濕限性黃土路基水泥改良土填筑的壓實研究

陳向鴻

摘要：鐵路路基施工的填料宜盡量選擇強度高、水穩定性好的土進行填筑。本文結合濕陷性黃土地區鐵路路基工程施工為進一步提高路床結構的強度和穩定性，采用對基床底層填筑厚1.9m的摻4%水泥改良土填筑施工。結合施工實踐，本著實現高效性和經濟性的雙重目的，筆者進行了一系列的現場試驗，得出了達到壓實度的方法、每層填料的松鋪系數及路基填筑過程中碾壓遍數與壓實度的最佳結合點。

關鍵詞：水泥改良土 壓實度 最優含水量 壓實遍數

1 工程概況

本文以蘭州至中川新建鐵路工程DK40+500～DK41+802段路基施工為背景，全長1.302 km，線路位于蘭州市永登縣樹屏鎮，屬西北黃土分布廣泛地區，地形平緩、開闊。本工程為I級鐵路，采用設計速度160 km/h的標準進行建設。因該工點土料為濕陷性黃土，土質均勻、結構疏松、孔隙發育。在未受水侵濕時，一般強度較高，壓縮性小，為防止濕陷性及運營后不均勻沉降，采取4%水泥改良土填筑。

2 原理及作用

水泥改良土是通過在素土中拌入一定比例的水泥，使水泥和土充分拌合后進行碾壓整平，使得水泥和土中的水分充分反應，碾壓成形后水泥土開始凝結構成辦結結構產生強度，從而達到提高路基強度，消除失陷性，旨在給上部結構以足夠支持，防止產生較大的變形。

3 使用材料

3.1 水泥：強度等級為32.5普通水泥，經過試驗水泥物理性能細度、凝結時間、安定性和強度均合格。

3.2 素土：土源來自DK41+802位置，經試驗，土的天然干密度為1.76g/cm3，天然含水量為6%，4%水泥改良土的最大干密度為1.86g/cm3之間，最佳含水量在13.2%之間。

3.3 水：飲用水，符合要求。

4 施工工藝及注意事項

4.1 下承層整平驗收：填筑前下承層采用平地機進行整平，壓路機碾壓至設計要求壓實標準，即K30≥80Mpa/m，壓實系數≥0.90。如下承層過于干燥，應適量灑水，在攤鋪前使其表面濕潤。

4.2 測量放線：采用全站儀對經過加密并復測后的樁位坐標點，每隔20m定出中樁，測設路基填筑控制邊樁且在邊樁插設填筑層控制標桿，用紅油漆標出每層攤鋪厚度和寬度位置，掛線施工。注意路基邊坡兩側超填寬度宜為30～50cm。

4.3 素土攤鋪：因每車土約21方，通過現場施工改良土標高測量數據顯示，該工點虛鋪厚度為32cm，因此得出在填土前應在下承層打好8m×8m網格，待卸土完成后，用推土機初平，攤鋪均勻，后平地機整平，壓路機靜壓一遍。

4.4 含水量測定：對已經初平虛土進行含水率確定，因含水率是影響水泥改良土填筑壓實系數的最主要因素，這個我們不難從填料擊實曲線中得出。

4.5 散布水泥：經對該工點現場測定素土的松鋪系數1.1，根據公式：水泥摻量（50kg）=土的干密度×素土的松鋪厚度×素土的松鋪系數×水泥攤鋪面積×水泥摻量比，可方便計算出每袋水泥散布網格面積2.02m2，水泥散布網格尺寸為2m×1m，用白灰灑出網格，每個網格布水泥一袋。注意散布水泥前檢查壓路機及路拌機的工作狀態正常，油料充足。

4.6 拌合：水泥均勻散布后采用路拌機進行拌合，拌和時要求均勻、色澤一致、無灰帶、花面。路拌機深度應達到層底，派專人用鐵鍬測拌合深度，不得留素土層，路拌機第二次拌合時要入下承層2cm。

4.7 檢測水泥摻料劑量：經過路拌機兩次拌和后區域采取土樣，采用EDTA滴定法測定水泥劑量。若劑量達不到應再次散布水泥，再次拌合。經對現場的測試發現，按照素土32cm攤鋪及干密度1.76g/cm3壓實后現場實際厚度控制在29cm左右，可以較大程度保證檢測成功率，經取樣，均值在4.0～4.1之間，完全滿足了允許誤差-0.5%～+1%要求。

4.8 碾壓：待改良土拌合均勻且灰劑量檢測合格后，通過平地機、人工配合初平后，用壓路機在路基全寬內碾壓至要求的壓實密度，不得出現明顯軌跡。碾壓時，縱向搭接長度不得小于2m，縱向行與行之間軌跡重疊不小于40cm，上下兩層填筑接頭應錯開不小于3m，表面始終保持濕潤，碾壓速度控制在1.5km/h。

4.9 質量驗收：根據規范要求，基床底層壓實標準，對改良土應采用壓實系數和地基承載系數作為控制指標，即：地基承載系數K30≥100Mpa/m，壓實系數≥0.93。地基承載系數檢測數量為每100m范圍內每三層抽樣檢查K30，2個斷面，4個點，距路基基邊2m處2點，路基中部2點，宜在壓實后2～4小時內檢測；壓實系數沿線路縱向每100米2個斷面6個點，每層抽檢。

4.10 養生和防護：改良土碾壓完成后，如不能連續施工應進行養生，采用灑水車和塑料薄膜相結合養生，保濕養生不少于7天，如分層施工時，檢測指標合格后，上層填筑施工連續可以不進行專門養生期。

5 數據分析

確定松鋪系數：選定DK40+500～DK40+600段數據進行分析。

5.1 素土松鋪系數：素土攤鋪及整平靜壓一遍后，分別獲得了松鋪層與壓實層的厚度值實測值，實測結果如下：

■

5.2 改良土松鋪系數：實測結果如下：

■

5.3 試驗數據分析：

5.4 含水量控制：

理論上講，含水率在±2%的最佳含水率范圍內都能達到較大的壓實度。為此，筆者還專門選定試驗點用25T壓路機壓實6遍測定，在不同含水量下的壓實度，結果如下：

■

通過對以上數據分析，可以得出如下結果：

①最佳素土松鋪厚度：33cm，松鋪系數為1.08；②最佳改良土松鋪厚度：33.5cm，松鋪系數為1.11；③最經濟合理的壓實遍數：改良土施工碾壓6遍，即：靜壓+弱振+強振+強振+弱振+靜壓；④最佳含水率控制在±3%，都能達到比較高的壓實度。

6 綜合效果評價

若不考慮實際情況，而只是一味的套規范，如：含水量都以±2%最佳含水量、碾壓來控制路基填筑，那么，將會浪費大量的人力、物力，給國家造成大量的不必要的損失。通過路基壓實遍數與其相應壓實度的最佳結合點的試驗探析，不僅保證了較好的工程質量，而且又進一步降低了工程造價。

參考文獻：

[1]段俊彪，白志勇.鐵路路基改良土填料浸水強度試驗研究[J]. 路基工程，2006（03）.

[2]付兵先.高速列車作用下水泥改良粉土路基的動力特性研究[D].中國鐵道科學研究院，2011.

[3]史存林.鄭西鐵路客運專線路基水泥改良土擊實標準的研究[J].中國鐵路，2007（11）.endprint

摘要：鐵路路基施工的填料宜盡量選擇強度高、水穩定性好的土進行填筑。本文結合濕陷性黃土地區鐵路路基工程施工為進一步提高路床結構的強度和穩定性，采用對基床底層填筑厚1.9m的摻4%水泥改良土填筑施工。結合施工實踐，本著實現高效性和經濟性的雙重目的，筆者進行了一系列的現場試驗，得出了達到壓實度的方法、每層填料的松鋪系數及路基填筑過程中碾壓遍數與壓實度的最佳結合點。

關鍵詞：水泥改良土 壓實度 最優含水量 壓實遍數

1 工程概況

本文以蘭州至中川新建鐵路工程DK40+500～DK41+802段路基施工為背景，全長1.302 km，線路位于蘭州市永登縣樹屏鎮，屬西北黃土分布廣泛地區，地形平緩、開闊。本工程為I級鐵路，采用設計速度160 km/h的標準進行建設。因該工點土料為濕陷性黃土，土質均勻、結構疏松、孔隙發育。在未受水侵濕時，一般強度較高，壓縮性小，為防止濕陷性及運營后不均勻沉降，采取4%水泥改良土填筑。

2 原理及作用

水泥改良土是通過在素土中拌入一定比例的水泥，使水泥和土充分拌合后進行碾壓整平，使得水泥和土中的水分充分反應，碾壓成形后水泥土開始凝結構成辦結結構產生強度，從而達到提高路基強度，消除失陷性，旨在給上部結構以足夠支持，防止產生較大的變形。

3 使用材料

3.1 水泥：強度等級為32.5普通水泥，經過試驗水泥物理性能細度、凝結時間、安定性和強度均合格。

3.2 素土：土源來自DK41+802位置，經試驗，土的天然干密度為1.76g/cm3，天然含水量為6%，4%水泥改良土的最大干密度為1.86g/cm3之間，最佳含水量在13.2%之間。

3.3 水：飲用水，符合要求。

4 施工工藝及注意事項

4.1 下承層整平驗收：填筑前下承層采用平地機進行整平，壓路機碾壓至設計要求壓實標準，即K30≥80Mpa/m，壓實系數≥0.90。如下承層過于干燥，應適量灑水，在攤鋪前使其表面濕潤。

4.2 測量放線：采用全站儀對經過加密并復測后的樁位坐標點，每隔20m定出中樁，測設路基填筑控制邊樁且在邊樁插設填筑層控制標桿，用紅油漆標出每層攤鋪厚度和寬度位置，掛線施工。注意路基邊坡兩側超填寬度宜為30～50cm。

4.3 素土攤鋪：因每車土約21方，通過現場施工改良土標高測量數據顯示，該工點虛鋪厚度為32cm，因此得出在填土前應在下承層打好8m×8m網格，待卸土完成后，用推土機初平，攤鋪均勻，后平地機整平，壓路機靜壓一遍。

4.4 含水量測定：對已經初平虛土進行含水率確定，因含水率是影響水泥改良土填筑壓實系數的最主要因素，這個我們不難從填料擊實曲線中得出。

4.5 散布水泥：經對該工點現場測定素土的松鋪系數1.1，根據公式：水泥摻量（50kg）=土的干密度×素土的松鋪厚度×素土的松鋪系數×水泥攤鋪面積×水泥摻量比，可方便計算出每袋水泥散布網格面積2.02m2，水泥散布網格尺寸為2m×1m，用白灰灑出網格，每個網格布水泥一袋。注意散布水泥前檢查壓路機及路拌機的工作狀態正常，油料充足。

4.6 拌合：水泥均勻散布后采用路拌機進行拌合，拌和時要求均勻、色澤一致、無灰帶、花面。路拌機深度應達到層底，派專人用鐵鍬測拌合深度，不得留素土層，路拌機第二次拌合時要入下承層2cm。

4.7 檢測水泥摻料劑量：經過路拌機兩次拌和后區域采取土樣，采用EDTA滴定法測定水泥劑量。若劑量達不到應再次散布水泥，再次拌合。經對現場的測試發現，按照素土32cm攤鋪及干密度1.76g/cm3壓實后現場實際厚度控制在29cm左右，可以較大程度保證檢測成功率，經取樣，均值在4.0～4.1之間，完全滿足了允許誤差-0.5%～+1%要求。

4.8 碾壓：待改良土拌合均勻且灰劑量檢測合格后，通過平地機、人工配合初平后，用壓路機在路基全寬內碾壓至要求的壓實密度，不得出現明顯軌跡。碾壓時，縱向搭接長度不得小于2m，縱向行與行之間軌跡重疊不小于40cm，上下兩層填筑接頭應錯開不小于3m，表面始終保持濕潤，碾壓速度控制在1.5km/h。

4.9 質量驗收：根據規范要求，基床底層壓實標準，對改良土應采用壓實系數和地基承載系數作為控制指標，即：地基承載系數K30≥100Mpa/m，壓實系數≥0.93。地基承載系數檢測數量為每100m范圍內每三層抽樣檢查K30，2個斷面，4個點，距路基基邊2m處2點，路基中部2點，宜在壓實后2～4小時內檢測；壓實系數沿線路縱向每100米2個斷面6個點，每層抽檢。

4.10 養生和防護：改良土碾壓完成后，如不能連續施工應進行養生，采用灑水車和塑料薄膜相結合養生，保濕養生不少于7天，如分層施工時，檢測指標合格后，上層填筑施工連續可以不進行專門養生期。

5 數據分析

確定松鋪系數：選定DK40+500～DK40+600段數據進行分析。

5.1 素土松鋪系數：素土攤鋪及整平靜壓一遍后，分別獲得了松鋪層與壓實層的厚度值實測值，實測結果如下：

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5.2 改良土松鋪系數：實測結果如下：

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5.3 試驗數據分析：

5.4 含水量控制：

理論上講，含水率在±2%的最佳含水率范圍內都能達到較大的壓實度。為此，筆者還專門選定試驗點用25T壓路機壓實6遍測定，在不同含水量下的壓實度，結果如下：

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通過對以上數據分析，可以得出如下結果：

①最佳素土松鋪厚度：33cm，松鋪系數為1.08；②最佳改良土松鋪厚度：33.5cm，松鋪系數為1.11；③最經濟合理的壓實遍數：改良土施工碾壓6遍，即：靜壓+弱振+強振+強振+弱振+靜壓；④最佳含水率控制在±3%，都能達到比較高的壓實度。

6 綜合效果評價

若不考慮實際情況，而只是一味的套規范，如：含水量都以±2%最佳含水量、碾壓來控制路基填筑，那么，將會浪費大量的人力、物力，給國家造成大量的不必要的損失。通過路基壓實遍數與其相應壓實度的最佳結合點的試驗探析，不僅保證了較好的工程質量，而且又進一步降低了工程造價。

參考文獻：

[1]段俊彪，白志勇.鐵路路基改良土填料浸水強度試驗研究[J]. 路基工程，2006（03）.

[2]付兵先.高速列車作用下水泥改良粉土路基的動力特性研究[D].中國鐵道科學研究院，2011.

[3]史存林.鄭西鐵路客運專線路基水泥改良土擊實標準的研究[J].中國鐵路，2007（11）.endprint

摘要：鐵路路基施工的填料宜盡量選擇強度高、水穩定性好的土進行填筑。本文結合濕陷性黃土地區鐵路路基工程施工為進一步提高路床結構的強度和穩定性，采用對基床底層填筑厚1.9m的摻4%水泥改良土填筑施工。結合施工實踐，本著實現高效性和經濟性的雙重目的，筆者進行了一系列的現場試驗，得出了達到壓實度的方法、每層填料的松鋪系數及路基填筑過程中碾壓遍數與壓實度的最佳結合點。

關鍵詞：水泥改良土 壓實度 最優含水量 壓實遍數

1 工程概況

本文以蘭州至中川新建鐵路工程DK40+500～DK41+802段路基施工為背景，全長1.302 km，線路位于蘭州市永登縣樹屏鎮，屬西北黃土分布廣泛地區，地形平緩、開闊。本工程為I級鐵路，采用設計速度160 km/h的標準進行建設。因該工點土料為濕陷性黃土，土質均勻、結構疏松、孔隙發育。在未受水侵濕時，一般強度較高，壓縮性小，為防止濕陷性及運營后不均勻沉降，采取4%水泥改良土填筑。

2 原理及作用

水泥改良土是通過在素土中拌入一定比例的水泥，使水泥和土充分拌合后進行碾壓整平，使得水泥和土中的水分充分反應，碾壓成形后水泥土開始凝結構成辦結結構產生強度，從而達到提高路基強度，消除失陷性，旨在給上部結構以足夠支持，防止產生較大的變形。

3 使用材料

3.1 水泥：強度等級為32.5普通水泥，經過試驗水泥物理性能細度、凝結時間、安定性和強度均合格。

3.2 素土：土源來自DK41+802位置，經試驗，土的天然干密度為1.76g/cm3，天然含水量為6%，4%水泥改良土的最大干密度為1.86g/cm3之間，最佳含水量在13.2%之間。

3.3 水：飲用水，符合要求。

4 施工工藝及注意事項

4.1 下承層整平驗收：填筑前下承層采用平地機進行整平，壓路機碾壓至設計要求壓實標準，即K30≥80Mpa/m，壓實系數≥0.90。如下承層過于干燥，應適量灑水，在攤鋪前使其表面濕潤。

4.2 測量放線：采用全站儀對經過加密并復測后的樁位坐標點，每隔20m定出中樁，測設路基填筑控制邊樁且在邊樁插設填筑層控制標桿，用紅油漆標出每層攤鋪厚度和寬度位置，掛線施工。注意路基邊坡兩側超填寬度宜為30～50cm。

4.3 素土攤鋪：因每車土約21方，通過現場施工改良土標高測量數據顯示，該工點虛鋪厚度為32cm，因此得出在填土前應在下承層打好8m×8m網格，待卸土完成后，用推土機初平，攤鋪均勻，后平地機整平，壓路機靜壓一遍。

4.4 含水量測定：對已經初平虛土進行含水率確定，因含水率是影響水泥改良土填筑壓實系數的最主要因素，這個我們不難從填料擊實曲線中得出。

4.5 散布水泥：經對該工點現場測定素土的松鋪系數1.1，根據公式：水泥摻量（50kg）=土的干密度×素土的松鋪厚度×素土的松鋪系數×水泥攤鋪面積×水泥摻量比，可方便計算出每袋水泥散布網格面積2.02m2，水泥散布網格尺寸為2m×1m，用白灰灑出網格，每個網格布水泥一袋。注意散布水泥前檢查壓路機及路拌機的工作狀態正常，油料充足。

4.6 拌合：水泥均勻散布后采用路拌機進行拌合，拌和時要求均勻、色澤一致、無灰帶、花面。路拌機深度應達到層底，派專人用鐵鍬測拌合深度，不得留素土層，路拌機第二次拌合時要入下承層2cm。

4.7 檢測水泥摻料劑量：經過路拌機兩次拌和后區域采取土樣，采用EDTA滴定法測定水泥劑量。若劑量達不到應再次散布水泥，再次拌合。經對現場的測試發現，按照素土32cm攤鋪及干密度1.76g/cm3壓實后現場實際厚度控制在29cm左右，可以較大程度保證檢測成功率，經取樣，均值在4.0～4.1之間，完全滿足了允許誤差-0.5%～+1%要求。

4.8 碾壓：待改良土拌合均勻且灰劑量檢測合格后，通過平地機、人工配合初平后，用壓路機在路基全寬內碾壓至要求的壓實密度，不得出現明顯軌跡。碾壓時，縱向搭接長度不得小于2m，縱向行與行之間軌跡重疊不小于40cm，上下兩層填筑接頭應錯開不小于3m，表面始終保持濕潤，碾壓速度控制在1.5km/h。

4.9 質量驗收：根據規范要求，基床底層壓實標準，對改良土應采用壓實系數和地基承載系數作為控制指標，即：地基承載系數K30≥100Mpa/m，壓實系數≥0.93。地基承載系數檢測數量為每100m范圍內每三層抽樣檢查K30，2個斷面，4個點，距路基基邊2m處2點，路基中部2點，宜在壓實后2～4小時內檢測；壓實系數沿線路縱向每100米2個斷面6個點，每層抽檢。

4.10 養生和防護：改良土碾壓完成后，如不能連續施工應進行養生，采用灑水車和塑料薄膜相結合養生，保濕養生不少于7天，如分層施工時，檢測指標合格后，上層填筑施工連續可以不進行專門養生期。

5 數據分析

確定松鋪系數：選定DK40+500～DK40+600段數據進行分析。

5.1 素土松鋪系數：素土攤鋪及整平靜壓一遍后，分別獲得了松鋪層與壓實層的厚度值實測值，實測結果如下：

■

5.2 改良土松鋪系數：實測結果如下：

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5.3 試驗數據分析：

5.4 含水量控制：

理論上講，含水率在±2%的最佳含水率范圍內都能達到較大的壓實度。為此，筆者還專門選定試驗點用25T壓路機壓實6遍測定，在不同含水量下的壓實度，結果如下：

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通過對以上數據分析，可以得出如下結果：

①最佳素土松鋪厚度：33cm，松鋪系數為1.08；②最佳改良土松鋪厚度：33.5cm，松鋪系數為1.11；③最經濟合理的壓實遍數：改良土施工碾壓6遍，即：靜壓+弱振+強振+強振+弱振+靜壓；④最佳含水率控制在±3%，都能達到比較高的壓實度。

6 綜合效果評價

若不考慮實際情況，而只是一味的套規范，如：含水量都以±2%最佳含水量、碾壓來控制路基填筑，那么，將會浪費大量的人力、物力，給國家造成大量的不必要的損失。通過路基壓實遍數與其相應壓實度的最佳結合點的試驗探析，不僅保證了較好的工程質量，而且又進一步降低了工程造價。

參考文獻：

[1]段俊彪，白志勇.鐵路路基改良土填料浸水強度試驗研究[J]. 路基工程，2006（03）.

[2]付兵先.高速列車作用下水泥改良粉土路基的動力特性研究[D].中國鐵道科學研究院，2011.

[3]史存林.鄭西鐵路客運專線路基水泥改良土擊實標準的研究[J].中國鐵路，2007（11）.endprint