軟巖填料路堤修筑技術(shù)的試驗研究

　   摘要：在介紹軟巖填料的工程特性的基礎(chǔ)上，應(yīng)用具體實例作為實驗，分析了實驗方案和步驟，得出實驗結(jié)果，說明試驗段采取的壓實方案是可行的。

　　關(guān)鍵詞：軟巖填料；壓實工藝；試驗研究　　

　　1軟巖填料的工程特性

　　(l)軟化性

　　大量室內(nèi)試驗與工程實踐表明，軟巖具有很強的軟化性，即一定尺寸的軟巖塊與大氣及水相遇后容易軟化，力學(xué)性質(zhì)會發(fā)生較大變化，其強度及剛度均大幅度降低。在巖土工程中，用“軟化系數(shù)”來表征這一性質(zhì)，其定義為巖石浸水后的抗壓強度與干燥巖石的抗壓強度之比。當(dāng)軟化系數(shù)大于0.75時，一般認為軟化性很小，當(dāng)軟化系數(shù)接近于1時，可認為巖石不軟化。

　　(2)崩解性

　　軟巖不僅具有很強的軟化性，還具有很強的崩解性。全風(fēng)化的泥質(zhì)千枚狀板巖耐崩解能力差，最好將其當(dāng)作土來對待；泥質(zhì)千枚狀板巖與砂質(zhì)千枚狀板巖在施工過中應(yīng)充分破碎，以防止填土因材料的軟化與崩解而發(fā)生過大的沉降，影響路基穩(wěn)定性與耐久性;軟質(zhì)巖的水理性強弱與所含的粘土礦物有關(guān)，也與含水率的替變化程度有關(guān)，一般保持天然含水率狀態(tài)下浸水的礦巖，水理性顯現(xiàn)程度較小而發(fā)生失水過程的礦巖再浸水后，其水理性就變得極其強烈。

　　(3)路用性

　　指出水對路基的穩(wěn)定性有顯著影響，在實際工程施工中應(yīng)采取有效措施防水浸入路基；填筑路堤時應(yīng)適當(dāng)增加粗骨料的比例，以增強路基的穩(wěn)定性，細顆粒填料的重量比應(yīng)小于50%。

　　2工程概況

　　工程試驗段位于某公路K10+000-K10+600，全長600m，最大填土高度19.8m。該試驗段填方坡比為：8m以上采用1:1.5,8m以下采用1:1.75。試驗段地基覆蓋層上部為種植土、填筑土、(含礫)低(高)液限粘土，局部地段為小塊石土；下部為粘土質(zhì)礫、砂、卵石或卵石夾土、漂石層等，下伏基巖為頁巖。全部采用軟巖料填筑路堤。軟巖料物理力學(xué)性質(zhì)如表1。

　　3試驗方案

　�。�1）在K10+000-K10+200(試驗段一)按松鋪厚度30cm,50cm,70cm進行填料。松鋪厚度為30cm時，采用振動壓路機進行碾壓，碾壓遍數(shù)為6遍;松鋪厚度為50cm時，先用羊足碾碾壓2遍，再用YZ20E振動壓路機碾壓6遍；松鋪厚度為70cm時，采用振動壓路機碾壓10遍。其中松鋪厚度為70cm時，分別在距路堤表面0-20cm,20-40cm,40-60cm的位置進行壓實度檢測。

　　(2)在K10+200-K10+400(試驗段二)按松鋪厚度30cm,50cm,70cm進行填料，采用YZ18B振動壓路機進行碾壓。松鋪厚度為30cm時，碾壓遍數(shù)為4遍;松鋪厚度為50cm時，碾壓遍數(shù)為6遍;松鋪厚度為70cm時，碾壓遍數(shù)為8遍。其中松鋪厚度為50cm,和70cm時分別在路堤表面和距路堤底面20cm處進行壓實度檢測。試驗段填筑結(jié)束后，在其頂面進行回彈模量檢測。

　　4試驗步驟

　　(1)本次實驗分別采用YZ18B振動壓路機及YZ20E振動壓路機。其中YZ18B振動壓路機工作質(zhì)量(kG)：18000;靜線荷載(N/cm)：42；振幅(mm)：1.80/0.85；振動頻率(高)(HZ)：30；激振力(高/低)(kN)：320/210。YZ20E振動壓路機工作質(zhì)量(kG)：20000；靜線荷載(N/cm)：574；振動頻率(高/低)(HZ)：28/35；激振力(高)(kN)：420。

　　(2)路堤填料之前，首先對填料進行擊實和篩分等試驗。

　　(3)采用漸進式攤鋪方法進行填料的攤鋪。為能控制填料松鋪厚度，上料前應(yīng)根據(jù)自卸車的容積計算出試驗段松鋪一定厚度時所需填料的車數(shù)，并用石灰布置方格網(wǎng)確定卸料的位置。同時在路堤邊線處設(shè)置標(biāo)尺，及時查看填料松鋪厚度是否滿足要求。填料的最大粒徑不得超過松鋪厚度的2/3，同時最大粒徑不得超過40cm。

　　(4)填土結(jié)束后，首先用推土機進行初平，再用平地機精平，并根據(jù)現(xiàn)場需要適度灑水，確保路堤含水量保持在最佳含水量2個百分點之內(nèi)。

　　(5)整平結(jié)束后，用鐵釘加紅布條作為沉降標(biāo)埋設(shè)在路堤表面，并測出其初始標(biāo)局。

　　(6)采用不同的施工機械組合進行碾壓，每次碾壓后進行各項檢測試驗。

　　(7)試驗段按要求填筑結(jié)束后在其頂面進行回彈模量試驗。

　　(8)試驗段填筑至設(shè)計標(biāo)高后在路堤頂面設(shè)置沉降標(biāo)進行工后沉降觀測。

　　5試驗結(jié)果及分析

　　5.1壓實機械的選擇

　　振動壓路機按行駛方式可分為自行式、拖式和手扶式;按碾壓輪形狀可分為光輪式和搗實式(凸式和羊腳式)。與靜作用壓路機相比，振動壓路機具有以下特點：

　　①同等質(zhì)量下的振動壓路機比靜作用壓路機的激振力大，壓實效果好；

　�、谡駝訅郝窓C的生產(chǎn)效率高，當(dāng)路堤達到相同的壓實度要求時，其碾壓遍數(shù)較少；

　　③具有滾壓和振動的雙重作用，用于砂類土、礫和大粒徑碎石時其效果遠遠優(yōu)于靜作用壓路機等其他壓實機械。

　　5.2施工壓實工藝

　　試驗段按試驗方案進行填筑。其中試驗段一松鋪厚度為50cm時，由于粗顆粒含量較高，未能采用灌砂法檢測其壓實度。

　　(1)表面沉降與碾壓遍數(shù)之間的關(guān)系

　　圖1-圖2為路堤沉降與碾壓遍數(shù)之間的關(guān)系曲線。試驗結(jié)果表明:隨著碾壓遍數(shù)的增加，分級平均沉降量迅速減小，累計平均沉降量趨于穩(wěn)定;在相同的壓實機械作用下，累計平均沉降量隨松鋪厚度的增大有增大趨勢。在松鋪厚度相同的情況下，壓實機械功率越大，填料的累計平均沉降量增大，其中松鋪厚度為70cm時，壓實機械功率小幅度增加(試驗二YZ18B增大到試驗段一YZ20E)，填料的累計平均沉降量變化較小。綜合考慮兩處試驗段沉降觀測值，采用YZ18B或YZ20E壓路機，松鋪厚度為30cm時，最佳碾壓遍數(shù)為3-4遍;松鋪厚度為50cm時，最佳碾壓遍數(shù)為4-5遍；松鋪厚度為70cm時，碾壓遍數(shù)達到5遍以上時，填料的分級平均沉降量較小。