王建立 许 魁 束冬林
(1.安徽省交通控股集团有限公司,安徽 合肥 230088;2.安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司,安徽 合肥 230088;3 安徽省高速公路试验检测科研中心有限公司,安徽 合肥 230601)
安徽省沿江地区属剥蚀低山丘陵地貌,冲积平原和低山丘陵地形;受地质年代久远、地层地形条件复杂等影响,地层岩性分布在剥蚀低丘工程地质区(II),主要有砂岩、粉砂岩、泥岩、灰岩、安山岩等相伴而生。其中,望东长江大桥北接线K5+230-K45+070 间断分布挖方段岩体主要由中-强风化砂岩、泥岩及砂砾岩组成;池州长江大桥接线K2+692-K18+153 间断分布挖方段岩体主要由中-强风化凝灰质砂岩、砂岩及安山岩组成,殷家汇互通区主要由中-强风化碳质灰岩、砂岩、泥岩组成。依据岩性工程性质分析,除部分全风化的泥岩水稳性相对较差外,其余均可分类作为路基填料。
表1 公路岩性路基填料及加工技术指标
望东长江大桥及池州长江大桥接线工程总石方挖方分别达到280 和340 万方,为有效利用挖方段岩性填料的优良骨架结构特性,将挖余岩性较好的集中堆放,统一使用碎石机粗加工成符合规范级配的通料碎石,直接用于台背及路床填筑,以取代设计原灰(水泥) 土路床及台背设计方案,其中望东长江大桥北接线路床及台背填料优化93 万方,池州长江大桥接线工程优化83 万方。
3.2.1 机具配置
每一独立的施工作业配备机械不得少于:1 台平地机、2 台>20J 振动压路机(单钢轮及凸轮各1 台)、1 台>21T 三轮压路机、1 台>25KJ 三边形冲击压路机及配套的推土机。
3.2.2 压实工艺
分层压实主导工艺:先用单钢振动压路机初平碾压,后用单钢振动压路机(强振挤密) →凸轮振动压路机(嵌挤破碎) →三轮压路机(密实整平) 次序并行碾压。
补充压实工艺:路堤每两米高度94 区顶及96 区次顶层分别采用>25KJ 三边形冲击压路机补充压实;台背回填范围内每两米采用夯击势能不小于36KJ 高速液压夯补强压实。
3.2.3 压实质量控制标准:
围绕《公路路基设计规范》 (JTGD 30-2015) “回弹模量”设计及“竖向压应变” 验算两大关键指标,项目实施中主要通过控制沉降差指标以保证路基压实质量,并就路基动态回弹模量指标适时开展了验证工作。
表2 路基沉降差检测指标建议
通过填料不同岩性及级配孔隙率、沉降差、落锤式动态回弹模量相关性研究,表明有必要改进一种便携动态回弹模量现场检测设备,使其适用于现场岩性路基动态弹性模量无损、快速检测。
(1) 优选分类填料成效。项目实施期间,会商设计及土地部门,通过利用挖方弃渣及岗地整治挖余岩性路基材料以替代原部分设计灰(水泥) 土路基方案,发挥了岩性路基工程材料特性,不仅提升路基填筑功效,且减少可耕地占用约300 亩,节约石灰(水泥) 约22 万吨,减少工程造价2000余万元,取得了较好的经济及社会效益。
(2) 路基工程实体质量的提升。目前望东长江大桥北接线已通车运营三年以上,池州长江大桥接线工程已通过交工验收,经竣(交) 检测,路基、台背及边坡稳定,均达优良工程标准,在路面横向收缩裂缝防治及路基抗竖向压应变等方面均优于相临土质路基工程路段。
(1) 皖江多雨潮湿环境下路基工程选用灰(砂、泥) 等骨架结构岩质填料,在路基填筑功效、抗竖向压应变水稳性、及耐久性均优于石灰(水泥) 土,结合丘陵山区挖方及岗地土地整治,宜作为路基填料方案首选。
(2) 依据路床、路堤及台背结构层功能需求,路基填料选取时应结合现场岩土分布、工程岩性及风化程度按现行行业规范分类使用,以利物尽其用。
(3) 路床及台背岩性填料应采用二次加工解小,确保最大粒径、不均匀系数等指标满足现行行业规范要求,施工时宜突出振动凸轮碾压及冲击补充碾压(液压夯) 碾压功效。
(4) 根据现行公路路基设计规范动态弹性模量关键指标,有必要研发适用于施工过程压实质量高效无损检测仪器及评定方法。