《探究长江口细砂填筑路基压实特性研究[上海公路]》由会员分享，可在线阅读，更多相关《探究长江口细砂填筑路基压实特性研究[上海公路]（3页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、长 江 口细砂 填筑路 基 压 实特 性研 究 李 达辉 唐 艳 孙 文 州 1 上 海 市市 政规 划设 计研 究 院 上 海2 0 0 0 3 1 2 江 苏省 交通 工程 集 团有 限公 司 江苏 镇 江2 1 2 0 0 3 3 上海 市道 路工 程 重点 实验 室 上海2 0 0 0 3 1 摘要 针对崇启通道 上海段 的工程 建设需求 开展 了长江 口细砂填筑路基 的压 实特性研究 包 括含水量 控制和机械 碾压组 合两方面 实践表明 长 江 I 1 细砂填筑路基具有 良好 的路 用性能 研究成果全 面指 导 了崇启 通道 上海 段 填 砂路基工 程建设 对后 续类似填砂路基工 程
2、的施工提供 了有力 的技术 支撑 关键 词 长江 口细砂 填砂路基 含水量 机 械组合 0 引言 崇 启通 道 上 海 段 作 为 国家 高 速 公 路 网 G4 0 上 海 至西 安 的重 要 组 成 部 分 路 线 全 长 3 0 7 3 5 k m 位 于上海市崇 明岛境 内 路基填筑土方量多达 3 5 0余万 m 崇明地势平坦 传统的路基 土质填 料匮乏 就近 取 土势 必影 响崇 明世 界级 生 态 岛的建 设 因崇 明地 处 长 江人 海 口 细砂 资 源非 常 丰富 已有研究 表 明 细 砂 在 获得 良好 压实 的情 况 下 具 有较 高 的强 度 可用 于 高 速 公路 路
3、基 的填 筑 然 而 长 江 口细 砂 的 颗 粒 细 小 粒 径 比 较 单 一 且含水率较 低时呈 松散 状态 含水 率较 高时 呈一 定 的流 塑 态 这 些 特 点 给 施 工 压 实 提 出 了一 道 难 题 为此 本 文 针 对 压 实 过 程 中 的 两 个 重 要 方 面 开 展 研 究 通过研 究含水 量控 制和机 械碾 压组合 对施 工 的 影 响 以对 该工 程及后 续类 似填砂 路基 工程 的施 工 提 供 技 术 储 备 1崇启 路基 结构 方案 崇启通道 上海段 填砂路基设计采用 了如下结构 方 案 见表 1 从 表 1可 见 长 江 口细 砂 填 筑 路 基 的
4、压 实 要 求 有 9 2 9 3 9 4 9 6 和 9 6 四种 情 况 压 实 度 越 高 对 应 的压 实工 艺及 机械 组合 则要 求越 高 2含 水 量控 制 研究填砂路基施工含水量的控制 先从室 内试验 人手 填 砂路 基 施 工 前期 从 工 程用 砂 堆 场 获 取 有 代 表性 的砂 样进行 水 洗筛 分和 重 型小筒 击 实试 验 试 验 结 果 为 d o 0 7 5 mm 颗 粒 含 量 为 6 8 重 型 小 筒 击 收稿 日期 2 0 1 1 1 1 2 4 实 曲线见 图 1 由图 1可 以 看 出 长 江 口细 砂 击 实 曲线存 在 明显 的多 峰 特 性
5、且 存 在 一个 密实 性 不 敏 感 区域 即含水 量介 于 6 1 4 区间 时 干 密度 波动 不 大 范围在 1 5 7 1 6 0 g c m 表 1 崇启通道 上海段 填砂路基结构方 案 中央分隔带边 项 目 基层底面以下 水泥掺量 压实度 填料 线填土高度 H 分类 深度 c m 要求 0 4 0 水 泥 土 3 9 6 路床 4 O 8 0 水泥砂 3 9 6 1 8 8 0 8 6 1 2 6 合格砂 9 4 路堤 底部 2 0 c m过渡层 合格砂 9 2 0 4 O 水 泥 土 3 9 6 路床 4 0 6 0 水泥砂 3 9 6 1 8 2 2 6 0 8 0 合格砂
6、9 6 8 O 9 6 1 3 6 合格砂 9 4 路堤 底部 2 0 c m过渡层 合格砂 9 2 0 4 0 水 泥 土 3 9 6 路 床 4 0 6 0 水 泥 砂 3 9 6 2 2 6 0 8 O 合格砂 9 6 8 0 1 5 0 合 格 砂 9 4 路堤 1 5 O以下 合格砂 9 3 l 64 1 62 L60 1 5 8 埋1 5 6 l 5 4 1 52 f 气 I 4 6 8 1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 含水量 长 江 口细 砂 标 准 击 实 曲线 N 1 2 0 1 2上 么姥 1 2 图 O s一 一 根据 长江 口细 砂 的 这 一显 著 特 征 填
7、砂 路 基 施 工 含水 量 的控制 可 以是 一 个 较 宽 的范 围 理 论 上可 选 择 6 l 4 较传 统 的二灰 土路基 施工 含水 量控 制 区 间 大 因细砂 不具 有 保 水 性 且低 路堤 由于 排水 原 因不 允许 采用 水密 法施 工 考 虑施 工的 可操作 性 崇启 通道 填砂路基施工的最佳含水量按 1 O 控制 最大干密度 取 1 6 0 g c m 3压 实特性 探讨 为 研究 长江 口细 砂 填 筑路 基 的压 实 特性 结合 上 海 地 区填砂 路基 的 已有 施 工经 验 试 验选 用 1 4 t 2 0 t 振动压路机和 1 0 t 光轮压路机组合 采用几
8、种不 同的 方案 压实机械组合 碾压遍数 1 0 t 光轮压路机主要 用于 收面l 2 j 填砂 路基压 实现 场见 图 2 图 2砂 路 基压 实现 场 3 1 试 验 结果 目前 国 内针 对 土路 基 的压 实度 检 测 主 要 以 环 刀 法为主 但针对细砂路基的压实度检测 尚没有 明确的 方 法 由于细砂 在 碾 压 过程 中保 持 一定 的含 水 量 碾 压 后具 有一 定 的黏 聚 力 因此 本研 究 关 于 细砂 路 基 的 压实 度 检 测 仍 采 用 环 刀 法 现 场 施 工 每 一 层 厚 度 2 0 c m 环刀 取样位 于每 一层 的 中 间位 置 即 碾压 结 束
9、 后 用铁锹轻轻铲 除表面 6 1 0 c m 然后在压实层位 中部 进行 环刀 取样 1 碾压 组合 一 平 地机 整 平后 初 压用 1 4 t 振 动 压路机静压 2遍 复压用 2 0 t 压路机振动碾 压 1 8 遍 之后 的压 实度 检测 结果 见表 2 2 碾 压组 合 二 平地 机整 平 后 初 压 用 2 0 t 振 动 压路机静压 2遍 复压 用 2 0 t 压路机振 动碾压 1 4 遍 之 后 的压实度 检测 结果 见表 3 3 碾 压组 合 三 平地 机 整平 后 初压 用 1 4 t 压 路 机静压 2遍 复压 用 1 4 t 压 路机 振 动碾 压 1 6 遍 之 后
10、 的压实 度检测 结果 见表 4 2上冯么咯 N o 1 2 0 1 2 表 2碾压组合一 的压实度检测结果 碾压遍数 压实度代表值 O 1 9 0 5 2 9 3 6 3 9 4 5 4 9 5 0 6 9 5 8 8 9 6 5 表 3碾 压 组 合 二 的 压 实 度 检 测 结 果 碾压遍数 压实度代表值 l 91 0 2 9 3 6 3 94 4 4 9 5 1 表 4碾压组合三的压实度检测结果 碾压遍数 压实度代表值 1 9 0 4 2 9 1 4 3 92 5 4 9 2 4 5 93 4 6 9 3 7 3 2 结 果分析 1 组 合一 与组 合 二 比较 从 试 验 结果 来
11、 看 初 压 选用 2 0 t 压路机 的静 压效 果要 略好 于 1 4 t 压 路机 这 与其 自身 吨位 密 切 相关 第 一 遍 振 动 压 实之 后 两 者 之 间 的压 实效 果逐 渐 接 近 说 明初压 选 用 的压 路 机 吨 位 主要影 响到 静压 的效 果 对 振 动压 实后 的效 果 影 响 不 显著 所 以初压选 用 1 4 t 的压 路机 足够 2 组合 一 与组 合 三 比较 复压 选 用 2 0 t 压 路 机 压 实度增 加 幅度 很 快 复 压 选 用 1 4 t 压 路 机 压 实 度 逐 步缓 慢增加 且趋 于 收敛 2 0 t 压路 机 振动 碾 压 3
12、遍 的效果 已超 过 1 4 t 压力 机振 动碾 压 6遍 由此 可 以看 出 复 压 选用 大 吨位 的振 动 压力 机 压 实更 快 效 果 更 好 具 体遍 数根 据 压 实度 要 求 结 合现 场 压 实 试 验结 果 确定 通过三种组合的比较分析 基本确定了长汀 口细 砂 填筑路 基 的压 实 机 械 组 合 平 地 机 整 平 后 初 压 用 1 4 t 压 路机静 压 2 遍 复压用 2 0 t 压路 机振 动碾 压 具 体遍 数根 据压 实 度要 求 结 合 现 场压 实 试 验 结 果确 定 终压用 1 0 t 压路机静压 2遍收面 4应用 效 果跟踪 结合崇启通道工程建设
13、 业 主联合科研 设计 施 工单 位进 行 了现 场 足 尺 加 速加 载试 验 以验 证 路 基 路 面 的耐久 性 现场 足 尺加速 加 载试 验设 备为 同济 大学 从南 非 引进 的 足 尺 铺 面 加 速 车 ML S 6 6 Mo b i l e L o a d S i mu l a t o r 6 6 见 图 3 长 宽 高 分 别 为 1 5 2 8 7 3 5 m 应用 该设 备进 行 试 验 在 上 海 尚属 首 次 它 可 以真 实模 拟路 基路 面结 构物 在 特定工 程 环境 和交 通 荷 载条 件下 的长 期 运 营 状 态 通 过 布设 经济 有 效 的传 感 测
14、试系统 即能快速获取路基路面长期力学特征及其 性 能 演变 规律 有效 预 知实体 工 程 问题 图 3 ML S 6 6试 验 设 备 试 验 段长 9 0 m 分 为路 堤 高度 1 5 m 1 5 m 路 堤 高度 3 m 两 种 情 况 其 路 基 路 面 结 构 与 设 计 方 案 一 致 路 基 结构 见 表 1 路 面结 构 见 图 4 路 堤 高 度 1 5 m段 共 累 积 加 载 1 0 0万 次 模 拟 超 载 2 O 即 1 2 0 k N情 况 半轴 双轮 荷 载 为 7 5 k N 共用 时 1 5 d 平 均 每 天加 载 1 1 h 6 7万 次 路 堤 高度
15、3 m 段 共 累积 加 载 1 2 0万次 加载 方式 与 1 5 m 段相 同 即模 拟超 载 2 0 9 6 共用 时 2 0 d 平均 每 天加 载 1 0 h 6万次 L 3 4 c r il 上面层 S MA一 1 3 S B S改性掺橡胶粒子 沥青 面层 8 c m中面层 AC 2 0 C 岩沥青改性 8 e r a下面层 AC 2 5 C 岩沥青改性 图 4试 验 段 路 面结 构 试 验段 填砂 路 基按 照前 述关 于含 水 量和 碾压 工艺 进 行施 工 质量控 制 顶封 层采 用 6 石 灰土 替 代 3 水 泥土 完工之后采用承载板法测定土路基顶的 回弹模 量 代 表
16、值 超过 5 0 MP a 大 于设 计 的要 求 值 4 0 MP a 5 4 c m 厚 的水泥 稳 定碎石 基 层施 工养 生 7 d后 基 层顶 面 的代 表弯 沉 为 9 6 0 0 1 mm 小 于设 计 容 许 弯 沉 2 7 7 0 0 1 mm 根据 路 堤高度 1 5 m 段 的试 验 研 究 沥青 路 面顶 加 载 1 0 0万 次后 反算 路 基 顶 面动 态 回弹模 量 仍 保 持 在 3 O 0 3 5 0 MP a 较 常规黏 土路 基 的长期 性能 更 为优 良 试验 段 细砂路 基及 其 顶封 层 的永久 变形 总量 约 为 1 O 1 5 mm 说 明在超 载 2 O 的情 况下 细砂 路基 不 会在 行车 荷 载作 用 下 发 生 动力 失 稳 的 问题 且 变 形 累 积对 路面 结构 的影 响 可忽 略不计 实践 表 明 长 江 口细砂 填 筑 路 基 具 有 良好 的 路 用 性能 可充 分适 应 高地 下水 位条 件下 的低 填路 基情 况 5 结 语 针对 崇启 通道 上 海 段 的工 程 建 设需 求 开 展 了 长江 口细 砂填 筑
