试仪的工作原理是，将重锤从一定高度上自由下落至弹簧阻尼装置上，在承载板上造成与列车正常通过路基时产生的相同动应力，分析路基沉降情况。通过模拟列车通行对路基施加的沉降力，来计算出路基土层的动弹性模量E。沉陷值越大，被测点的承载力越小，则动弹性模量E 越小； 反之，沉陷值越小，被测点的承载力越大，动弹性模量E越大。

2 铁路路基施工质量控制方法

2.1 路基土料控制

路基通常由土石等物体填筑而成，因此路基土料质量直接影响路基施工质量。在选择铁路路基填土料时，事先要对取土点进行地形、地貌以及含水率做取样调查分析。取土地点要尽量选择地下水位低、含水率适宜，土壤纯度高、土质稳定的地点。确定好取土地点之后，要取样进行土壤分析化验。保证取土分析结果客观准确，以为取土工作提供正确的方案指导。要坚决避免使用不合格填料，优先使用质量最好的土料。 填料质量好坏直接影响整个路基施工质量的高低。如果取土地点土源为细颗粒状，则要进行标准击实试验，计算出其含水率指标值，以指导施工过程中合理控制填料含水量；求出最大干容重，以此为参照标准，控制好压实度。

2.2 压实度控制

1）保证填料含水率达标。只有填料的含水率控制在合理范围内时，填土压实效果才会达到最佳状态，因此，在铁路路基压实过程中，要严密监控填料含水率变化。如果填料含水量偏大，则应进行晾晒以将含水率降低到合理范围内在进行碾压作业。要保证施工作业连续性，防止烈日暴晒或者雨水冲击。2）选择合适的压实机械。土层填土厚度一般控制在三十公分以内，分层铺筑压实。要尽可能使用大型重压实机械设备，以提高压实密度。当前，大多使用50吨压实设备，每层压实厚度控制在三十公分以内。如果采用重量更大的羊角碾，则可以有效提升路基压实度，而且能够降低路基土料含水率。路基密实度较高且含水率较低时，可以有效提高路基的回弹模量。如果使用羊角碾碾压路基，要尽量使用复合碾压方式。经羊角碾碾压后的路基表面为松散状态，表层土料不够密实，需要进行二次填土碾压，以提高路基密度。

2.3 防水控制

水是影响铁路路基施工质量的重要因素之一。一般铁路路基水平高度相对较高，大多为硬路肩设计，路基内不容易遭受水浸，主要是防止路基底部被水浸泡过度，导致整个基床结构损坏。因此，铁路路基基床在设计过程中将其分为两层，即表层和底层。不同规格的铁路对路基基床要求不一样，其表层厚度也不同。如? 级铁路规定表层为0. 6 m，底层为1.9m。路基基床直接承受火车通行时产生的应力，因此它的质量高低直接关系到整个铁道的安全性和稳定性，因此必须严把施工质量关。首先基床表层填料要控制在15毫米内，且压实度要比路基其他部位的高。如细粒土的压实系数K ，基床表层为0.91，底层为0.89。在碾压路基基床时，其表面平整度是控制压实质量的重要因素。因此，铁路工程质量管理部门对此进行了明确规定，要求填料层不超过15毫米。施工过程中要严格控制表面平整度，能达到较好的压实质量。如路面局部不平的，应铲除重压，或个别地方下挖重新补填压实。基床施工时，应留好排水坡度，做好防排水工作，使顶面雨水容易排到路基以外，不致积于基床顶面，渗入基床以下，影响质量。

3 结束语

未来我国铁路投资规模将会继续扩大，铁路工程建设质量高低直接关系到整个社会交通环境安全。而路基施工质量又是影响整个铁路轨道建设质量的重要因素，因此做好铁路路基施工质量检测与控制工作具有十分重要的现实意义。