中鐵十四局集團(tuán)第二工程有限公司

摘要：本文結(jié)合阿爾及利亞?wèn)|西高速公路建設(shè)過(guò)程中MI標(biāo)路基施工，主要介紹了強(qiáng)風(fēng)化泥灰?guī)rR34作為路基填料的試驗(yàn)論證和具體施工工藝的控制。

關(guān)鍵詞：R34；路基；試驗(yàn)；施工

阿爾及利亞?wèn)|西高速公路項(xiàng)目分東段、中段和西段三個(gè)部分，共計(jì)927公里。我單位承建中標(biāo)段的M1、M2兩個(gè)標(biāo)。其中M1標(biāo)長(zhǎng)36公里，位于布阿拉里季堡省境內(nèi)。

1.工程地質(zhì)概況

1.1工程簡(jiǎn)介

M1標(biāo)段主要為低山、溝谷及丘陵地貌，挖方地段覆土厚度一般0-2m，為碎石、角礫土為主。全線（片狀）泥灰?guī)r廣泛分布，地段總長(zhǎng)約33km，占全段總長(zhǎng)的90%以上。強(qiáng)風(fēng)化泥灰?guī)r的厚度一般3-8m，個(gè)別達(dá)十余米，強(qiáng)風(fēng)化泥灰?guī)r以下為弱風(fēng)化泥灰?guī)r。

1.2土方調(diào)配思路

M1標(biāo)共計(jì)填方約650萬(wàn) m3。挖方總量的9.8%為A2、C1A2類材料，約75萬(wàn) m3，根據(jù)GTR規(guī)定，可直接作為填料。

經(jīng)過(guò)全面調(diào)查，探明本標(biāo)段非泥灰?guī)r取土場(chǎng)的儲(chǔ)量稀少，所以，如果不對(duì)強(qiáng)風(fēng)化泥灰?guī)r加以有效利用，填方將存在太大的料源缺口。

挖方總量中27%為強(qiáng)風(fēng)化泥灰?guī)rR34，約200萬(wàn)m3。同時(shí)，在線路附近分布有大量的強(qiáng)風(fēng)化泥灰?guī)r取土料源。如果考慮將強(qiáng)風(fēng)化泥灰?guī)r利用作為填料，則土方調(diào)配困難的狀況將極大改觀。

1.3強(qiáng)風(fēng)化泥灰?guī)rR34作為路基填料的可能性

強(qiáng)風(fēng)化泥灰?guī)r在開挖過(guò)程中已碎裂成塊石土和碎石土，抗壓強(qiáng)度較低，可碾壓成土狀，已不具備巖石性質(zhì)，更多的體現(xiàn)土的特性，Ip=13.35～15.04，直觀判斷具有作為路基填料的可能性。

2.試驗(yàn)的技術(shù)路線

①通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)測(cè)定材料的Wn、WL、Wp、Ip，進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)，為現(xiàn)場(chǎng)碾壓提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

②根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)成果，按最佳含水量調(diào)整現(xiàn)場(chǎng)填料含水狀況。

③按法國(guó)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合施工設(shè)備擬定施工參數(shù)，并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)碾壓及最終測(cè)試驗(yàn)證參數(shù)。

④通過(guò)對(duì)路基挖方巖性的調(diào)查、勘察，確定試驗(yàn)段成果的應(yīng)用地段。

3.路基檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)法國(guó)標(biāo)準(zhǔn)NF P 94-117-1規(guī)定，通過(guò)平板試驗(yàn)測(cè)量變形模數(shù)（EV1 和EV2）或者用g射線密度計(jì)測(cè)量干密度gd來(lái)對(duì)路基壓實(shí)進(jìn)行檢測(cè)，規(guī)定數(shù)值如下：

表1

工程部位gd干密度平板試驗(yàn)

gdmoy（*）gdfc（*）EV2EV2 / EV1

土方上部397% gdOPN395% gdOPN3 50 MPa< 2.0

填方體395% gdOPN392% gdOPN3 50 MPa< 2.0

填方底面層390% gdOPN-3 30 MPa< 2.2

（*）gdmoy：在整層上的平均干密度

gdfc：（填方）底面層（8厘米以下處）的干密度。

4.試驗(yàn)過(guò)程及成果分析

4.1試驗(yàn)步驟

原材料物理力學(xué)指標(biāo)試驗(yàn)→原地面處理及檢測(cè)→填料攤鋪→灑水、燜料→碾壓→檢測(cè)。

4.2原地面處理

2007年8月20日開始整平處理，把清除完腐殖土的原地面翻挖30cm，灑水、碾壓。經(jīng)檢測(cè)，壓實(shí)度、EV2、EV2/EV1均滿足CCTP規(guī)定要求。

4.3強(qiáng)風(fēng)化泥灰?guī)rR34路基試驗(yàn)段施工

①料場(chǎng)原材料顆粒分析及物理指標(biāo)試驗(yàn)

原材料顆粒分析及物理指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果表2、表3：

表2

粒 徑

（mm）≤80≤50≤31.5≤20≤10≤5≤2≤1≤0.4≤0.2≤0.1≤0.08

所占比例

（%）10072.163.253.342.331.512.45.53.22.82.42.0

表3

物理指標(biāo)天然含水量ω

（%）塑限含水量Wp

（%）液限含水量WL

（%）塑性指數(shù)Ip

數(shù)值4.2-4.6935.07-35.1520.11-21.7213.35-15.04

根據(jù)以上試驗(yàn)結(jié)果，按GTR分類填料為C1B4，屬土質(zhì)填料。

②室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)

擊實(shí)試驗(yàn)材料來(lái)源于PK255+860-PK256+000挖方段中的強(qiáng)風(fēng)化泥灰?guī)r，采用葡氏標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行擊實(shí)。

擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果：

表4

試驗(yàn)內(nèi)容最佳含水量WOPN（%）最大干容重γOPN（g/cm3）

試驗(yàn)結(jié)果13.751.951

③施工工藝及流程

a、測(cè)量放線：每20米一個(gè)斷面測(cè)出碾壓后基底標(biāo)高H1，每個(gè)斷面各測(cè)5點(diǎn)。根據(jù)壓實(shí)后的基底標(biāo)高計(jì)算出路基的設(shè)計(jì)寬度，按照設(shè)計(jì)寬度每側(cè)加寬100cm作為布料的邊線。

b、布料：松鋪厚度控制在30cm。根據(jù)自卸車的容積計(jì)算出每車的卸料面積為42m2，用白灰灑出6m×7m方格網(wǎng)。

c、攤鋪整平：

推土機(jī)攤平→測(cè)出填土的松鋪標(biāo)高H2→測(cè)填土含水量→灑水或晾曬至該填料最佳含水量±10%Wopn→推土機(jī)推平并碾壓兩次→平地機(jī)刮平→壓路機(jī)靜壓一遍→平地機(jī)精平。

d、碾壓：記錄碾壓遍數(shù)、壓路機(jī)的行走速度、振幅及振動(dòng)頻率。

e、標(biāo)高測(cè)量：測(cè)出碾壓后各點(diǎn)的標(biāo)高H3，計(jì)算松鋪系數(shù)：（H2- H1）/（H3- H1）。

④碾壓參數(shù)

試驗(yàn)時(shí)松鋪厚度按30cm計(jì)。

施工碾壓參數(shù)見下表5：

表5

序號(hào)工藝類別工藝參數(shù)

1本層額定厚度30cm

2壓實(shí)機(jī)夯實(shí)類型V4

3Q/S0.045m

4Q/L115 m3/h.m

5N7

6壓路機(jī)碾壓速度靜壓1.5Km/h

弱振2Km/h

強(qiáng)振3Km/h

7壓路機(jī)碾壓遍數(shù)靜壓1遍

弱振1遍

強(qiáng)振1遍

強(qiáng)振1遍

弱振1遍

靜壓1遍

靜壓1遍

8壓路機(jī)理論小時(shí)油耗量靜壓15L/h

弱振20L/h

強(qiáng)振25L/h

9壓路機(jī)的運(yùn)行參數(shù)振動(dòng)頻率弱振：27.5HZ；強(qiáng)振：31HZ

振幅弱振：1.1㎜；強(qiáng)振：2.1㎜

10碾壓時(shí)平均含水量12.5%

按上述參數(shù)碾壓后的各層測(cè)量結(jié)果如下表6：

表6

測(cè)量結(jié)果平均松鋪厚度（cm）壓實(shí)后平均厚度（cm）平均松鋪系數(shù)

數(shù)值第1層28.9624.831.17

第2層28.8924.761.17

第3層28.9624.831.17

⑤施工質(zhì)量檢測(cè)及分析

質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)：壓實(shí)度（%）≥95，EV2≥50MPa，EV2/EV1 <2。

質(zhì)量檢測(cè)點(diǎn)數(shù)見下表7：

表7

檢測(cè)內(nèi)容壓實(shí)度EV2EV2/EV1

檢

測(cè)

點(diǎn)

數(shù)第1層自 檢1866

外部監(jiān)督18

第2層自 檢1866

外部監(jiān)督2133

第3層自 檢1844

外部監(jiān)督1833

施工質(zhì)量檢測(cè)成果見下表8：

表8

試驗(yàn)內(nèi)容壓實(shí)度

（%）EV2

（MPa）EV2/EV1結(jié) 果

試驗(yàn)結(jié)果第1層94.41-10087.6-148.11.54-1.99滿足CCTP要求

第2層98.35-100109.5-155.61.45-1.88

第3層97.04-10093.2-101.71.71-1.95

⑥填料壓實(shí)后顆粒分析

碾壓后路基顆粒分析試驗(yàn)結(jié)果見下表9：

表9

粒徑

（mm）≤80≤50≤31.5≤20≤10≤5≤2≤1≤0.4≤0.2≤0.1≤0.08備注

（VBS）

所占比例

%試樣110080.7273.1362.7951.4839.5934.5431.4028.8424.4821.3819.501.53

試樣2 10096.4887.9572.8557.5843.0837.7131.4926.4122.5320.781.33

從上述顆粒分試驗(yàn)結(jié)果可看出，碾壓后填料的最大粒徑dmax<80mm，按GTR分類，其定名為C1B6、B5。而碾壓前為C1B4，說(shuō)明經(jīng)碾壓破碎后，顆粒進(jìn)一步變小，轉(zhuǎn)變成為C1B6、B5。強(qiáng)風(fēng)化泥灰?guī)r填料碾壓前后均為土質(zhì)類填料。

5.結(jié)語(yǔ)

5.1強(qiáng)風(fēng)化泥灰?guī)rR34作為路基填料的可行性

①?gòu)?qiáng)風(fēng)化泥灰?guī)rR34根據(jù)碾壓前后顆粒分析及物理指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果，均屬于土質(zhì)類，并可采用葡式標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)，確定最佳含水量WOPN和最大干容重γOPN。因此，強(qiáng)風(fēng)化泥灰?guī)rR34可以利用作為填料。

②通過(guò)在M1標(biāo)段PK254+900-PK255+034段進(jìn)行試驗(yàn)，按照上述施工工藝及確定的碾壓參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足法國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的要求（在不采用羊角碾而采用YZ25振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碾壓的情況下仍滿足要求）。因此，強(qiáng)風(fēng)化泥灰?guī)rR34能夠利用作為填料。

5.2強(qiáng)風(fēng)化泥灰?guī)rR34作為路基填料的使用條件

盡管現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明強(qiáng)風(fēng)化泥灰?guī)r經(jīng)過(guò)壓實(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)锽5、C1B6，更多地呈現(xiàn)土的特性，但土中少量粗顆粒的母巖成分仍為R34，受R34材料性質(zhì)影響，應(yīng)有條件的使用。

5.2.1控制填筑高度

①用于總高度小于10m的填方。

②總高度大于10m時(shí)，在上部10m內(nèi)填筑。

5.2.2控制填筑部位

①只能填筑在PST以下部分。

②填方的浸水區(qū)域不能使用。

③地面橫向坡度大于20%時(shí)，上游填方坡腳以下部分不能填筑。

④地下水位于地表的段落，原地面以上1m內(nèi)不能填筑。

5.3強(qiáng)風(fēng)化泥灰?guī)rR34作為路基填料的推廣價(jià)值

根據(jù)全線R34的性質(zhì)分析，路基試驗(yàn)段具有代表性，所確定的施工工藝及碾壓參數(shù)可以加以推廣，而 在M1標(biāo)段充分利用R34作為路基填料也存在如下多方面價(jià)值。

①保護(hù)環(huán)境

全標(biāo)段挖方中可利用的R34約為200萬(wàn)m3。如果不對(duì)這部分材料不加以利用，將增加大量的取土場(chǎng)、棄土場(chǎng)。而沿線土地大部分為林地和斜坡地，大面積的土地征用將砍伐大量樹木，對(duì)生態(tài)環(huán)境將產(chǎn)生負(fù)面影響。

②節(jié)省投資

如果放棄強(qiáng)風(fēng)化泥灰?guī)rR34做填料，必將大大增加取土、棄土、占地、運(yùn)量和環(huán)保的費(fèi)用。

③確保工期

如果放棄強(qiáng)風(fēng)化泥灰?guī)rR34做填料，增加的取土場(chǎng)平均運(yùn)距約50km。在同等碾壓工作面條件下，增加的運(yùn)距將延長(zhǎng)工期。