路 晨 英

(山西省和順縣交通運(yùn)輸局，山西 和順 032700)

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風(fēng)積沙路基干壓法施工技術(shù)應(yīng)用

路 晨 英

(山西省和順縣交通運(yùn)輸局，山西 和順 032700)

基于某道路工程案例，對(duì)風(fēng)積沙的物理特征和化學(xué)特征進(jìn)行了分析，并在此基礎(chǔ)上，從路基底部的處理、包邊土施工、風(fēng)積沙填筑路基等方面，對(duì)風(fēng)積沙路基干壓法施工技術(shù)的相關(guān)要點(diǎn)進(jìn)行了闡述，以期為從事道路工程施工的相關(guān)技術(shù)人員提供有價(jià)值的參考。

風(fēng)積沙，干壓法，施工技術(shù)，路基

0 引言

在針對(duì)沙漠地區(qū)進(jìn)行道路建設(shè)時(shí)，工程材料相對(duì)比較匱乏，建設(shè)中所需要使用到的水泥、瀝青、砂石料、鋼材等重要材料都需要進(jìn)行遠(yuǎn)程運(yùn)輸，這導(dǎo)致了沙漠當(dāng)中的道路工程的施工難度以及工程造價(jià)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通道路工程。因此，施工單位為了能夠降低工程造價(jià),同時(shí)也為了便于施工，會(huì)考慮嘗試一些不同的施工方法，其中，采用風(fēng)積沙使用干壓法對(duì)路基進(jìn)行填筑便成為了一種十分常見(jiàn)的沙漠地區(qū)公路路基施工技術(shù)，該施工技術(shù)整體難度較低，造價(jià)更加低廉，值得進(jìn)行推廣和普及。

1 工程簡(jiǎn)介

該道路工程為某地區(qū)的一資源型干線道路工程，此地區(qū)處在沙漠和戈壁地帶，絕大部分路段是沙漠無(wú)人區(qū)，人流量極少，沒(méi)有道路能夠進(jìn)行通行，相關(guān)人員進(jìn)出這一區(qū)域非常困難，且當(dāng)?shù)啬杲邓枯^低，但是蒸發(fā)量極高，年平均溫度僅為3.6 ℃～6.5 ℃之間，同時(shí)當(dāng)?shù)販夭顦O大，最高溫度層達(dá)到43 ℃，最低溫度層達(dá)到-42.6 ℃，年平均降水量只有170 mm左右，年平均蒸發(fā)量為2 144 mm。

該道路工程當(dāng)中有11.7 km的路段計(jì)劃使用風(fēng)積沙來(lái)作為路基填料，同時(shí)在道路兩側(cè)使用戈壁當(dāng)中常見(jiàn)的礫類土來(lái)作為該道路工程的包邊土。這樣做能夠滿足道路工程當(dāng)中就地取材的原則，并降低風(fēng)蝕作用對(duì)該道路工程路基所帶來(lái)的損壞。

2 風(fēng)積沙的物理特征和化學(xué)特征分析

2.1 風(fēng)積沙的物理特征分析

1)一般情況下，風(fēng)積沙的沙粒直徑為0.075 mm～0.25 mm之間，并且沙粒含量為90%以上。在風(fēng)積沙當(dāng)中，超過(guò)0.3 mm的沙粒顆粒非常罕見(jiàn)，僅占據(jù)到風(fēng)積沙沙?？偭康?.25%左右，同時(shí)，沙粒直徑不足0.075 mm的顆粒，也只占據(jù)到風(fēng)積沙沙?？偭康?%以下。

2)對(duì)風(fēng)積沙進(jìn)行物理分析，可以發(fā)現(xiàn)該材料的細(xì)度模數(shù)Mx不超過(guò)1.5，所以風(fēng)積沙的機(jī)械構(gòu)成很細(xì)，屬于特細(xì)類沙。

3)在風(fēng)積沙當(dāng)中，粘粒和粉粒所占據(jù)比例極低，這代表風(fēng)積沙這一材料在作為路基的填筑材料時(shí)，表面活性非常弱，沒(méi)有粘性，松散程度很高，水穩(wěn)性極佳。

4)從工程學(xué)的角度進(jìn)行分析，一般土壤的級(jí)配不均勻(Cu>5)，同時(shí)級(jí)配曲線連續(xù)的土壤(Cc=1～3),是級(jí)配優(yōu)秀的土壤，無(wú)法同時(shí)達(dá)到以上兩種條件的土壤，便不屬于優(yōu)良級(jí)配土壤。所以從這一角度進(jìn)行分析，風(fēng)積沙的不均勻系數(shù)為1.4～1.8，級(jí)配曲線連續(xù)性為0.85～1.05，因此風(fēng)積沙為典型的級(jí)配不良土壤，風(fēng)積沙顆粒度非常均勻。

5)自然休止角是風(fēng)積沙在逐漸堆積形成過(guò)程中能夠達(dá)到的最大坡角。自然休止角是對(duì)風(fēng)積沙流動(dòng)性進(jìn)行判定的重要標(biāo)志。憑借實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，風(fēng)積沙當(dāng)中的自然休止角和內(nèi)摩擦角平均值十分接近，同時(shí)因?yàn)轱L(fēng)積沙顆粒直徑的逐步降低，它的自然休止角會(huì)逐漸增加。風(fēng)積沙自然休止角的大小和風(fēng)積沙的密度、外觀、礦物成分、顆粒級(jí)配等有著密切的關(guān)聯(lián)性。通常情況下，正常風(fēng)積沙中自然休止角的范圍一般在290°～310°之間。

2.2 風(fēng)積沙的化學(xué)特征分析

在風(fēng)積沙當(dāng)中，含量最高的元素為二氧化硅，該元素占據(jù)到風(fēng)積沙總含量的60%以上，最大可以超過(guò)82%。就二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析，該物質(zhì)有著極強(qiáng)的硬度，同時(shí)性質(zhì)十分穩(wěn)定，另外在風(fēng)積沙當(dāng)中，還含有三氧化二鋁、氧化鈣、三氧化二鐵等等。因此，風(fēng)積沙呈現(xiàn)弱堿性。

3 風(fēng)積沙路基干壓法施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 路基底部的處理

施工單位在針對(duì)路基進(jìn)行填筑作業(yè)的過(guò)程中，必須要清除結(jié)合面當(dāng)中的草木雜質(zhì)，若沒(méi)有針對(duì)這些草木雜質(zhì)進(jìn)行清除，則很有可能在路基成型之后，因?yàn)椴菽倦s質(zhì)的腐爛，而致使路基發(fā)生松散或者不均勻沉降的現(xiàn)象，為了杜絕這種狀況的出現(xiàn)，施工單位就必須要在填筑作業(yè)之前進(jìn)行伐木、除根以及表層土質(zhì)的預(yù)處理工作，使用振蕩壓路機(jī)對(duì)路基進(jìn)行碾壓，在本文所述的此項(xiàng)工程當(dāng)中，施工單位在干燥沙漠地區(qū)均進(jìn)行了3次或3次以上的碾壓，在潮濕區(qū)域更是進(jìn)行了6次或6次以上的碾壓。在碾壓過(guò)程中，輪跡重疊應(yīng)超過(guò)1/3輪寬，輪跡達(dá)到一個(gè)作業(yè)面視為進(jìn)行過(guò)一次碾壓。在碾壓以后取樣抽查需要滿足設(shè)計(jì)壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，沒(méi)有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)處則需要另外再開(kāi)展補(bǔ)壓工作。

3.2 包邊土施工

因?yàn)轱L(fēng)積沙的物理性質(zhì)非常松散，它的可塑性和粘結(jié)性都相對(duì)較差，很難形成板體。另外在風(fēng)積沙當(dāng)中沙粒含量較高，粉土粒含量較少，所以風(fēng)積沙在浸水之后非常容易構(gòu)成流體形態(tài)，在干燥環(huán)境下顯得十分松散。基于這一狀況，施工單位需要使用礫類土進(jìn)行包邊處理，組成側(cè)限，來(lái)阻止車輛碾壓時(shí)的填充料的側(cè)方位移，有助于增強(qiáng)路基的被壓實(shí)程度，同時(shí)也能夠便于自卸汽車在行駛過(guò)程中朝著路槽內(nèi)側(cè)進(jìn)行風(fēng)積沙的傾倒，最后，使用礫類土所構(gòu)成的邊坡還可以有效預(yù)防風(fēng)積沙在今后使用的過(guò)程中所出現(xiàn)的風(fēng)蝕現(xiàn)象和雨蝕現(xiàn)象。

3.3 風(fēng)積沙填筑路基

在正式施工的過(guò)程中，指揮車輛使用已經(jīng)建設(shè)完成的包邊土來(lái)作為行車車道，在路槽內(nèi)部開(kāi)展風(fēng)積沙的傾倒。因?yàn)轱L(fēng)積沙為顆粒較小的無(wú)粘連性散性材料，所以在風(fēng)積沙的上方是不能夠進(jìn)行自卸汽車的駕駛的(平地機(jī)、單驅(qū)動(dòng)壓路機(jī)在風(fēng)積沙上的駕駛也有很大的難度)，同時(shí)機(jī)械設(shè)備在風(fēng)積沙上所進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)(如行駛、轉(zhuǎn)彎、掉頭等)都會(huì)給原來(lái)已經(jīng)完全壓實(shí)的路基造成嚴(yán)重的損壞，所以在該工程當(dāng)中，施工單位選擇使用履帶式鏟運(yùn)機(jī)進(jìn)行土壤的運(yùn)輸，使用推土機(jī)將路基表層進(jìn)行粗略推平，依靠推土機(jī)上的履帶進(jìn)行若干次的碾壓，并使用干壓法壓實(shí)技術(shù)，路基當(dāng)中每一層風(fēng)積沙的厚度維持在30 cm～40 cm之間，保障其能夠得到有效壓實(shí)，并滿足工程質(zhì)量要求，之后進(jìn)行第二層料的鋪設(shè)，在開(kāi)展此項(xiàng)工作的過(guò)程中，施工單位應(yīng)最大限度降低對(duì)下層路基所產(chǎn)生的損害。

3.4 風(fēng)積沙干壓法壓實(shí)技術(shù)

干壓法適合于振蕩式壓路機(jī)與推土機(jī)在天然含水量情況下的分層次碾壓，也能夠在雨后風(fēng)積沙的碾壓中進(jìn)行使用。風(fēng)積沙路基壓實(shí)設(shè)備的選擇除了需要符合工程所設(shè)計(jì)的質(zhì)量要求之外，還需要按照道路工程的實(shí)際規(guī)模，施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境、壓實(shí)機(jī)械設(shè)備的工作效率和對(duì)施工周期的要求等諸多因素進(jìn)行全方位的衡量考慮。施工單位需選取在沙漠環(huán)境當(dāng)中可以自由運(yùn)動(dòng)的前后輪驅(qū)動(dòng)的振蕩式壓路機(jī)，該壓路機(jī)的重量需要在18 t以上，在正式開(kāi)展碾壓之前，施工單位需要對(duì)碾壓路段先進(jìn)行一次靜壓處理，碾壓工作需要從兩方路肩開(kāi)始，并逐步朝著路中心位置開(kāi)展碾壓。同時(shí)達(dá)到一半錯(cuò)輪，碾壓的過(guò)程中，壓路機(jī)的行駛速度應(yīng)先慢后快，壓路機(jī)的最大行駛速度不得超過(guò)4 km/h。由于風(fēng)積沙的物理性質(zhì)非常松散，若施工單位針對(duì)風(fēng)積沙的碾壓速度過(guò)快，則很容易導(dǎo)致路基產(chǎn)生鼓包、坑洼等現(xiàn)象。

值得注意的是，在開(kāi)展此項(xiàng)工作時(shí)，施工單位應(yīng)錯(cuò)開(kāi)中午炎熱高溫的氣候以及塵沙天氣，這是因?yàn)樵谶@樣的環(huán)境當(dāng)中，機(jī)械設(shè)備和工作人員均不能達(dá)到最佳的工作狀態(tài)，而正確的施工時(shí)間需要選擇在晚上或者早晨。不在沙塵氣候施工的原因是，無(wú)孔不入的沙塵會(huì)對(duì)機(jī)械設(shè)備的安全運(yùn)轉(zhuǎn)帶來(lái)影響，甚至可能導(dǎo)致設(shè)備的損壞。

4 結(jié)語(yǔ)

該道路工程與2013年11月正式通車運(yùn)營(yíng)，使用至今，沒(méi)有發(fā)生病害現(xiàn)象。通過(guò)實(shí)踐，證實(shí)了風(fēng)積沙能夠作為路基填筑材料，并且可以收獲到十分理想的效果，此項(xiàng)技術(shù)值得在我國(guó)沙漠地區(qū)的道路建設(shè)當(dāng)中進(jìn)行大規(guī)模使用。

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[3] 王文娟.淺析干壓法在風(fēng)積沙路基施工中的應(yīng)用[J].華東公路,2015(3):16-17.

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On application of construction technique of dry-press method on sand-blown roadbed

Lu Chenying

(HeshunCountyTrafficTransportationBureauinShanxi,Heshun032700,China)

Based on the engineering cases of some road, the paper analyzes the physical and chemical features of the sand-blown road, and illustrates the related points of the construction technique for the dry-press method of the sand-blown roadbed from the treatment of the roadbed bottom, surrounding soil construction, and snad-blown filled roadbed, so as to provide some reference for the related technicians involved in the road projects.

sand-blown, dry-press method, construction technique, roadbed

1009-6825(2017)18-0137-03

2017-04-05

路晨英(1974- )，男，工程師

U416.1

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