粉细砂路基物理改良试验段施工总结

【摘要】1.1工程概况 该工程是中长路网规划中的新建铁路，里程范围内通过的工程地质分别包括平原区、高原区、剥蚀中低山区等多重地貌，工程地质条件较差。工程需穿越的沙化地带约为120km，...

摘要：道路修筑是我国国民经济发展的必要保障，对于偏远地区，特别是经济欠发达地区而言更是带动区域经济向前发展的必然举措，路网已经成为我国经济发展的命脉。随着路网的逐步密集和延伸，道路工程所面临的路基问题层出不穷，本文以沙化趋势的地域修筑道路为基础，探讨了粉细砂路基的改良试验施工。

关键词：粉细砂路基 路基改良 路基施工

中图分类号：C35文献标识码： A

西部大开发是我国经济发展的重要政策，为带动西部地区的经济发展，路网成为必不可少的存在，然而由于地理环境因素的影响，这部分道路修筑的地段有沙化趋势甚至已经成为沙漠地带，想要穿越这类地段，在修筑过程中必须妥善处理粉细砂路基施工工艺问题，本文以某铁路工程路段为例，总结了对粉细砂路基施工工艺进行物理改良的施工经验。

一、工程概况及试验目的

1.1工程概况

该工程是中长路网规划中的新建铁路，里程范围内通过的工程地质分别包括平原区、高原区、剥蚀中低山区等多重地貌，工程地质条件较差。工程需穿越的沙化地带约为120km，根据相关施工标准要求， 路基填筑材料选用标准粉细砂料，原设计方案中皆为“ 以挖作填”料 ，经钻探证明，砂层最深超过60m。

1.2试验目的

经过土壤颗粒分析测试，本路段粉细砂料源的砂粒含量大，粉土粒含量极小，其中85％的细砂颗粒粒径在0．075mm到O．25mm之间，经过碾压无法形成紧密的板结整体。因此，为保证该工程施工质量，提高施工效率，设计单位针对“纯粉细砂填筑施工”的可行性及进行物理改良后的施工工艺进行了多组试验 ，经有关部门审核鉴定，通过了对粉细砂施工的变更方案，以求充分利用现有砂料，在减少对砂料弃土场的环保处置费用、方便工程施工的同时，保证工程施工质量。

二、试验段的选取及施工

粉细砂在黏结性、塑性上都远不如泥土，难以形成板体，而且由于砂粒含量大于粉土粒含量，在干燥时结构松散，遭遇浸水后容易形成流体，这些因素直接导致了粉细砂路基受风、 水等自然环境因素的影响极大。为保证试验结果能够真实的反映施工状态，试验施工中选取了四个宽40m，长120m的平直路段作为试验段，分别采用纯粉细砂填筑、夹层填筑、掺合料填筑(两种不同掺合料)施工工艺，试验用机械设备如下图所示：

2.1 纯粉细砂填筑试验

2.1.1 试验段情况

试验施工前应先对路段表层进行清理，使其露出路面原始的砂地层，然后静压两遍作为填筑的原基础面。砂料来源于现有粉细砂填料。试验分3次进行，主要从含水量、碾压机械、碾压设备等方面进行实践。

2.1.2 试验过程

①碾压：进场砂料天然含水率为2.1%，细砂结构松散，机械摊铺缓慢，施工效率较低。碾压均选取2档位碾压，按照先静压后振动、振幅递增、先快后慢，从中间向两边延伸的方式碾压；

②洒水：为避免洒水车陷住，洒水时采用从旁边洒水的方式进行，洒水后路面需静压两遍，此时压路机能稳步运行，但其他机械设备车轮回留下明显压痕，破坏填筑路段。二次洒水完成后含水率为10%，静压两遍后相对密度为0.76，路面随压路机碾过出现5cm左右波浪。第三次洒水采用分次进行的方式，任意选取3个点挖坑观察，出现水量分层，砂层渗水不均，相对密度0.81。

2.1.3 试验结论

试验路段粉细砂砂粒含量远大于粉土粒含量，导致砂层水份渗透困难，长时间经水浸润后水份依然集中在一个层位。因此，如果只使用粉细砂进行填筑，即便有较高的含水率，经过碾压后路基仍无法形成紧密整体，承载力不足，装料车无法卸料，重型机械设备对路基具有极强的破坏性。试验表明，仅使用粉细砂进行路基填筑的施工工艺可行性较差。

2.2 夹层填筑试验

2.2.1 试验段情况

夹层填筑试验段需先填筑四层粉黏土，经过检测验收合格后方可进行下一步试验。

2.2.2 试验过程

①工艺流程：在填筑基底面验收合格后，需松铺一层粉细砂，厚度控制在40cm，经过整平后稳压，然后再松铺一层20cm的A组料（碎石类料、角砾土料）或B组料（ 圆砾土料、砂黏土料）整平、碾压后完成检测与验收。

②施工要点：试验路段砂料具有一定的天然含水率且保水性较好，透水慢，无需另外洒水。粉细砂层经履带式推土机稳压两遍即可，碾压时应由两边向中间进行，在弯道处则采用内侧向外侧碾压的方式，一遍形成路拱。外借料在摊铺时应逐步进行，经整平后，采用振动压路机先弱振两遍碾压再强振碾压两遍，最后静压已稳定路基。相对密度检测宜采用灌砂法进行。

2.2.3 试验结论

该试验证明夹层填筑具备一定的可行性，但是外借料的处理繁琐、费时费力，容易影响工程进度，而且外借料含水量与下层砂石存在差异，不易与砂层形成板体，如果水分无法及时排出，将导致路基瘫软，在冬季时容易引起冻胀，破坏路基。

2.3 掺合料填筑试验

2.3.1 试验段情况

掺合料填筑需先对试验路段进行分区，掺合料按照细砂料：外借A 、B 组料=6：4进行掺合。

2.3.2 试验过程

(1)工艺流程：基底面验收后以6:4的比例掺合A、B组料与

粉细砂料，松铺40cm厚，然后整平、碾压，最后再检测验收。

(2)施工要点：现场掺配方式可采用平面分层铺料、立面开采的方式，作业前将料源按照掺配比例分开堆放，控制料源含水率，经过三次掺拌后，使粉细砂料与外借料充分拌合均匀、级配合理。

(3)掺合料在运至施工现场时需检测其含水率，整平、碾压作业与一般路基施工操作相同，每当掺合料填筑达到两层需进行K30检测，检测指标依照掺合料性质决定。

三、粉细砂路基物理改良试验段施工质量控制

粉细砂路基物理改良试验段施工的质量控制主要包括五个方面：

①料源检测：在施工过程中，应按照相关标准要求对进场原料进行检测，确保用料达到使用标准；

②二是料源含水率：填筑选用的料源如果天然含水率较高，则应先在料场进行控水处理，通过摊铺、晾晒等有效手段降低料源含水率，料场应预先做好排水工作，对处理好的料源需及时采取遮蔽覆盖措施，以免影响填筑施工；

③掺合料：掺合料的掺拌需按照经过审批的作业指导严格进行，投料时注意控制料源含水量，避免因为外掺料含水量过高导致掺无法压实进而影响施工质量；

④碾压质量：在碾压过程中必须严格限制压路机行进速度，控制振幅，掌握错距，特别注意压路机两轮结合处的碾压作业，尽可能使压路机均匀、全方位的作用到本层填筑厚度，保障路基压实质量；

⑤新完成路基面：针对新完成的路基面，应特别注意防止重型机械行走对尚未稳定的路基面形成严重破坏。

结语

经过反复对比试验，可以证明纯粉细砂填筑施工不具备可行性，根据工程实际状况，建议采用掺合料填筑施工工艺。与原方案相比，掺合料填筑施工不仅可以降低砂料弃土的总量，削减工程废弃物的环保处置费用，而且能够提高施工效率，在保障工程质量的同时减少工期，增加经济效益。

参考文献：

[1] 耿福志；风沙路基施工及防护技术；石家庄铁道学院学报；2000，（13）

[2] 封小平；铁路路基粉细砂回填掺配物理改良的原理和方法浅析；城市建设理论研究（电子版）；2013（27）