我國鐵路路基施工質(zhì)量檢測與控制技術(shù)

【摘 要】本文分析了幾種常見的鐵路路基施工質(zhì)量檢測方法，結(jié)合我國鐵路工程施工的具體情況進行了相關(guān)探討和分析，提出了改進鐵路路基施工質(zhì)量檢測方法的有效建議和對策。

【關(guān)鍵詞】鐵路路基；施工；質(zhì)量檢測

在鐵路建設過程中，鐵路路基是重要的基礎施工內(nèi)容，它的質(zhì)量高低直接影響我國鐵路事業(yè)的長期發(fā)展。但是，當前我國鐵路路基施工質(zhì)量檢測方法落后，直接影響了鐵路建設事業(yè)的健康發(fā)展。因此，探索如何提高鐵路路基施工質(zhì)量檢測水平，具有十分重要的現(xiàn)實意義。

1 鐵路路基施工質(zhì)量檢測方法

1.1 壓實系數(shù)K

上世紀三十年代，美國科學家通過試驗發(fā)現(xiàn)，同一地質(zhì)條件下的土，在壓實程序相同的條件下，其含水率X變化會直接影響其干密度Qd水平。而通過人工和機械處理，可以將土壤含水率X與對應的干密度控制在合理范圍。從此以后，各國工程界都以該壓實理論為指導，用壓實系數(shù)作為控制路基土壤的壓實控制指標，以合理控制土壤壓實密度和強度。最早期的時候，一般采用環(huán)刀法、灌沙法來現(xiàn)場測量填土密度，上述方法都屬于毀滅性的測量方法，要針對不同的土料采用不同的測試方法。隨著鐵路事業(yè)的快速發(fā)展，高鐵、重型鐵路的出現(xiàn)對鐵路路基施工提出了更高的要求，相應的一些更大型的施工設備也被制造并投入使用。為了適應新時期鐵路路基施工要求，在壓實實驗中增大了重錘質(zhì)量和落差，并制造和設計了新的Proctor 擊實儀和重型擊實試驗。由于傳統(tǒng)的填土密度測量法需要事先測量土壤含水量，而要取得填土含水率數(shù)據(jù)需要較長的時間，這與現(xiàn)代鐵路高效率建設要求相互抵觸，因此實用效果不佳。為了解決這個問題，上世紀七十年代，以微電子技術(shù)和放射性元素為工作原理的填土密度測量儀面世了，它就是核子濕度密度儀。該儀器能夠在短時間內(nèi)測出填土密度和含水率指標，可有效滿足現(xiàn)場填土壓實系數(shù)K 快速、無損檢測的要求，目前被廣泛用于施工現(xiàn)場當中。

1.2 CBR 值

有工程師發(fā)現(xiàn)，在鐵路負荷較大的情況下，其路基中的碎石可能會被壓入到地基下的土層中，導致路基抗壓性下降。對此，AASHTO 首先提出了加州承載比試驗（ CBR ）。該種試驗方法主要過程是，將試驗探頭填埋到測試土層當中，再對土層進行荷載程度和CBR 基準比較，以此計算出地基最大負荷值。對鐵路路基來說，由于其路基符合試驗與普通公路基本相同，因此將CBR 試驗作為鐵路路基施工質(zhì)量的檢測方法是科學的。

1.3 地基系數(shù)K 30

1867年，捷克基建工程師提出了對彈性地基的假設：地基沉降取決于該點受力大小，與其他受力點負荷大小無關(guān)。根據(jù)這個理論，地基系數(shù)屬于表面彈性層狀地基的剛度和變形性質(zhì)的一種參數(shù)。這個系數(shù)不僅受到土地地質(zhì)因素影響，而且與受力面、承載方式有直接關(guān)系。一旦明確了受力點、負荷大小和受力面積，就可以計算出受力點處的地基系數(shù)值。地基系數(shù)K30通常使用半徑為15cm的受力板作為負荷試驗，通過計算受力面積內(nèi)的地基下沉量來得出路基沉降量值。

1.4 動彈性模量E

動態(tài)變形模量測試儀的工作原理是，將重錘從一定高度上自由下落至彈簧阻尼裝置上，在承載板上造成與列車正常通過路基時產(chǎn)生的相同動應力，分析路基沉降情況。通過模擬列車通行對路基施加的沉降力，來計算出路基土層的動彈性模量E。沉陷值越大，被測點的承載力越小，則動彈性模量E 越?。?反之，沉陷值越小，被測點的承載力越大，動彈性模量E越大。

2 鐵路路基施工質(zhì)量控制方法

2.1 路基土料控制

路基通常由土石等物體填筑而成，因此路基土料質(zhì)量直接影響路基施工質(zhì)量。在選擇鐵路路基填土料時，事先要對取土點進行地形、地貌以及含水率做取樣調(diào)查分析。取土地點要盡量選擇地下水位低、含水率適宜，土壤純度高、土質(zhì)穩(wěn)定的地點。確定好取土地點之后，要取樣進行土壤分析化驗。保證取土分析結(jié)果客觀準確，以為取土工作提供正確的方案指導。要堅決避免使用不合格填料，優(yōu)先使用質(zhì)量最好的土料。 填料質(zhì)量好壞直接影響整個路基施工質(zhì)量的高低。如果取土地點土源為細顆粒狀，則要進行標準擊實試驗，計算出其含水率指標值，以指導施工過程中合理控制填料含水量；求出最大干容重，以此為參照標準，控制好壓實度。

2.2 壓實度控制

1）保證填料含水率達標。只有填料的含水率控制在合理范圍內(nèi)時，填土壓實效果才會達到最佳狀態(tài)，因此，在鐵路路基壓實過程中，要嚴密監(jiān)控填料含水率變化。如果填料含水量偏大，則應進行晾曬以將含水率降低到合理范圍內(nèi)在進行碾壓作業(yè)。要保證施工作業(yè)連續(xù)性，防止烈日暴曬或者雨水沖擊。2）選擇合適的壓實機械。土層填土厚度一般控制在三十公分以內(nèi)，分層鋪筑壓實。要盡可能使用大型重壓實機械設備，以提高壓實密度。當前，大多使用50噸壓實設備，每層壓實厚度控制在三十公分以內(nèi)。如果采用重量更大的羊角碾，則可以有效提升路基壓實度，而且能夠降低路基土料含水率。路基密實度較高且含水率較低時，可以有效提高路基的回彈模量。如果使用羊角碾碾壓路基，要盡量使用復合碾壓方式。經(jīng)羊角碾碾壓后的路基表面為松散狀態(tài)，表層土料不夠密實，需要進行二次填土碾壓，以提高路基密度。

2.3 防水控制

水是影響鐵路路基施工質(zhì)量的重要因素之一。一般鐵路路基水平高度相對較高，大多為硬路肩設計，路基內(nèi)不容易遭受水浸，主要是防止路基底部被水浸泡過度，導致整個基床結(jié)構(gòu)損壞。因此，鐵路路基基床在設計過程中將其分為兩層，即表層和底層。不同規(guī)格的鐵路對路基基床要求不一樣，其表層厚度也不同。如? 級鐵路規(guī)定表層為0. 6 m，底層為1.9m。路基基床直接承受火車通行時產(chǎn)生的應力，因此它的質(zhì)量高低直接關(guān)系到整個鐵道的安全性和穩(wěn)定性，因此必須嚴把施工質(zhì)量關(guān)。首先基床表層填料要控制在15毫米內(nèi)，且壓實度要比路基其他部位的高。如細粒土的壓實系數(shù)K ，基床表層為0.91，底層為0.89。在碾壓路基基床時，其表面平整度是控制壓實質(zhì)量的重要因素。因此，鐵路工程質(zhì)量管理部門對此進行了明確規(guī)定，要求填料層不超過15毫米。施工過程中要嚴格控制表面平整度，能達到較好的壓實質(zhì)量。如路面局部不平的，應鏟除重壓，或個別地方下挖重新補填壓實?；彩┕r，應留好排水坡度，做好防排水工作，使頂面雨水容易排到路基以外，不致積于基床頂面，滲入基床以下，影響質(zhì)量。

3 結(jié)束語

未來我國鐵路投資規(guī)模將會繼續(xù)擴大，鐵路工程建設質(zhì)量高低直接關(guān)系到整個社會交通環(huán)境安全。而路基施工質(zhì)量又是影響整個鐵路軌道建設質(zhì)量的重要因素，因此做好鐵路路基施工質(zhì)量檢測與控制工作具有十分重要的現(xiàn)實意義。