路基填筑硬质岩碴 A组填料工艺试验研究

朱经志

路基填筑硬质岩碴 A组填料工艺试验研究

朱经志

以福建向莆铁路尤溪火车站高填方路基硬质岩碴 A组填料试验段为例,通过对其试验方法、工艺及影响因素进行分析,研究了路基硬质岩碴A组填料的适宜性,为今后类似道路工程施工积累了宝贵经验。

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0 引言

高速是铁路现代化的重要标志,自 1964年日本东海道新干线高速铁路开通以来,世界上众多国家重视了高速铁路的建设。目前,世界上拥有高速铁路的国家主要有德国、日本、法国、西班牙、意大利、比利时、英国、瑞典、丹麦及韩国等,投入运营的高速铁路总长约达 6 300 km,其中德国、日本、法国高速铁路里程分别为 917 km,2 300 km,1 580 km[1-3]。高速铁路的发展,对于路基填料、压实标准的要求越来越高,尤其是高填方路基的填筑标准更高[4,5]。本文以福建向莆铁路尤溪火车站高填方路基硬质岩碴A组填料试验段为例,通过对其试验方法、工艺及影响因素分析,研究了路基硬质岩碴 A组填料的适宜性,为今后类似的施工积累经验。

1 工程概况

尤溪火车站位于福建省尤溪县西城镇驻地,是向莆铁路福建段重要的交通枢纽,车站设计为客货两用车站,起讫里程为DK 394+000～DK 396+800,正线双线,车站为六股道。线路纵坡为 1‰,设计时速 200 km/h。试验段选取在火车站客站部分。客站路基填筑主要集中在 DK395+410～DK395+785半挖半填陡坡地段,本段填筑高度 5.2m～35.77m,平均填筑高度 30.7m,属高填陡坡路基。其坡脚线位于水田位置,路基边坡每 8m设置一台阶,台阶宽度为 3.0m,边坡坡比为 1∶2,采用 M7.5浆砌片石拱形骨架与三维排水柔性生态边坡联合防护,平台 M 7.5浆砌片石封闭,坡脚采用M 7.5浆砌片石脚墙挡护。试验段施工选择具有代表性的 DK 395+420～DK 395+620段,为了总结填筑经验,共计填筑 3层。

填料母岩来源于 10.6 km以外的湇头隧道洞碴,在尤溪车站设 4台破碎设备对母岩进行破碎、筛分等加工,得到硬质岩碴A组如表 1所示。

表1 硬质岩碴 A组技术标准及实测数据对比表

2 试验段实验方法及工艺

本试验段路基共计填筑了 3层,初拟虚铺厚度为 30 cm;后拟虚铺厚度为 35 cm,40 cm,45 cm。在试验中根据压实效果进行调整,工艺流程如下：

材料生产、初调水→基底处理→施工放样→填筑→摊铺平整→洒水或晾晒→机械碾压→检验签证→下层填筑→路基整修。

3 试验段施工过程及相关因素分析

1)第一次试验：松铺厚度：30 cm,压实厚度：25 cm,松铺系数：1.2,施工含水率：4.0%;机械组合：YZ18C压路机静压 1遍,振动7遍,先弱振 1遍,然后强振 6遍,最后静压 1遍收光,合计 9遍。检测结果：共检测 6点,其中 EVD：48,52,54,58,60,62检测合格;孔隙率 n：20,22,22,24,24,25检测合格;K30(MPa/m)检测数据为：103,98,检测不合格。原因分析：EVD、孔隙率合格,K30(MPa/m)检测不合格后,令压路机继续碾压,单独选取 20m长度增加强振碾压遍数至 13遍,在碾压过程中发现填筑材料有表层松散,随压路机往前推移的现象,13遍完毕后,检测 K30(MPa/m)后仍不合格,经现场条件分析原因为：填料粒径太大(15 cm以下),细粒含量少,填料之间颗粒不能互相填充。

改进措施：2009年 12月 3日夜试验室对填筑材料进行检测,测得曲率系数为 1.28,不均匀系数为 5.42,材料指标合格,但仍决定改小粒径进行重新试验,并调整机械组合。

表2 三控指标(第 2层)

2)第二次试验：松铺厚度：35 cm,40 cm,45 cm;压实厚度：30 cm,35 cm,41 cm;松铺系数：1.167,1.142,1.09;施工含水率：6.2%,5.9%,6.3%;机械组合：由 YZ18C压路机和宝马 BW 225D-3型压路机进行组合,以上次数试验为基础进行优化调整。检测结果：a.厚度 35 cm：由 YZ18C压路机静压 1遍,宝马 BW 225D-3型压路机振动碾压 3遍,YZ18C压路机振动碾压 2遍,最后 YZ18C压路机静压 1遍,共计碾压 7遍后方始合格。K30(MPa/m)：158,180,170。b.厚度 40 cm：碾压 10遍后方始合格,即静压(YZ18C压路机)1遍,振动碾压 8遍,其中宝马 BW 225D-3型压路机振动碾压 4遍,YZ18C压路机振动碾压 4遍,最后静压(YZ18C压路机)1遍,K30(MPa/m)：168,170,190。 c.厚度 45 cm：采用 35 cm厚的压实工艺碾压不合格后,增加碾压遍数检测结果仍为不合格。原因分析：45 cm厚填料厚度太厚。方案比选：30 cm,35 cm,40 cm,45 cm四种松铺厚度填料对比分析：30 cm厚碾压 6遍,可获成功;35 cm厚度时需增加 1遍宝马强振即可成功。40 cm厚碾压10遍可获成功,45 cm厚未成功。合格厚度三种：30 cm,35 cm相比而言,35 cm厚度只需增加 1遍强振即可成功,显然 35 cm更为合理;虽然 40 cm厚碾压合格,但碾压遍数太多,且厚度只增加了5 cm,综合机械成本,40 cm厚度施工工艺不经济,45 cm厚度在碾压 12遍的情况下仍不合格,再增加过多的碾压遍数,即使碾压合格已没有实际的施工意义。故 35 cm厚度是既经济又合理的填筑厚度,但仍需对 35 cm逐层上填后工艺稳定性进行再次检查。

表3 三控指标(第 3层)

3)第三次试验：层数：第 2层,第 3层,松铺厚度：35 cm,压实厚度：31 cm,松铺系数：1.129,施工含水率：6.1%;机械组合：由YZ18C压路机静压 1遍,宝马 BW 225D-3型压路机振动碾压 3遍,YZ18C压路机振动碾压 2遍,最后 YZ18C压路机静压 1遍,共计碾压 7遍。检测结果：三控指标全部合格,如表 2,表 3所示。

根据历次试验结果可以看出：按35 cm松铺厚度逐层填筑时,人员机械组织合理得当,成型面符合要求,各项检测数据满足设计与规范要求,检测结果数据稳定,工艺可满足要求。

4 结语

路基填筑施工在铁路、公路等工程建设中具有很成熟的施工工艺,但在路基施工正式开展之前都必须结合当地的料源进行路基填筑试验段的施工,硬质岩碴A组填料的施工关键在于填料母岩的选取、大小颗粒的级配、含水量、大吨位压实机械的选取上。实践证明尤溪火车站的硬质岩碴 A组填料路基填筑还是很成功的,该段路基填筑已经被建设单位评为全线样板工程。

[1]刘新喜,夏元友,刘祖德,等.强风化软岩路基填筑适宜性研究[J].岩土力学,2006,27(6)：903-907.

[2]古城浩.武广客运专线无砟轨道路基填筑施工工艺[J].路基工程,2010(8)：141-143.

[3]李世勇.铁路路基填筑施工技术及质量控制研究[J].广西质量监督导报,2009(4)：34-37.

[4]王 斌.岭南高速公路路基填筑施工技术研究[J].公路工程,2010,35(1)：113-116.

[5]方 涛,熊 壮.高填方路基填筑碾压工艺控制的现场试验研究[J].公路工程,2009,34(1)：151-158.

Research on craft experim ents of hard rock debris group A filler in roadbed filling

ZHU Jing-zhi

Taking the filler experimental section of the high fill subgrade of hard rock debris group A along Fujian Xiangpu railroad Youxi train station as the example,the paper analyzes its experimentalmethods,the craft and the influential factors,and researches the adoptability of the roadbed hard rock debris group A filler,so as to accumulate the precious experience for sim ilar road projects.

roadbed,hard rock debris,experimental section

U 416.1

A

1009-6825(2011)03-0143-02

2010-10-10

朱经志(1975-),男,工程师,中铁十四局集团三公司,山东兖州 272100