高速铁路路基填料的改良措施及施工工艺

李林春

摘要：本文根据作者多年高速公路路基、路面施工经验，结合目前高速铁路施工中路基土质改良的普遍做法，简要介绍目前我国高速铁路路基土质改良的方法及施工工艺，以供参考。

关键词：高速铁路；路基填料；改良措施；施工工艺

U238

列车的高速、安全、平稳运行，要求其轨面应具有较高的平顺性。因此.高速铁路对支撑轨道基础的路基提出了很高的要求。必须具有足够的强度和刚度，高速铁路路基与普通铁路路基有很大差别。路堤填料和地基处理又是路基施工中的重点、难点。高速铁路路基工程量大，在缺乏优质填料的情况下，应采取相应的土质改良方法，结合实际情况总结如下土质改良措施及施工方法：一 石灰改良土

石灰改良土具有较高的抗压强度，强度形成好的石灰改良上是一种整体材料，具有板体作用和较好的水稳性和一定的冰冻稳定性。由于石灰属于中缓凝慢硬材料，从加水拌和到碾压成型的延迟时间对其压实度和强度没有明显的影响，最长延迟时间可达2-3d。但一般而言，石灰改良上的强度有一定限制，其可调范围远比水泥改良土要小，而收缩性较水泥土要大。另外，石灰改良上具有早期强度低的特性.其强度随龄期的增长较水泥改良土慢得多。到28d龄期时，水泥改良土约达到70%左右的强度，而石灰改良上只能达到30%左右的强度，并且石灰改良上的强度增长期很长，可达8年—10年以上。当温度较低时，其强度随龄期增长缓慢，所以施工工期受到限制。

原則上石灰可以改良任何细粒上，分析表明，用相同剂量的石灰改良不同的黏性上，改良上的强度随上中黏粒含量的增加和塑性指数的增大而增大。从技术、经济上考虑，石灰宜改良黏粒( d < 0. 002 m)叫含量大于10%及IP>12的黏性上。

路拌施工

⑴根据用土比例和每车土量将素土按指定位置堆放，均匀卸在路槽顶面，并用推土机和平地机粗平，用轻型压路机稳压一遍，检查布土厚度和含水量。

⑵石灰应在使用前一周充分消解，并通过10mm筛孔，用布灰机或打方格人工布灰，均匀摊平。

⑶应采用专用拌和机械，施工时有专人检查拌和的深度，使稳定土层全部翻透，严禁在稳定土层与下承层之间残留一层素土，但也要防止翻犁过深。

⑷检查松铺厚度和混合料含水量、石灰剂量，并按规定取样制备抗压试件。根据天气情况，夏天混合料含水量应较最佳含水量高出1～2个百分点。

⑸用石灰稳定塑性指数大的粘土时，应采用两次拌和。第一次加70%~100%预定剂量的石灰进行拌和，闷放1~2d，此后补足需用的石灰，在进行第二次拌和。

⑹表面高出设计标高部分应予刮除并将刮下的石灰土扫出路外；局部低于标高之处，不能进行贴补，必须将其铲除重铺。

碾压：

⑴用轻型压路机碾压一遍，再用平地机进行整平、整型，经检查达到规定标高后再进行压实。

⑵用12T以上压路机全宽碾压1～2遍，每次重叠1/2碾压宽度；用压路机碾压到规定压实度。一般需碾压6～8遍。用人工摊铺和整形的稳定土层，宜先用6～8t两轮压路机或轮胎压路机碾压1～2遍，然后再用重型压路机碾压。

⑶碾压应遵循由路边向路中、先轻后重、先下部密实后上部密实、低速行驶碾压的原则，避免出现推移、起皮和漏压的现象。碾压程序和碾压遍数并不是唯一的，应通过试铺确定。

接缝：基层的横向施工接缝、应采用与表面垂直的平接缝处理，确保接缝处横向与纵向平整度。同日施工的两工作段的衔接处，应采用搭接。前一段整形后，留5~8m不进行碾压，与后一段重新拌和碾压。

⑴石灰土在养生期间应保持一定的湿度，不应过湿或忽干忽湿。养生期不宜少于7d。每次洒水后，应用两轮压路机将表层压实。石灰土碾压结束1~2d，当其表面干燥（含水量不大于10%），可进行下一步施工。

⑵在养生期间未采用覆盖措施的石灰稳定土层上，除洒水车外应封闭交通。在采用覆盖措施的石灰稳定土层上，不能封闭交通时，应限制车速不得超过30km/h，禁止重型卡车通行。

2 场拌施工

⑴开始拌和前，拌和场的备料应能满足3-5天的施工要求。拌和前应使石灰充分消解并过筛。

⑵每天开始搅拌前，应检查场内各处集料的含水量，计算当天的配合比，外加水与天然含水量的总和要比最佳含水量略高。实际的灰剂量可以大于混合料组成设计时确定的灰剂量约0.5％。

⑶每天开始搅拌之后，每1-2小时检查一次拌和情况，抽检其配比、含水量是否变化。高温作业时，早晚与中午的含水量要有区别，要按温度变化及时调整。

混合料的摊铺机摊铺

⑴摊铺前应将下层适当洒水湿润。

⑵摊铺前应检查摊铺机各部分运转情况，而且每天坚持重复此项工作。

⑶调整好传感器臂与导向控制线的关系；严格控制厚度和高程，保证路拱横坡度满足设计要求。

⑷摊铺机宜连续摊铺。如拌和机生产能力较小，在用摊铺机摊铺混合料时，应采用最低速度摊铺，禁止摊铺机停机待料。

⑸摊铺机的螺旋布料器应有三分之二埋入混合料中。

混合料平地机摊铺

⑴根据计算在路基上划好方格，并将下层适当洒水湿润。

⑵专人指挥运输车按方格卸混合料。

⑶用推土机进行粗平，用轻型压路机碾压一遍，再用平地机进行整平、整型，经检查达到规定标高后再进行压实。

机械设备配置

石灰、粉煤灰改良土

二灰土具有较高的强度，虽然早期强度偏低，但后期强度较高。二灰土在形成过程中，内部进行物理化学反应，形成致密整体，具有较好的水稳定性和抗冻性。由于土的塑性指数变化，特别在10—20之间，二灰土的强度变化尤为明显，塑性指数高的土，强度亦高，但是土的塑性指数越高，越难粉碎，不易施工。

路拌法施工

1布粉煤灰

⑴根据计算出每延米粉煤灰用量，在素土表面人工码成两个标准断面的梯形，并做出相应标尺进行量方。然后沿两侧及中心各打一灰线，人工进行摊铺，采用扣锹法，禁止扬锹，将粉煤灰均匀摊铺，摊铺后，适当洒水，防止粉煤灰飞扬。

⑵粉煤灰撒布均匀后，用旋耕机进行拌和，拌和深度不宜到底，拌和完后用东方红推土机进行排压，平地机整平后，再用压路机快速静压一遍。

2备石灰

⑴根据计算出每延米石灰用量，按梯形断面人工码成两个标准梯形断面，并做出相应标尺进行量方。然后沿两侧及中心各打一灰线，用人工均匀摊铺。

⑵石灰摊铺均匀后，用路拌机进行拌和，拌和深度达到下承层1cm左右，拌和机后设专人检查拌和深度，严禁拌和层底部留有素土夹层，拌和遍数视拌和情况而定，直至达到拌和均匀，没有超粒径土块为止。拌和完后用东方红推土机进行排压，试验人员现场检测灰剂量及含水量，如含水量不足及时洒水。洒水后闷料时间不少于4h，自检灰剂量合格后报监理抽检，合格后进行放点整形。

3碾压

经最终拌合及整形的二灰土在半幅全宽范围内进行碾压，碾压横向轮迹重叠1/2轮，不能出现漏压现象，确保碾压均匀。

碾压采用羊足碾及YZ16B压路机各振一遍，速度为2.0-2.5km/h，然后用YZ18或三光轮压路机静压一遍，最后用YL16压路机静压一遍，消除表面轮迹。压实度采用灌砂法进行检测，并且全厚进行取样。碾压过程中对有起皮或翻浆处设专人进行处理，保证碾压段落的整体外观质量。碾压过程中严禁压路机在已完成的或正在碾压的路段处调头或急刹车，保证表面不受破坏。

4养护

碾压完后对二灰土表面进行洒水养生，养生期不小于7天，在养生过程中要始终保持二灰土表面潮湿。养生期间，除洒水车外，严禁其它车辆行驶。

5机械设备配置

具体施工工艺同石灰改良土施工。

水泥改良土

水泥改良土的优点是具有足够高的强度，其7d的无侧限抗压强度可达几个兆帕，能满足高速铁路对基床底层的要求；受水分变化的影响不大，并且它的强度越高，稳定性越好。它的缺点是在施工过程中容易产生收缩裂缝，当水泥用量超过一定比例时，改良后的土体收缩性增大，从而容易产生较多的收缩裂缝，并且伴随着水泥等级的提高，水泥中细颗粒越多，更容易产生裂缝。当裂缝发生后，可能会导致基床表层的级配粗粒料与基床底层改良上相互侵入，严重影响排水效果。在列车荷载重复作用下，发生翻浆冒泥的可能性大大增加。从而引起路基病害，影响列车的高速、安全、平稳运行。因此，采用22. 5级水泥可以保证改良填料有较好的弹塑性特征。避免填料产生过多裂缝，影响路基的稳定性。另外，由于水泥的水化和水解作用进行得较快，因此在实际施工中，应该使用拌和效率高的机械，并使拌和、整平、碾压几道工序紧紧相接，尽可能缩短从加水拌和到压实的间隔时间，这对路拌法施工特别重要。水泥改良上不宜在雨季施工。

原则上水泥可改良任意的黏性上。从经济技术方而考虑，水泥适用于改良不均匀系数Cu＞10，IP<12 且WL < 40%的黏性上。当被改良的上质不能满足要求时，可填加部分石灰或用部分石灰代替部分水泥，能明显增加水泥改良上的强度。

施工工艺：铺原状土→推土机推平→压路机静压一遍→撒水泥→路拌机搅拌→压路机静压一遍→平地机精平→压路机碾压至符合压实度为止。施工方法同石灰稳定材料施工。

施工中注意事项

⑴碾压过程中，混合料的表面要始终保持潮湿，如果表面水蒸发得快，及时用洒水车补洒少量的水。从加水拌合到碾压终了的延迟时间不超过6小时。

⑵严禁压路机在已完成的或正在碾压的路段上“调头”和急刹车，以保证混合料表面不受破坏。

以上仅为我单位以往施工经验，在实际施工中，将根据现场情况总结有效的改良和施工方法，确保路基的强度、刚度和路基工后沉降满足客运专线的要求。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。