填石路基施工工藝控制技術(shù)研究

楊秀剛

(貴州路橋集團(tuán)有限公司)

1 試驗(yàn)方案

填料原材料為砂巖，飽水抗壓強(qiáng)度為40～90MPa，吸水率為2％，屬于次堅(jiān)硬巖石類。

在一條試驗(yàn)路上，將路段分兩個(gè)斷面，分別記為A、B兩斷面。A斷面所采用的石料在原天然含水量下進(jìn)行壓實(shí)施工，整個(gè)過(guò)程中不灑水;B斷面同樣采用的是天然含水量的石料進(jìn)行壓實(shí)施工，但是在施工過(guò)程中灑水，灑水量為填方石料量的5％。兩斷面所用的石料在施工過(guò)程中除了一個(gè)灑水一個(gè)不灑水灑水外，兩斷面其他條件相同，均采用同種壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，碾壓遍數(shù)均為9次。

測(cè)得松鋪層厚與含水量，干密度，沉降率的試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理在表1。

表1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總表

2 試驗(yàn)結(jié)果分析

從表1中不難看出，當(dāng)松鋪厚度為60cm，灑水和不灑水橫斷面的干密度相差0.11g/cm3，沉降率相差0.62％;層厚為70cm時(shí)，干密度相差 0.011g/cm3，沉降率相差0.78％;這說(shuō)明，在施工過(guò)程中灑水與否對(duì)于干密度以及沉降率的影響都很小。但是這并不說(shuō)明水對(duì)于填石路基的壓實(shí)沒(méi)有作用。

研究認(rèn)為，適當(dāng)?shù)乃吭趬簩?shí)過(guò)程中主要起到以下幾方面的作用:(1)碎石組成填方材料的主要骨架材料，起到骨架支撐作用，在碎石之間有一些孔隙，灑上適當(dāng)?shù)乃?，水能夠在孔隙中流?dòng)，同時(shí)水能夠夾帶細(xì)料，有利于填充大孔隙，形成較為密實(shí)的結(jié)構(gòu);(2)隨著水量的增多，水能包裹住粗糙的石料表面，起到潤(rùn)滑作用，有利于減小內(nèi)摩阻力，利于壓實(shí);(3)較為軟弱的石料在浸水以后會(huì)發(fā)生軟化，使得路基在施工過(guò)程中就能進(jìn)行足夠的沉降變形，這樣可以降低通車以后的變形，利于路基穩(wěn)定，對(duì)路面結(jié)構(gòu)以及行車安全都是有利的。

值得注意的是，填石路基的填料中有足夠的細(xì)料時(shí)，灑水對(duì)于壓實(shí)質(zhì)量才有很大的影響，而且灑水的量與細(xì)填料的量和種類都相關(guān)。本次試驗(yàn)采用的填料為砂巖，飽水抗壓強(qiáng)度較高，在40MPa以上，吸水率為2％，屬次堅(jiān)硬巖石，試驗(yàn)結(jié)果顯示，灑水以后干密度和沉降率變化并不明顯，這表明，石料并沒(méi)有浸水軟化崩解，由此可以得出，當(dāng)填料為堅(jiān)硬類、次堅(jiān)硬類巖石時(shí)，并且吸水率不高，其含水量對(duì)于路基壓實(shí)的影響并不大;另外，試驗(yàn)的級(jí)配組成＞20cm的占20％;2～20cm的占60％;＜2cm的占20％，這種組合的透水性好，所以灑水以后對(duì)于路基壓實(shí)的影響并不大。

3 推薦方案研究

(1)當(dāng)填石路基所用石料為堅(jiān)硬類巖石時(shí)，因?yàn)閳?jiān)硬類巖石強(qiáng)度高，石料粒徑大，透水性強(qiáng)，自身就具有很好的排水能力，灑水對(duì)壓實(shí)效果影響很小，想通過(guò)增大含水量來(lái)提高壓實(shí)效果不可取，這樣做反而增加了施工的工序，影響施工進(jìn)度。

因此，堅(jiān)硬類巖石如不含極細(xì)的粘性顆粒，對(duì)含水量不作要求。如果填料中還有粘性細(xì)集料時(shí)，水會(huì)對(duì)其產(chǎn)生很大的影響，應(yīng)該嚴(yán)格控制細(xì)集料的含量，并且根據(jù)施工過(guò)程的實(shí)際情況確定灑水量，以確保填石路基的壓實(shí)質(zhì)量。

(2)當(dāng)填石路基所用石料為次堅(jiān)硬類巖石或者軟弱的巖石時(shí)，由于其自身石料軟弱，強(qiáng)度不高，細(xì)粒填料含量較多必然造成透水性不好，水對(duì)于這種類型的填料的影響是相當(dāng)大的，確定灑水量時(shí)必須根據(jù)實(shí)際的試驗(yàn)路段來(lái)確定。

4 壓實(shí)工藝研究

(1)粒徑大且具有不均勻性，壓實(shí)過(guò)程很容易產(chǎn)生離析;

(2)如果所用石料為較軟弱的巖石，在壓實(shí)過(guò)程中很容易將石料壓碎，這會(huì)破壞其設(shè)計(jì)好的級(jí)配組成;

(3)大粒徑的石料之間存在較大的孔隙，水易浸入，沖走細(xì)集料從而產(chǎn)生不均勻的沉降。

填料原材料為砂巖，飽水抗壓強(qiáng)度為40～90MPa，吸水率為2％，屬于次堅(jiān)硬巖石類。

試驗(yàn)?zāi)康脑谟趯で筮m合填石路基的碾壓遍數(shù)以及組合。試驗(yàn)方案主要是結(jié)合試驗(yàn)路段現(xiàn)有的壓實(shí)機(jī)械探求最佳的組合。試驗(yàn)組合方案如表2所示。

表2 碾壓組合方案

單機(jī)作業(yè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總于表3。

表3 B單機(jī)試驗(yàn)數(shù)據(jù)

從上表中不難發(fā)現(xiàn)，單機(jī)試驗(yàn)時(shí)，碾壓次數(shù)少時(shí)沉降率較小，路基處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，而只有當(dāng)碾壓次數(shù)較多時(shí)，沉降率才會(huì)慢慢增大。所以不宜用單機(jī)作業(yè)，應(yīng)該配以其他的碾壓機(jī)組合作業(yè)。

對(duì)比試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理如表4所示。

表4 對(duì)比試驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總表

從上表中不難發(fā)現(xiàn)，不同壓路機(jī)的質(zhì)量和擊振力的不同，YZT18B光輪拖式壓路機(jī)優(yōu)于YZTK18B凸輪拖式壓路機(jī)，YZ18F自行式壓路機(jī)優(yōu)于YZ18B自行式壓路機(jī)。

組合試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理如表5所示。

表5 組合試驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總表

試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，先用YZTK18B凸輪拖式壓路機(jī)碾壓6遍后，其沉降率達(dá)到5.31％，再用YZT18B光輪拖式壓路機(jī)碾壓6遍，其沉降率有所增加，達(dá)到5.67％，隨后，繼續(xù)使用YZTK18B凸輪拖式壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，先碾壓2遍，測(cè)其沉降率達(dá)到7.35％，再進(jìn)行終壓2遍，沉降率達(dá)8.12％。這說(shuō)明組合碾壓的方式對(duì)于填石路基的穩(wěn)定性是有利的。但是最佳的碾壓組合方式仍然需要進(jìn)行進(jìn)一步的研究，才能確保既能很大幅度的提高沉降率，又能做到經(jīng)濟(jì)合理。

5 總結(jié)

(1)當(dāng)填石路基所用石料為堅(jiān)硬類巖石時(shí)，因?yàn)槠鋸?qiáng)度高，石料粒徑大，透水性強(qiáng)，具有很好的排水能力，灑水對(duì)壓實(shí)效果影響很小，想通過(guò)增大含水量來(lái)提高壓實(shí)效果不可取，這樣做反而增加了施工的工序，影響施工進(jìn)度。

因此，對(duì)于堅(jiān)硬類巖石，如中不含極細(xì)的粘性顆粒時(shí)，對(duì)于含水量不作要求。如果填料中還有粘性細(xì)集料時(shí)，水會(huì)對(duì)其產(chǎn)生很大的影響，應(yīng)該嚴(yán)格控制細(xì)集料的含量，并且根據(jù)施工過(guò)程的實(shí)際情況確定灑水量，以確保填石路基的壓實(shí)質(zhì)量。

(2)當(dāng)填石路基所用石料為次堅(jiān)硬類巖石或者軟弱的巖石時(shí)，由于其自身石料軟弱，強(qiáng)度不高，細(xì)粒填料含量較多必然造成透水性不好，水對(duì)于這種類型填料的影響是相當(dāng)大的，確定灑水量時(shí)必須根據(jù)實(shí)際的試驗(yàn)路段來(lái)確定。

(3)通過(guò)對(duì)現(xiàn)用壓路機(jī)進(jìn)行單機(jī)試驗(yàn)、對(duì)比試驗(yàn)和組合試驗(yàn)，研究表明，單機(jī)試驗(yàn)所得的壓實(shí)效果并不好，在對(duì)比試驗(yàn)中YZT18B光輪拖式壓路機(jī)優(yōu)于YZTK18B凸輪拖式壓路機(jī)，YZ18F自行式壓路機(jī)優(yōu)于YZ18B自行式壓路機(jī);對(duì)填石路基進(jìn)行組合碾壓是有效的，但是最佳組合仍需要進(jìn)一步的探究。

[1] 王康臣.填石路堤修筑技術(shù)的發(fā)展[J].公路交通技術(shù)，1999，(2).

[2] 劉廣信，等.碎石土路基施工質(zhì)量管理及檢測(cè)方法的研究[J].公路工程地質(zhì)，1996，(6).

[3] 余超，等.填石路基試驗(yàn)段施工技術(shù)[J].中南公路工程，2001，(3).