一種高速公路砂礫卵石土路基的施工工藝的製作方法
2023-05-29 06:31:21
本發明屬於交通工程領域，具體涉及一種高速公路砂礫卵石土路基的施工工藝。
背景技術：
砂礫卵石土作為一種新型的路基填築材料，由粘土顆粒、粉粒、砂、礫石和表面光滑圓潤的卵石按照一定級配組成，其作為粗粒土與普通路基填料相比，具有透水性強，抗剪強度高和整體剛度大等工程特性，是一種比較優良的路基填築材料，但是現有規範缺乏對砂礫卵石土路基施工的技術指導，因此目前該類填料僅用於低等級公路建設中，造成大量資源的浪費。
由於缺乏施工的技術指導，以及適用的檢測手段，目前砂礫卵石土路基施工及質量控制存在的問題主要包括以下幾個方面：（1）砂礫卵石土路基均勻性差，採用壓實度指標不足以衡量路基填築質量；（2）砂礫卵石土路基現場幹密度測試方法存在局限性，現場幹密度測試一般採用灌水法或者灌砂法。砂礫卵石土粒徑大，幹密度試坑一般要求也大（最大粒徑的1.5～2倍），測試工作量很大，精度小。用於現場施工過程控制難度大；灌砂法和灌水法屬於破壞性試驗，試坑部位回填壓實度很難達到原有程度，不利保證路基整體質量；（3）砂礫卵石土是散粒體，粘聚力很小，對地基的不均勻沉降反應靈敏，砂礫卵石土路基的穩定性差；（4）長三角地區降水量大、地下水位高，砂礫卵石土透水性強，雨水和地下水浸入路基易造成路基整體失穩。
技術實現要素：
本發明的目的在於克服現有技術的缺陷，提供一種高速公路砂礫卵石土路基的施工工藝。
為實現上述目的，本發明採用如下技術方案：
一種高速公路砂礫卵石土路基的施工工藝，包括如下步驟：
（1）基底處理：砂礫卵石土路基填筑前，對原地面進行表面清理，清除雜物，對於一般耕植土地段，原地面清除表土30cm深，同時用土料回填原地面的坑、洞，並進行壓實。
砂礫卵石土路基填筑前，首先應該對原地面進行表面清理，並對基底壓實度進行檢測，如果基底為鬆散土，使其重型壓實度不小於90%，當砂礫卵石土路基高度小於80cm時，基底壓實度不應小於95%。
（2）填料篩選：選用砂礫卵石土為填料，砂礫卵石土中大於5mm的顆粒含量為砂礫卵石土總質量的30%~70%，小於0.075mm的顆粒含量為砂礫卵石土總質量的0~5%；砂礫卵石土的最大粒徑不大於松鋪厚度的2/3，松鋪厚度為30cm時，最大粒徑不大於17cm，松鋪厚度為40cm時，最大粒徑不大於22cm；
（3）攤鋪：分層填築，先攤鋪包邊土，後攤鋪砂礫卵石土；砂礫卵石土的卸料與攤鋪同步進行，採用漸進式攤鋪法，自卸車沿安排好的砂礫卵石土運行路線，按水平分層、先高后低、先兩側後中央卸料的方法攤鋪出一個工作面，然後用推土機進行初平；砂礫卵石土松鋪厚度為30~40cm；包邊土寬度為0.5m~2.5m，松鋪厚度不大於20cm；
（4）碾壓：砂礫卵石土壓實機械選用單鋼輪振動壓路機或拖式振動壓路機，或與衝擊式壓路機進行組合；碾壓組合為先靜壓後振壓再靜壓，開始靜壓遍數為一遍整平，來回輪跡重疊，然後按規定遍數振動碾壓，來回輪跡重疊算一遍，最後靜壓一遍收光，來回輪跡重疊；碾壓時先壓兩側再壓中間，壓實路線對於碾輪縱向相互平行，反覆碾壓；碾壓時行與行之間重疊40～50cm，前後相鄰區段重疊100～150cm；碾壓速度2～4km/h，開始時用慢速；
（5）質量檢測：對碾壓的路面進行質量檢測，不符合標準的重複步驟（4）碾壓，符合標準的進入下一道工序；
（6）灑水養生。
本發明的工藝經路基彎沉試驗檢驗，質量滿足規範和設計要求。採用本發明的工藝進行高速公路路基構築，充分利用地方築路材料，少佔良田，節約投資，既能保證路基的強度和穩定以及路面的使用壽命，又能保護環境。並且相比現有灰土路基成本低廉，其和灰土相比，節約工程費用，並減少了取土坑耕地佔用費，砂礫卵石土作為填料施工工序簡單，松鋪厚度比灰土略大，不需要摻加石灰，攤鋪整平後即可碾壓，縮短了建設工期，可減少人工費用，能帶來巨大的經濟效益。
具體實施方式
實施例1
（1）基底處理：砂礫卵石土路基填筑前，對原地面進行表面清理，清除雜物，對於一般耕植土地段，原地面清除表土30cm深，同時用土料回填原地面的坑、洞，並進行壓實。
砂礫卵石土路基填筑前，首先應該對原地面進行表面清理，並對基底壓實度進行檢測，如果基底為鬆散土，使其重型壓實度不小於90%，當砂礫卵石土路基高度小於80cm時，基底壓實度不應小於95%。
砂礫卵石土路基填筑前應對地基的承載力進行測試，地基的承載力應滿足路基不同填築高度的要求:當填石路基填築高度小於10m時，地基承載力不宜低於150KPa；當填石路基填築高度為10-20m時，地基承載力不宜低於200KPa；當填石路基填築高度大於20m時，路基應宜填築在巖石基面上。當路堤基底原狀土的強度不符合要求時，應進行換填，其換填深度不小於30cm。若遇到不良地基（膨脹土、鹽漬土、黃土等）時，應視具體工程條件採取清淤、排水固結、拋石、換填或複合地基等技術措施以加固處理。
（2）填料篩選：選用砂礫卵石土為填料，砂礫卵石土中大於5mm的顆粒含量為砂礫卵石土總質量的30%~70%，小於0.075mm的顆粒含量為砂礫卵石土總質量的0~5%；砂礫卵石土的最大粒徑不大於松鋪厚度的2/3，松鋪厚度為30cm時，最大粒徑不大於17cm，松鋪厚度為40cm時，最大粒徑不大於22cm；
路基填築中的砂礫卵石土應嚴格控制粒徑組成，填料中大於5mm的顆粒含量應保持在 30%以上、70%以下，嚴禁大面積出現砂礫卵石土粗顆粒含量大於70%的區域，若粗顆粒含量較多，可剔除一部分粗顆粒，或者在填料中加入適量細顆粒拌合後再進行碾壓。砂礫卵石土中的含泥量不宜過高，小於5%為宜，此處規定粒徑小於0.075mm 的顆粒含量為含泥量，含泥量過大時必須進行改善。砂礫卵石土的最大粒徑應小於攤鋪厚度的2/3，當較難判斷最大粒逕取值時，可將最大粒逕取為100mm，大於最大粒徑部分的填料要進行人工剔除。現場填料的含水率必須進行嚴格控制，含水率應控制在最佳含水率的±1%以內，由於不同粗顆粒含量下的砂礫卵石土最佳含水率差別較大，所以應根據顆粒篩分試驗的結果判斷填料含水率是否滿足要求，若含水率過大，應將填料攤開晾曬，若含水率過小，需灑水拌合。砂礫卵石土運至現場後要進行顆粒篩分，含水率測定，粗顆粒含量確定以及確定含泥量，滿足前述要求後方可填築。
（3）攤鋪：分層填築，先攤鋪包邊土，後攤鋪砂礫卵石土；砂礫卵石土的卸料與攤鋪同步進行，採用漸進式攤鋪法，自卸車沿安排好的砂礫卵石土運行路線，按水平分層、先高后低、先兩側後中央卸料的方法攤鋪出一個工作面，然後用推土機進行初平；砂礫卵石土松鋪厚度為30~40cm；包邊土寬度為0.5m~2.5m，松鋪厚度不大於20cm；
其中，包邊土選用5%石灰土，石灰採用III級以上灰，在使用前充分消解，並悶料，摻生石灰悶料時間2~3天，摻消石灰悶料時間1~2天，消解後的石灰在7-10天內使用完。包邊土具體施工流程如下：
土場按比例摻灰→悶料(摻生石灰悶料時間不少於2d不大於3d，摻消石灰悶料時間控制在 1d～2d)→挖掘機翻拌1～2次確保灰土均勻（必要時用推土機配合翻拌）→灰劑量檢測→運料至現場→平整穩壓→按比例灑餘下的消石灰（在原地表處理和結構層灰劑量不足時）→路拌機翻拌 2～3次→平整穩壓隨機檢查含水量→平整碾壓密實達到規定層位壓實度要求→視情況灑水養生→報驗→進入下道工序。包邊土施工每層20cm，在施工卵石土前分兩層進行，首先清除修整下承層表面浮土和雜物，並整型和壓實；石灰土的拌和採用二次拌和法，第一次加入 60%左右的石灰悶放1-2天，使用時，其餘石灰進行第二次拌和，運到現場。對於倒在路基上的石灰土，先用140推土機粗平，一邊上土，一邊粗平，松鋪係數約為1.15左右，填築厚度帶線施工，防止推低或推得過高。推土機整平後，用石灰打上包邊土邊線，採用挖機對包邊土邊緣進行修整，保證包邊土與砂礫卵石土界面整齊劃一。粗平後應隨即檢測石灰劑量（防止灰劑量的衰減），若灰劑量不足需補足石灰劑量，用路拌機拌和均勻，檢測人員檢查拌和的均勻性與拌和的深度，檢測人員每隔10～20m挖坑檢查，防止出現「夾層」現象。
為得到砂礫卵石土的松鋪係數，施工時每10m一個斷面在距路中心左右幅各1.5m、10m、15m、20m共八個位置設置特徵點，從整個特徵點的數據計算出砂礫卵石土施工的平均松鋪係數，砂礫卵石土松鋪厚度40cm的松鋪係數為1.13，松鋪厚度30cm的松鋪係數1.12。選用40cm松鋪係數可以提高施工效率。
（4）碾壓：碾壓前對待壓層的松鋪厚度、平整度和含水量進行檢查；在砂礫卵石土含水量5.5%時進行碾壓。砂礫卵石土壓實機械選用單鋼輪振動壓路機或拖式振動壓路機，或與衝擊式壓路機進行組合；碾壓組合為先靜壓後振壓再靜壓，開始靜壓遍數為一遍整平，來回輪跡重疊，然後按規定遍數振動碾壓，來回輪跡重疊算一遍，最後靜壓一遍收光，來回輪跡重疊；碾壓時先壓兩側再壓中間，壓實路線對於碾輪縱向相互平行，反覆碾壓；碾壓時行與行之間重疊40～50cm，前後相鄰區段重疊100～150cm；碾壓速度2～4km/h，開始時用慢速；
優選採用單鋼輪振動壓路機碾壓，壓實噸位為20t以上，振動頻率25-32Hz，振幅1.5mm以上，碾壓速度2-4km/h；其中，振動碾壓的次數為，對於30cm松鋪厚度，振動碾壓4~5遍；對於40cm松鋪厚度，振動碾壓5~6遍。
（5）質量檢測：對碾壓的路面進行質量檢測，不符合標準的重複步驟（4）碾壓，符合標準的進入下一道工序。其中，砂礫卵石土的檢測指標採用沉降差，控制標準值定為4mm，保證每個檢測區段內所有測點沉降差均小於異常值5.8mm；每個檢測區段內所有檢測點沉降差小於4mm的保證率不低於 95%。
（6）灑水養生。