甘濤 許健 張世茂

摘要：

采用風(fēng)積沙作為堤壩填筑材料是一項新技術(shù)，它對沙漠區(qū)興修水利工程具有重要意義。為研究風(fēng)積沙碾壓工藝性能并確定合理的施工工藝和參數(shù)，依托古浪縣黃花灘調(diào)蓄水供水工程，通過對風(fēng)積沙和粉土風(fēng)積沙混合料進行顆粒分析試驗、擊實試驗以及不同組合工況的現(xiàn)場碾壓試驗，開展了風(fēng)積沙堤壩碾壓工藝性能研究。試驗結(jié)果表明：在現(xiàn)場施工條件下，干作業(yè)下最大干密度呈“雙峰”特性的低含泥量天然風(fēng)積沙呈不可碾壓性，推薦采用濕作業(yè)；采用輕重振動組合碾壓工況更加合理，天然風(fēng)積沙濕作業(yè)時，單層攤鋪厚度取400 mm，采用26 t壓路機碾壓5遍（靜壓1遍、輕振碾壓1遍、重振碾壓2遍、最后再靜壓1遍），壓實度可以滿足要求；摻入13%粉土后的風(fēng)積沙混合料可碾壓性更好，可有效提高壩面施工效率和工程質(zhì)量；上層風(fēng)積沙填筑碾壓過程對下層風(fēng)積沙的壓實度有再次提升效果。

關(guān) 鍵 詞：

風(fēng)積沙； 碾壓工藝； 碾壓遍數(shù)； 壓實度； 可碾壓性

中圖法分類號： TV522

文獻標(biāo)志碼： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.07.020

0 引 言

隨著中國西部建設(shè)的推進，近年來開始在沙漠區(qū)興建鐵路、公路、水利等基礎(chǔ)設(shè)施項目，出于就地取材、節(jié)約成本的原則，風(fēng)積沙成為了當(dāng)?shù)刂饕墓こ滩牧?。由于風(fēng)積沙填料具有粒徑單一、黏聚性差等特殊的工程性質(zhì)，因此其壓實特性及壓實效果則是影響填筑質(zhì)量的關(guān)鍵因素，故研究其碾壓工藝性能意義重大。目前諸多學(xué)者就風(fēng)積沙用于路基填筑等方面開展了大量試驗研究，并取得了較多的研究成果。如陳忠達等［1］通過動態(tài)力學(xué)分析得出風(fēng)積沙振動壓實時宜采用高頻率（45～50 Hz）和小振幅（0.4～1.0 mm）；楊人鳳等［2］發(fā)現(xiàn)了沖擊振動復(fù)合壓路機對風(fēng)積沙在天然含水量下的壓實效果最好，且含水量對風(fēng)積沙壓實的最佳頻率影響不大；楊玉春等［3］通過路基現(xiàn)場碾壓試驗，確定了風(fēng)積沙鋪土厚度50 cm、浸水后壓路機平碾2遍、振動6遍碾壓組合為最好壓實工況；尹文華等［4］探究并發(fā)現(xiàn)風(fēng)積沙路基在振動壓實填筑中，壓實度隨振動遍數(shù)的過多開始弱化，壓路機靜壓1遍+振動2遍可滿足施工要求；劉超等［5］證實了風(fēng)積沙干壓法施工在新疆等地區(qū)是可行的，干壓厚度為60 cm時壓實效果較好；張洋等［6］在進行風(fēng)積沙路基填筑壓實時，采用裝載機滿鏟壓實6遍，松鋪厚度選定為36 cm，雙控指標(biāo)可滿足路基基床的壓實標(biāo)準(zhǔn)。

綜上所述，前人在風(fēng)積沙碾壓試驗研究上已取得了豐碩的成果，但其對象主要以公路或鐵路路基材料為主，鮮有用于堤壩填筑等水利工程建筑領(lǐng)域。大部分研究以壓路機為主要壓實機械開展風(fēng)積沙現(xiàn)場碾壓試驗，僅分析了碾壓遍數(shù)組合中靜碾和振動碾的壓實工況，對壓路機振動方式的輕重組合及細化研究鮮有討論。而輕重碾壓組合在一定程度上能較好地貼合風(fēng)積沙的壓實機理，故細化輕重碾壓組合，可有效提高施工效率。其次，已有研究未深入分析風(fēng)積沙分層填筑壓實時的層間影響情況。

本文依托甘肅省古浪縣黃花灘4號調(diào)蓄水池工程開展風(fēng)積沙筑堤壩技術(shù)研究。本次試驗設(shè)計主要采用靜輕重碾壓的組合工況進行分析，通過現(xiàn)場碾壓試驗核查干壓法在該地區(qū)工程的適用性，確定風(fēng)積沙合理的施工工藝，并利用上下層碾壓探究風(fēng)積沙壓實過程中的層間影響，并通過摻入適量粉土來優(yōu)化風(fēng)積沙堤壩填筑施工。

1 工程概況

甘肅省古浪縣生態(tài)移民暨扶貧開發(fā)黃花灘調(diào)蓄供水工程緊鄰騰格里沙漠，該工程通過調(diào)蓄水池群實現(xiàn)黃花灘移民區(qū)供水，以解決當(dāng)?shù)叵募靖叻迤诩胺醇竟?jié)種植的缺水問題，促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)增收。其中，4號蓄水池總庫容150萬m3，堤壩填筑料為天然風(fēng)積沙，壩體為梯形斷面，迎水、背水壩坡均為1∶3，最大壩高11.8 m，壩長1570 m，風(fēng)積沙填筑工程量為44萬m3。

2 材料與方法

2.1 試驗材料

試驗材料采用天然風(fēng)積沙（含泥量3.2%～5.6%）和摻13%粉土的風(fēng)積沙混合料。由于當(dāng)?shù)胤弁烈椎茫蚁嚓P(guān)成果［7-11］證明風(fēng)積沙摻和粉土后可有效改良其顆粒級配和力學(xué)性質(zhì)（通過室內(nèi)不同粉土摻比風(fēng)積沙混合料的顆分試驗，發(fā)現(xiàn)粉土改良比在13%時較為經(jīng)濟有效），故選取其為研究對象?，F(xiàn)場取樣實測顆粒級配曲線如圖1所示。從表1和圖1可以看出：4號調(diào)蓄水池料場天然風(fēng)積沙結(jié)構(gòu)單一，級配不良；摻入粉土后，粉土顆粒填充風(fēng)積沙孔隙，0.075 mm以下粒徑顆粒增多，風(fēng)積沙的級配得到有效改善。

分別采用輕型擊實、重型擊實和振動錘擊法對天然風(fēng)積沙進行試驗發(fā)現(xiàn)，不同試驗方法所得最大干密度差別較大，輕型擊實試驗得出平均最大干密度為1.72 g/cm3，最優(yōu)含水率為15.1%；重型擊實試驗得出最大干密度為1.80 g/cm3，最優(yōu)含水率為13.1%；振動錘擊法得出最大干密度為1.77 g/cm3。且天然風(fēng)積沙干密度曲線“雙峰”特征明顯，在含水量小于5%的情況下，其擊實密度也可以接近最大干密度，這一特征與文獻［11-13］研究結(jié)果一致。由于振動錘擊法能更好地擬合天然風(fēng)積沙現(xiàn)場壓實工況，故選取1.77 g/cm3為工程最大干密度控制指標(biāo)。采用重型擊實試驗測得摻13%粉土的混合料其最大干密度控制指標(biāo)為1.94 g/cm3，最優(yōu)含水率為10.6%。擊實曲線如圖2所示。

2.2 試驗方法

2.2.1 試驗區(qū)布置及工況設(shè)計

碾壓試驗的主要目的是驗證復(fù)核壩料設(shè)計指標(biāo)并確定碾壓施工參數(shù)［14］。本次試驗區(qū)位于古浪縣生態(tài)移民暨扶貧開發(fā)黃花灘調(diào)蓄供水工程4號調(diào)蓄水池現(xiàn)場。如圖3所示，試驗區(qū)分天然風(fēng)積沙（干壓，Ⅰ區(qū)）、天然風(fēng)積沙（濕壓，Ⅱ區(qū)）、摻13%粉土的風(fēng)積沙混合料（濕壓，Ⅲ區(qū)），各區(qū)第一層均設(shè)置250，350，450 mm和550 mm共4種攤鋪厚度試驗段，Ⅱ區(qū)第二層設(shè)置350，400 mm和500 mm 3種攤鋪厚度試驗段（只有Ⅱ區(qū)進行了第二層攤鋪）。

在試驗場地基處理過程中，可以進行試驗工況方案的預(yù)試驗，此舉既可以檢驗方案的可行性，又可以節(jié)約試驗成本。分別采用靜壓、輕振、重振進行壓實，結(jié)果表明：單純采用一種碾壓工況，壓實效果并不理想，靜壓6遍壓實度僅92%，9遍才能達到標(biāo)準(zhǔn)要求；振動工況更能符合風(fēng)積沙壓實特性，但重振次數(shù)過多反而會引起壓實度降低，如重振8遍的壓實度僅為89%，因此試驗工況設(shè)計應(yīng)考慮3種壓實方式組合，且遍數(shù)不宜過多。

相關(guān)風(fēng)積沙壓實特性研究也表明，振動碾壓效果較好。這是由于風(fēng)積沙主要由巖屑、長石和石英等礦物顆粒組成，其顆粒均勻［15］，內(nèi)摩擦力相對較小、無黏聚力，故振動作用使風(fēng)積沙顆粒處于運動狀態(tài)，更易相對移動、充填和嵌擠，振動壓力波也可以傳遞到較深處，獲得較大的有效壓實深度和較好的壓實效果。其次，振動壓實是需要一定剛度的介質(zhì)才能將沖擊作用傳遞給較為松散的土體，所以在實際工程中振動壓路機在進行壓實作業(yè)時應(yīng)該先進行一到兩遍的靜壓［16］。且風(fēng)積沙自振頻率一般隨壓實度的提高而增大，這是由于在風(fēng)積沙壓實過程中，其抗剪強度也逐漸提高，剛度增大，從而導(dǎo)致自振頻率的提高［17］。為使振動頻率接近風(fēng)積沙的自振頻率而提高壓實效率和壓實效果，壓實機械的振動頻率應(yīng)逐漸提高［2，6，11］，故選擇先輕振后重振。此種工況組合方式也可最大限度地消除剪脹現(xiàn)象的影響［13］。

綜合以上考量，故本次試驗選擇先靜碾、后輕振、再重振、最后靜壓收面的碾壓工況更為合理。主要碾壓機械為26 t雙驅(qū)壓路機，其輕振振動頻率為28 Hz，激振力為310 kN；重振振動頻率為32 Hz，激振力為420 kN。各試驗區(qū)通過組合采用不同碾壓遍數(shù)的靜壓、輕振、重振，設(shè)計試驗工況見表2。

為避免攤鋪和平整過程中含水量的損失，攤鋪完成后再采用灑水車人工澆水；為保證混合料摻和均勻，試驗采用WDB-600型穩(wěn)定土拌和站（雙臥軸連續(xù)式）進行風(fēng)積沙粉土的摻和。

2.2.2 測定項目和方法

（1） 干密度測定：按照GBT50123-2019《土工試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》［18］，采用環(huán)刀法對碾壓區(qū)塊分別取樣測定壓實干密度。每區(qū)塊取樣3組，每組3個試樣，取樣部位為碾壓層下部厚度1/3處，試樣采用電熱烘箱烘干，以3組測定干密度的平均值為測定區(qū)塊的實測干密度。

（2） 壓實度計算：采用壓實度作為風(fēng)積沙填筑控制指標(biāo)，較以相對密度作為控制指標(biāo)偏安全，且具有簡單、明了、易操作的優(yōu)點［19］。壓實度計算公式為

Rc=ρd0ρdmax≥Rc

式中：Rc為壓實度；ρd0為實測壓實干密度，g/cm3；ρdmax為填筑料最大干密度，g/cm3；風(fēng)積沙最大干密度采用振動錘擊法測得，混合料最大干密度采用重型擊實測得；［Rc］為允許最小壓實度。根據(jù)SL 274-2020《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》［20］（以下簡稱《規(guī)范》）和工程設(shè)計要求，［Rc］取0.96。

（3） 碾壓參數(shù)選定：各區(qū)塊每遍碾壓均通過測定最大干密度計算其壓實度，以達到《規(guī)范》規(guī)定的壓實度指標(biāo)，隨后結(jié)合施工條件分析確定攤鋪厚度（δ）和碾壓遍數(shù)（n）。

3 結(jié)果與討論

3.1 可碾壓性

風(fēng)積沙的可碾壓性是指風(fēng)積沙碾壓時碾壓設(shè)備和土料運輸車輛在作業(yè)面可以正常行駛的性能。Ⅰ區(qū)碾壓試驗發(fā)現(xiàn)，風(fēng)積沙的可碾壓性與其含泥量大小有關(guān)，當(dāng)風(fēng)積沙的含泥量小于5%時，若采用干壓作業(yè)，22 t單驅(qū)壓路機、26 t全驅(qū)壓路機和載重50%的雙橋四驅(qū)運輸車輛（5～8 km/h）均因陷車無法正常行駛，呈不可碾壓性。

而Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)澆水后的濕壓作業(yè)區(qū)運輸車輛（8～10 km/h）和壓路機均可在攤鋪后的作業(yè)面正常行駛。這是因為沙漠區(qū)蒸發(fā)量大，天然風(fēng)積沙在室外水分散失快，在低含水量（小于4%）下風(fēng)積沙無黏結(jié)力，呈松散狀態(tài)，而通過壩面澆灑水，使風(fēng)積沙含水率達到12%～15%時，從形態(tài)判斷風(fēng)積沙具有一定的黏結(jié)性。圖4為等體積的風(fēng)積沙在低含水率和含水率為 14.6% 時自然堆積形態(tài)。

由此可見，風(fēng)積沙擊實曲線的“雙峰”特性雖然理論上在較低含水率情況下可以將其壓實至接近最大干密度，但在現(xiàn)場施工作業(yè)面采用壓路機碾壓和四驅(qū)自卸汽車運輸土料均不可行。而全驅(qū)壓路機碾壓行駛穩(wěn)定性要優(yōu)于單驅(qū)壓路機，濕作業(yè)工況下壩面土料運輸和碾壓施工效率更高，因此施工時應(yīng)采用重型全驅(qū)壓路機濕壓作業(yè)。其次，在條件允許的情況下，當(dāng)天然風(fēng)積沙的含泥量小于5%時，宜適量摻入粉土，采用拌和樓攪拌均勻后再上壩攤鋪碾壓，以提高風(fēng)積沙的可碾壓性，使壩面運輸和碾壓工序工效更高。

3.2 工藝參數(shù)研究

3.2.1 天然風(fēng)積沙碾壓工藝參數(shù)

圖5為Ⅱ區(qū)第一層不同攤鋪厚度試驗段壓實度Rc與碾壓遍數(shù)n關(guān)系曲線。由圖5可以看出：壓實度隨碾壓遍數(shù)增加呈波動變化特征，攤鋪厚度越小波動越大；攤鋪厚度在250 mm和350 mm時，均在第5遍碾壓后壓實度最大；攤鋪厚度在450 mm和550 mm時，分別在第6、7遍碾壓后壓實度最大；壓實度達到最大值后若繼續(xù)碾壓，壓實度會波動變小，尤其重振碾壓時變小明顯；但最后一次靜壓各攤鋪厚度的壓實度均有升高趨勢。攤鋪厚度為250 mm時，雖然在第5遍碾壓后壓實度達到最大值，但與攤鋪厚度350 mm時同樣第5遍碾壓后壓實度達到最大值相比，工效降低，故攤鋪厚度250 mm不予采用。攤鋪厚度為350 mm時，第5遍碾壓后壓實度為0.986。攤鋪厚度為450 mm時，第6遍碾壓后壓實度為0.972，均滿足《規(guī)范》的要求。攤鋪厚度為550 mm時，第7遍碾壓后壓實度可以達到0.971，小于攤鋪厚度450 mm時第6遍碾壓后的最大值，接近《規(guī)范》規(guī)定的最小值?？紤]壩面實際施工條件比試驗場復(fù)雜，對施工的不利影響因素多，綜合分析后初步選擇實際施工壩面料攤鋪厚度為400 mm，碾壓遍數(shù)為6+1遍，即先靜壓1遍，再輕振碾壓3遍，重振碾壓2遍（壓實度達到最大值），最后靜壓1遍。

為進一步優(yōu)化碾壓工藝，Ⅱ區(qū)第二層采用350，400 mm和500 mm 3種攤鋪厚度分別通過靜壓1遍、輕振1遍、重振3遍、輕振1遍、靜壓1遍進行碾壓試驗，壓實度與碾壓遍數(shù)關(guān)系曲線如圖6所示。由圖6可以看出：350 mm、400 mm厚度試驗段，壓實度隨著振動碾壓波動明顯，第4遍碾壓后壓實度即達到最大值，分別為0.978、0.975；500 mm厚度試驗段，壓實度隨振動碾壓波動減弱，但第6遍碾壓后壓實度才可達到0.972。因此，最終確定采用壩面單層攤鋪厚度為400 mm，碾壓5遍，依次為：靜壓1遍、輕振碾壓1遍、重振碾壓2遍，最后再靜壓1遍。該遍數(shù)的選定高于《規(guī)范》規(guī)定的壓實度指標(biāo)，是因為考慮了壩面實際施工的不利影響因素對壓實效果的影響，可以提高工程施工質(zhì)量的可靠度。

在試驗過程中，如圖5～6所示，風(fēng)積沙的壓實度隨碾壓遍數(shù)的增加呈波動狀態(tài)，甚至出現(xiàn)降低情況，這正是風(fēng)積沙壓實特性的體現(xiàn)。作為一種砂性土，風(fēng)積沙同樣存在剪脹現(xiàn)象［21］。過大的擊實功（過大激振力作用下）進行較長時間的振動壓實時，將會出現(xiàn)密實度不但不會增長，反而變得更加疏松的現(xiàn)象，使壓實后的風(fēng)積沙重回松散狀態(tài)。即在一定擊實功內(nèi)，風(fēng)積沙的密實度會增加；但當(dāng)超過一定的擊實功后會出現(xiàn)“過振”情況［21］，密實度將會降低。分析其原因，在于沙粒振動過程中，受到重力、碰撞力和振動力的作用后重新排列組合，其中一些小顆粒移動到大顆粒之間的縫隙中，且排列比較密實，即達到最大干密度。再繼續(xù)振動，因沙粒之間摩擦力和碰撞力作用，這種多余能量破壞了沙粒原有的最佳排列狀態(tài)，原先已經(jīng)密實的結(jié)構(gòu)被部分破壞，從而引起干密度下降。風(fēng)積沙剪脹現(xiàn)象的存在，反映到施工碾壓中表現(xiàn)為在已經(jīng)壓實的風(fēng)積沙上重復(fù)多次碾壓會使其重新恢復(fù)到松散狀態(tài)。因此在現(xiàn)場壓實施工時，建議準(zhǔn)確控制碾壓遍數(shù)并進行過程抽檢，以保證工程質(zhì)量。

3.2.2 天然風(fēng)積沙+粉土混合料碾壓工藝參數(shù)

Ⅲ區(qū)為天然風(fēng)積沙摻和13%粉土的混合料，采用250，350，450 mm和550 mm 4種攤鋪厚度，采用靜壓1遍，輕振3遍，重振3遍和靜壓1遍的碾壓組合。得到混合料壓實度與碾壓遍數(shù)的關(guān)系曲線如圖7所示。

從圖7可以看出：摻加粉土后的混合料在各種攤鋪厚度下，壓實度與碾壓遍數(shù)的關(guān)系曲線波動特性在最大壓實度之前基本消失，攤鋪厚度在250 mm和350 mm時，只在最大壓實度之后呈現(xiàn)微小波動。攤鋪厚度在250 mm和350 mm時，在第2遍碾壓后即可達到《規(guī)范》規(guī)定的壓實度，其中250 mm厚度第2遍碾壓后即達到最大壓實度0.982，350 mm厚度在第3遍碾壓后達到最大壓實度0.992；450 mm厚度在第3遍碾壓后達到《規(guī)范》規(guī)定的壓實度，第5遍碾壓后達到最大壓實度0.992；550 mm厚度在第4遍碾壓后達到《規(guī)范》規(guī)定的壓實度，第6遍碾壓壓實度達到最大值0.982。

與Ⅱ區(qū)碾壓試驗對比分析發(fā)現(xiàn)，摻和粉土后，因粉黏粒可以填充沙粒之間的孔隙，并且黏土顆粒通過結(jié)合水膜使沙顆粒間粘結(jié)更加緊密，不僅可提高整體密實度，也更易壓實。所以混合料級配的改良（見圖1）和黏結(jié)性的改善（見圖4）使風(fēng)積沙混合料的可碾壓性得到提高，達到《規(guī)范》規(guī)定壓實度和最大壓實度的碾壓遍數(shù)均減少，攤鋪厚度550 mm時，在第4遍碾壓后壓實效果也能滿足《規(guī)范》要求。碾壓遍數(shù)減小和攤鋪厚度增加，以及壩面作業(yè)機械設(shè)備的工效提高可以有效提高施工效率。其次，粉土的摻入也可以改善天然風(fēng)積沙的級配，粉土顆粒填充風(fēng)積沙孔隙，可以提高壩體的抗?jié)B性能，對堤壩的滲透穩(wěn)定性有利。但是，摻和粉土需要增加粉土料的開采、運輸工藝和混合料的拌和工藝，從而增加施工成本，因此尚需深入探討其綜合效益。尤其是風(fēng)積沙為沙漠區(qū)的特有材料，通常沙漠腹地粉土稀缺，摻和粉土拌制混合料的可能性也會受到限制。此外，摻和粉土后的混合料壓實度對含水率的敏感度要高于天然風(fēng)積沙，所以施工時要嚴(yán)格控制最優(yōu)含水量。

3.2.3 風(fēng)積沙碾壓層間影響分析

為進一步探究碾壓過程中的層間影響，Ⅱ區(qū)第二層采取靜壓1遍、輕振1遍、重振3遍、輕振1遍和靜壓1遍的碾壓工況，在400 mm攤鋪厚度試驗段，測試第一層土料的壓實度進行分析，如圖8所示。

由圖8曲線可以看出：隨著第二層碾壓遍數(shù)增加，第一層壓實度與其之前終碾后的平均壓實度相比，第1，2遍靜壓和輕振后的壓實度基本無影響，第3，4遍重振時壓實度逐漸提高，第5遍后達到最大值0.992，比起終碾后的壓實度增加了0.9%，第6，7遍輕振、靜壓時壓實度未見明顯提高。

由此說明，攤鋪厚度為400 mm時，上層碾壓對下層仍有壓實作用。這是由于下層已達到較高壓實度，土體的剛度增大，自振頻率增加，而靜壓和輕振壓力傳遞深度較小，靜壓和輕振對下層壓實度影響不大，重振碾壓有較高的振動頻率和激振力，影響深度更大，故對下層風(fēng)積沙的壓實度有再次提升效果。并且上層填筑的風(fēng)積沙對下層有了上部約束，所以風(fēng)積沙壓實度隨碾壓遍數(shù)波動也明顯減弱。因此，壩面施工時，若檢測得到施工層壓實度稍有不足，可以不用補壓，繼續(xù)此工況上層施工，但需在上層碾壓施工完成后對下層壓實度抽檢復(fù)測，以確認其施工質(zhì)量是否滿足設(shè)計及《規(guī)范》要求。

3.3 工藝可行性

經(jīng)研究和對比分析，在采用壓路機濕壓進行風(fēng)積沙堤壩填筑壓實作業(yè)時，為同時考慮施工質(zhì)量及經(jīng)濟效益，攤鋪厚度應(yīng)采用400 mm，碾壓5遍，具體工況為：靜壓1遍、輕振碾壓1遍、重振碾壓2遍，最后再靜壓1遍。此工況下壓實度不存在局部不足現(xiàn)象，更有利于項目成本控制，并且壓實效果更好。本次壓實工藝研究成果在該工程后續(xù)項目施工時進行了實際驗證應(yīng)用，并取得良好效果。

已有的研究表明［22-23］，同一沙漠的風(fēng)積沙在物質(zhì)組成及粒度組成等方面相對穩(wěn)定；且文獻［21］指出：從目前已有的成果資料來看，除局部區(qū)域風(fēng)積沙以外，中國沙漠的風(fēng)積沙顆粒組成基本上相差不大，主要由細沙粒組成，粉黏粒含量很低，粒徑分布比較集中，并且各地的風(fēng)積沙顆粒級配比較相近，離散性不大。故本文確定的相關(guān)工藝參數(shù)不僅可以指導(dǎo)當(dāng)?shù)仫L(fēng)積沙筑堤壩施工，也可以為其他地區(qū)的風(fēng)積沙工程碾壓施工提供參考依據(jù)。

4 結(jié) 論

（1） 風(fēng)積沙在含泥量小于5%的情況下若采用干作業(yè)，因碾壓機械和運輸車輛在壩面無法正常行駛而呈不可碾壓性，因此推薦壩面澆水后采用濕作業(yè)。

（2） 對于該工程，建議壩面施工時天然風(fēng)積沙單層攤鋪厚度采用400 mm，選取更合理的輕重振動組合共計碾壓5遍，依次為：靜壓1遍、輕振碾壓1遍、重振碾壓2遍，最后再靜壓1遍為推薦施工工況。

（3） 摻和13%粉土后的風(fēng)積沙混合料與天然風(fēng)積沙相比，可碾壓性明顯提高，且達標(biāo)所需碾壓遍數(shù)更少，可有效提高壩面施工效率和工程質(zhì)量，但需嚴(yán)格控制含水率和進行成本考量。

（4） 通過對風(fēng)積沙碾壓層間影響分析可知，攤鋪厚度為400 mm時，上層碾壓施工對下層壓實度有較明顯的提升效應(yīng)，重振碾壓尤為明顯，對施工有積極作用。

本文碾壓試驗是以最常見的壓路機為碾壓機械條件下進行的，今后應(yīng)探討采用履帶式、膠輪式等其它壓實機械碾壓風(fēng)積沙堤壩的施工規(guī)律，全面研究風(fēng)積沙筑堤壩施工技術(shù)。另外，混合料的摻入選擇了粉土，主要是考慮就地取材，而其他材料（如黏土、水泥等）單摻或者混摻同樣也存在改善風(fēng)積沙工程特性的可能性。

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（編輯：胡旭東）

Experimental study on filling and rolling performance of aeolian sand embankment

GAN Tao1，XU Jian1，ZHANG Shimao2

（1.College of Water Conservancy and Hydropower Engineering，Gansu Agricultural University，Lanzhou 730070，China； 2.Gansu Water Conservancy Engineering Geological Construction Co.，Ltd.，Lanzhou 730000，China）

Abstract：

Using aeolian sand as embankment filling material is a new technology，which is of great significance to the construction of water conservancy projects in desert areas.In order to study the rolling process performance of aeolian sand and determine the reasonable construction technology and parameters，based on the Huanghuatan water storage and water supply project in Gulang County，the particle analysis test，compaction test and field rolling test under different combination conditions were carried out on the mixture of aeolian sand and silt aeolian sand.The test results showed that under the condition of on-site construction，the low mud content natural aeolian sand with the maximum dry density of bimodal characteristics under dry operation was not rollable，and wet operation was recommended.It was more reasonable to adopt the combined rolling condition of light and heavy vibration.When adopting wet construction，the single layer paving thickness was 400 mm，and the 26 t roller was used to roll for 5 times（static pressure 1 time，light vibration rolling 1 time，re-vibration rolling 2 times，and static pressure 1 time），the compaction degree could meet the requirements.The aeolian sand mixture mixed with 13% silt had better rolling performance，which could effectively improve the construction efficiency and engineering quality of the embankment.The filling and rolling process of the upper aeolian sand had a further improvement effect on the compaction degree of the lower rolled aeolian sand.

Key words：

aeolian sand；rolling process；rolling times；compaction degree；rollability