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        填石路基施工工藝控制技術(shù)研究

        2014-01-23 10:59:40楊秀剛
        黑龍江交通科技 2014年5期
        關(guān)鍵詞:填石石料壓路機(jī)

        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%;這說明,在施工過程中灑水與否對于干密度以及沉降率的影響都很小。但是這并不說明水對于填石路基的壓實(shí)沒有作用。

        研究認(rèn)為,適當(dāng)?shù)乃吭趬簩?shí)過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,其含水量對于路基壓實(shí)的影響并不大;另外,試驗(yàn)的級配組成>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,灑水對壓實(shí)效果影響很小,想通過增大含水量來提高壓實(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)過程中很容易將石料壓碎,這會(huì)破壞其設(shè)計(jì)好的級配組成;

        (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)。

        對比試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理如表4所示。

        表4 對比試驗(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%。這說明組合碾壓的方式對于填石路基的穩(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,灑水對壓實(shí)效果影響很小,想通過增大含水量來提高壓實(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,對于堅(jiān)硬類巖石,如中不含極細(xì)的粘性顆粒時(shí),對于含水量不作要求。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)路段來確定。

        (3)通過對現(xiàn)用壓路機(jī)進(jìn)行單機(jī)試驗(yàn)、對比試驗(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).

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