鄭密密，樊 敏

(1.貴州民族大學(xué);2.貴州省水利水電勘測設(shè)計研究院)

1 引 言

填石路基作為一種特殊的路基結(jié)構(gòu)型式，在公路中有了廣泛的應(yīng)用。填石路基填料粒徑較大，所以在施工方面與填土路基是有一定區(qū)別的。當前國內(nèi)外對填石路基的施工工藝都沒有較為完整的研究成果，施工過程缺少定量的技術(shù)指導(dǎo)。鐵路部門在這方面的研究甚少，本文主旨在為以后填石路堤在鐵路上的應(yīng)用提出一些參考意見本文結(jié)合在建的貴廣高速鐵路的聯(lián)絡(luò)線現(xiàn)場試驗段，致力研究討論鐵路方面填石路堤的壓實技術(shù)。

2 試驗過程中的變化參數(shù)

本次試驗中所用的填料由現(xiàn)場山體爆破而得，屬硬質(zhì)石灰?guī)r。試驗所用的填料最大粒徑控制為100 mm。經(jīng)綜合考慮原設(shè)計方案，施工條件和試驗時間，經(jīng)費等因素?，F(xiàn)場試驗最后確定的有關(guān)參數(shù)如表1 所示。

表1 試驗參數(shù)選取范圍

3 碾壓機械的選擇

碾壓機械的種類非常多。不同的填料適用不同的壓實機械的壓實，如對于粘性土宜采用羊角碾，而對非粘性土就不適用。根據(jù)以往的的一些經(jīng)驗，大能量的振動壓路機對填石料的壓實效果最好。振動碾圧在振動的過程中，填料會發(fā)生運動，從而使不同粒徑之間顆粒的相互填充和擠密;同時，振動壓路機的還能以連續(xù)、快速沖擊波的形式作用于填料，在石料中產(chǎn)生壓應(yīng)力和剪應(yīng)力，使得顆?？朔舜酥g的阻力而重新擠密，利于壓實。一般而言，對于填石路基的壓路機械選用原則是:選用工作質(zhì)量大，激振力大，振動頻率合適(30～35 Hz)，振幅較高(1.8 mm 以上)的機型。最好選用拖式振動壓路機。因此，本次試驗選用20 t 振動壓路機作為壓實機具。

4 壓實方式

為了探討攤鋪厚度對壓實效果的影響，試驗過程采用4種攤鋪厚度，即45 cm、50 cm、55 cm、60 cm，針對每種厚度的碾壓6～8 遍，檢測每遍碾壓后的沉降差和沉降率，初步地了解填料的壓實效果。碾壓時，第一遍通常是采用靜壓，然后再采用振動碾壓。實驗過程是在直線段上進行的，碾壓由兩邊向中間，縱向進退式進行。碾壓時，橫向之間要求有20 cm 左右的橫向搭接。實驗中還要討論碾壓速度對壓實效果的影響，所以碾壓時也采用不同的速度對不同的攤鋪厚度進行碾壓。根據(jù)以往的研究知道，若碾壓速度變成原來的2 倍，要達到同樣的碾壓效果，碾壓遍數(shù)也要變成原來的2倍。所以，為達到最佳的壓實效率，碾壓速度必須合理選擇。

5 試驗結(jié)果分析

(1)攤鋪厚度

通過對試驗段填料現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)的總體分析，可以發(fā)現(xiàn)，對于同一填料在相同壓實條件下，填石路基的沉降率同攤鋪厚度存在一定的關(guān)系。從圖1 可總結(jié)出攤鋪厚度與沉降率的關(guān)系，

圖1 攤鋪厚度與沉降率的關(guān)系

由此可知，填料在相同的壓實條件下，在一定的層厚范圍內(nèi)沉降率隨著攤鋪厚度的增大而增大，在某個層厚達到最大值，之后又隨著攤鋪厚度的增大而減小。從圖中可以看到層厚從45～52 cm 時沉降率一直增大，而從層厚52 cm 繼續(xù)增大時沉降率反而在減小。以上結(jié)果表明，對于填石路堤而言，存在著一個較為合理的碾壓厚度，此時路堤的沉降最大，壓實效果最好。

(2)碾壓遍數(shù)

根據(jù)現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)可知，對于不同碾壓遍數(shù)，路堤的沉降率也會有變化，每組填料在不同攤鋪厚度情況下的沉降率變化情況整理結(jié)果如下:

圖2 沉降率與壓實遍數(shù)的關(guān)系

由圖3 可知，在增加碾壓遍數(shù)的情況下，填料的沉降率都隨之增加，最后趨于穩(wěn)定。圖示里面攤鋪厚度為50 cm時，沉降率最大。究其原因可能是該層是地基處理后第一層攤鋪，地基在振動壓實過程中產(chǎn)生了沉降，而且根據(jù)虛鋪厚度的分析結(jié)果可知，最優(yōu)的虛鋪厚度在52 cm 左右。從圖還可以看出不管是何種攤鋪厚度，在相同的壓實機械條件下，在第2～4 遍碾壓時沉降較為明顯，在第4～7 遍沉降變緩?？偟膩碚f:路基填筑體的密實程度隨碾壓遍數(shù)的增加而增加，而碾壓遍數(shù)增加到一定程度后，路基填筑體密實程度的增長率變小，趨于緩和。

(3)碾壓速度

合適的碾壓速度對路基的壓實質(zhì)量及工程的經(jīng)濟性都有一定的影響，試驗也對壓路機在快速和慢速的情況下進行了研究。

圖3 碾壓速度與碾壓遍數(shù)以及沉降率的關(guān)系

從圖4 的曲線變化趨勢可以得出:三種填料在相同的碾壓遍數(shù)下的沉降率都是隨著碾壓速度的增大在減小。但是鑒于壓實效率的問題又不可能讓碾壓速度太慢，且從圖中可以看到填料的沉降率在2 km/h 和4 km/h 時相差并不是很大，所以可以采用4 km/h 的速度。

(4)含水量

在本次試驗路段上，針對填料的含水量對路基壓實效果的影響問題也進行了現(xiàn)場試驗。具體試驗方案是，在同樣攤鋪厚度55 cm 的情況下，其中一層料是在填料原始的天然含水量條件下進行壓實施工。另一層料則是通過灑水車進行灑水工作，灑水量控制在填方量的4%左右，這個數(shù)值主要是以室內(nèi)試驗的結(jié)果為參考。兩個斷面均用相同壓路機進行碾壓，碾壓遍數(shù)控制在7 遍，然后進行壓實效果對比。

表2 含水量試驗數(shù)據(jù)

從上面表的試驗數(shù)據(jù)表明，灑水后的干密度與不灑水的干密度大0.073 g/cm3，灑水壓實后的沉降率比不灑水的大0.47%。根據(jù)試驗結(jié)果，并參考以往有關(guān)研究資料，可以看出，對于堅硬類巖石的填石路基而言，其填料強度高，粒徑較大，透水性良好，含水量對粒徑較大的石料的影響很小，通過增加含水量來改變壓實效果，作用不會很明顯，反而會增加施工工序，增耗工程費用，影響施工進度。

6 結(jié) 論

(1)針對填料采取了四種不同的攤鋪厚度進行試驗，通過沉降率的檢測指標對其碾壓后的壓實質(zhì)量進行評價。填石料的攤鋪厚度合理范圍在50～55 cm 之間。

(2)填石路基的碾壓速度宜選為2～4 km/h 之間，碾壓速度開始宜用慢速。

(3)填石路基的總沉降率隨碾壓遍數(shù)的增加而增加，但是增加到一定程度后，路基碾壓兩遍之間的沉降的增長率變小，趨于緩和。

(4)對于硬質(zhì)巖石的填石路基，路基含水量對壓實效果的影響很小，可不作含水量的特殊要求。

［1］吳祥海.填石路基施工工藝的控制研究［D］.長安大學(xué)，2007.

［2］張小紅.淺談客運專線鐵路路基施工現(xiàn)場試驗［J］.科技資訊，2010，(15).

［3］客運專線鐵路路基質(zhì)量檢測技術(shù)要點手冊［M］.北京:中國鐵道出版社，2009.

［4］沙愛民，賈侃.填石路基施工技術(shù)［M］.人民交通出版社，2007.