路基填筑硬質(zhì)巖碴 A組填料工藝試驗研究

朱經(jīng)志

路基填筑硬質(zhì)巖碴 A組填料工藝試驗研究

朱經(jīng)志

以福建向莆鐵路尤溪火車站高填方路基硬質(zhì)巖碴 A組填料試驗段為例,通過對其試驗方法、工藝及影響因素進(jìn)行分析,研究了路基硬質(zhì)巖碴A組填料的適宜性,為今后類似道路工程施工積累了寶貴經(jīng)驗。

路基,硬質(zhì)巖碴,試驗段

0 引言

高速是鐵路現(xiàn)代化的重要標(biāo)志,自 1964年日本東海道新干線高速鐵路開通以來,世界上眾多國家重視了高速鐵路的建設(shè)。目前,世界上擁有高速鐵路的國家主要有德國、日本、法國、西班牙、意大利、比利時、英國、瑞典、丹麥及韓國等,投入運營的高速鐵路總長約達(dá) 6 300 km,其中德國、日本、法國高速鐵路里程分別為 917 km,2 300 km,1 580 km[1-3]。高速鐵路的發(fā)展,對于路基填料、壓實標(biāo)準(zhǔn)的要求越來越高,尤其是高填方路基的填筑標(biāo)準(zhǔn)更高[4,5]。本文以福建向莆鐵路尤溪火車站高填方路基硬質(zhì)巖碴A組填料試驗段為例,通過對其試驗方法、工藝及影響因素分析,研究了路基硬質(zhì)巖碴 A組填料的適宜性,為今后類似的施工積累經(jīng)驗。

1 工程概況

尤溪火車站位于福建省尤溪縣西城鎮(zhèn)駐地,是向莆鐵路福建段重要的交通樞紐,車站設(shè)計為客貨兩用車站,起訖里程為DK 394+000～DK 396+800,正線雙線,車站為六股道。線路縱坡為 1‰,設(shè)計時速 200 km/h。試驗段選取在火車站客站部分。客站路基填筑主要集中在 DK395+410～DK395+785半挖半填陡坡地段,本段填筑高度 5.2m～35.77m,平均填筑高度 30.7m,屬高填陡坡路基。其坡腳線位于水田位置,路基邊坡每 8m設(shè)置一臺階,臺階寬度為 3.0m,邊坡坡比為 1∶2,采用 M7.5漿砌片石拱形骨架與三維排水柔性生態(tài)邊坡聯(lián)合防護,平臺 M 7.5漿砌片石封閉,坡腳采用M 7.5漿砌片石腳墻擋護。試驗段施工選擇具有代表性的 DK 395+420～DK 395+620段,為了總結(jié)填筑經(jīng)驗,共計填筑 3層。

填料母巖來源于 10.6 km以外的湇頭隧道洞碴,在尤溪車站設(shè) 4臺破碎設(shè)備對母巖進(jìn)行破碎、篩分等加工,得到硬質(zhì)巖碴A組如表 1所示。

表1 硬質(zhì)巖碴 A組技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及實測數(shù)據(jù)對比表

2 試驗段實驗方法及工藝

本試驗段路基共計填筑了 3層,初擬虛鋪厚度為 30 cm;后擬虛鋪厚度為 35 cm,40 cm,45 cm。在試驗中根據(jù)壓實效果進(jìn)行調(diào)整,工藝流程如下：

材料生產(chǎn)、初調(diào)水→基底處理→施工放樣→填筑→攤鋪平整→灑水或晾曬→機械碾壓→檢驗簽證→下層填筑→路基整修。

3 試驗段施工過程及相關(guān)因素分析

1)第一次試驗：松鋪厚度：30 cm,壓實厚度：25 cm,松鋪系數(shù)：1.2,施工含水率：4.0%;機械組合：YZ18C壓路機靜壓 1遍,振動7遍,先弱振 1遍,然后強振 6遍,最后靜壓 1遍收光,合計 9遍。檢測結(jié)果：共檢測 6點,其中 EVD：48,52,54,58,60,62檢測合格;孔隙率 n：20,22,22,24,24,25檢測合格;K30(MPa/m)檢測數(shù)據(jù)為：103,98,檢測不合格。原因分析：EVD、孔隙率合格,K30(MPa/m)檢測不合格后,令壓路機繼續(xù)碾壓,單獨選取 20m長度增加強振碾壓遍數(shù)至 13遍,在碾壓過程中發(fā)現(xiàn)填筑材料有表層松散,隨壓路機往前推移的現(xiàn)象,13遍完畢后,檢測 K30(MPa/m)后仍不合格,經(jīng)現(xiàn)場條件分析原因為：填料粒徑太大(15 cm以下),細(xì)粒含量少,填料之間顆粒不能互相填充。

改進(jìn)措施：2009年 12月 3日夜試驗室對填筑材料進(jìn)行檢測,測得曲率系數(shù)為 1.28,不均勻系數(shù)為 5.42,材料指標(biāo)合格,但仍決定改小粒徑進(jìn)行重新試驗,并調(diào)整機械組合。

表2 三控指標(biāo)(第 2層)

2)第二次試驗：松鋪厚度：35 cm,40 cm,45 cm;壓實厚度：30 cm,35 cm,41 cm;松鋪系數(shù)：1.167,1.142,1.09;施工含水率：6.2%,5.9%,6.3%;機械組合：由 YZ18C壓路機和寶馬 BW 225D-3型壓路機進(jìn)行組合,以上次數(shù)試驗為基礎(chǔ)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。檢測結(jié)果：a.厚度 35 cm：由 YZ18C壓路機靜壓 1遍,寶馬 BW 225D-3型壓路機振動碾壓 3遍,YZ18C壓路機振動碾壓 2遍,最后 YZ18C壓路機靜壓 1遍,共計碾壓 7遍后方始合格。K30(MPa/m)：158,180,170。b.厚度 40 cm：碾壓 10遍后方始合格,即靜壓(YZ18C壓路機)1遍,振動碾壓 8遍,其中寶馬 BW 225D-3型壓路機振動碾壓 4遍,YZ18C壓路機振動碾壓 4遍,最后靜壓(YZ18C壓路機)1遍,K30(MPa/m)：168,170,190。 c.厚度 45 cm：采用 35 cm厚的壓實工藝碾壓不合格后,增加碾壓遍數(shù)檢測結(jié)果仍為不合格。原因分析：45 cm厚填料厚度太厚。方案比選：30 cm,35 cm,40 cm,45 cm四種松鋪厚度填料對比分析：30 cm厚碾壓 6遍,可獲成功;35 cm厚度時需增加 1遍寶馬強振即可成功。40 cm厚碾壓10遍可獲成功,45 cm厚未成功。合格厚度三種：30 cm,35 cm相比而言,35 cm厚度只需增加 1遍強振即可成功,顯然 35 cm更為合理;雖然 40 cm厚碾壓合格,但碾壓遍數(shù)太多,且厚度只增加了5 cm,綜合機械成本,40 cm厚度施工工藝不經(jīng)濟,45 cm厚度在碾壓 12遍的情況下仍不合格,再增加過多的碾壓遍數(shù),即使碾壓合格已沒有實際的施工意義。故 35 cm厚度是既經(jīng)濟又合理的填筑厚度,但仍需對 35 cm逐層上填后工藝穩(wěn)定性進(jìn)行再次檢查。

表3 三控指標(biāo)(第 3層)

3)第三次試驗：層數(shù)：第 2層,第 3層,松鋪厚度：35 cm,壓實厚度：31 cm,松鋪系數(shù)：1.129,施工含水率：6.1%;機械組合：由YZ18C壓路機靜壓 1遍,寶馬 BW 225D-3型壓路機振動碾壓 3遍,YZ18C壓路機振動碾壓 2遍,最后 YZ18C壓路機靜壓 1遍,共計碾壓 7遍。檢測結(jié)果：三控指標(biāo)全部合格,如表 2,表 3所示。

根據(jù)歷次試驗結(jié)果可以看出：按35 cm松鋪厚度逐層填筑時,人員機械組織合理得當(dāng),成型面符合要求,各項檢測數(shù)據(jù)滿足設(shè)計與規(guī)范要求,檢測結(jié)果數(shù)據(jù)穩(wěn)定,工藝可滿足要求。

4 結(jié)語

路基填筑施工在鐵路、公路等工程建設(shè)中具有很成熟的施工工藝,但在路基施工正式開展之前都必須結(jié)合當(dāng)?shù)氐牧显催M(jìn)行路基填筑試驗段的施工,硬質(zhì)巖碴A組填料的施工關(guān)鍵在于填料母巖的選取、大小顆粒的級配、含水量、大噸位壓實機械的選取上。實踐證明尤溪火車站的硬質(zhì)巖碴 A組填料路基填筑還是很成功的,該段路基填筑已經(jīng)被建設(shè)單位評為全線樣板工程。

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[5]方 濤,熊 壯.高填方路基填筑碾壓工藝控制的現(xiàn)場試驗研究[J].公路工程,2009,34(1)：151-158.

Research on craft experim ents of hard rock debris group A filler in roadbed filling

ZHU Jing-zhi

Taking the filler experimental section of the high fill subgrade of hard rock debris group A along Fujian Xiangpu railroad Youxi train station as the example,the paper analyzes its experimentalmethods,the craft and the influential factors,and researches the adoptability of the roadbed hard rock debris group A filler,so as to accumulate the precious experience for sim ilar road projects.

roadbed,hard rock debris,experimental section

U 416.1

A

1009-6825(2011)03-0143-02

2010-10-10

朱經(jīng)志(1975-),男,工程師,中鐵十四局集團三公司,山東兗州 272100