软岩填料路堤修筑技术的试验研究

所属栏目:建筑设计论文 发布日期:2011-02-05 07:06 热度:

  摘要:在介绍软岩填料的工程特性的基础上,应用具体实例作为实验,分析了实验方案和步骤,得出实验结果,说明试验段采取的压实方案是可行的。
  关键词:软岩填料;压实工艺;试验研究
  
  1软岩填料的工程特性
  (l)软化性
  大量室内试验与工程实践表明,软岩具有很强的软化性,即一定尺寸的软岩块与大气及水相遇后容易软化,力学性质会发生较大变化,其强度及刚度均大幅度降低。在岩土工程中,用“软化系数”来表征这一性质,其定义为岩石浸水后的抗压强度与干燥岩石的抗压强度之比。当软化系数大于0.75时,一般认为软化性很小,当软化系数接近于1时,可认为岩石不软化。
  (2)崩解性
  软岩不仅具有很强的软化性,还具有很强的崩解性。全风化的泥质千枚状板岩耐崩解能力差,最好将其当作土来对待;泥质千枚状板岩与砂质千枚状板岩在施工过中应充分破碎,以防止填土因材料的软化与崩解而发生过大的沉降,影响路基稳定性与耐久性;软质岩的水理性强弱与所含的粘土矿物有关,也与含水率的替变化程度有关,一般保持天然含水率状态下浸水的矿岩,水理性显现程度较小而发生失水过程的矿岩再浸水后,其水理性就变得极其强烈。
  (3)路用性
  指出水对路基的稳定性有显著影响,在实际工程施工中应采取有效措施防水浸入路基;填筑路堤时应适当增加粗骨料的比例,以增强路基的稳定性,细颗粒填料的重量比应小于50%。
  2工程概况
  工程试验段位于某公路K10+000-K10+600,全长600m,最大填土高度19.8m。该试验段填方坡比为:8m以上采用1:1.5,8m以下采用1:1.75。试验段地基覆盖层上部为种植土、填筑土、(含砾)低(高)液限粘土,局部地段为小块石土;下部为粘土质砾、砂、卵石或卵石夹土、漂石层等,下伏基岩为页岩。全部采用软岩料填筑路堤。软岩料物理力学性质如表1。
  表1软岩料中细粒土的界限含水量
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  3试验方案
  (1)在K10+000-K10+200(试验段一)按松铺厚度30cm,50cm,70cm进行填料。松铺厚度为30cm时,采用振动压路机进行碾压,碾压遍数为6遍;松铺厚度为50cm时,先用羊足碾碾压2遍,再用YZ20E振动压路机碾压6遍;松铺厚度为70cm时,采用振动压路机碾压10遍。其中松铺厚度为70cm时,分别在距路堤表面0-20cm,20-40cm,40-60cm的位置进行压实度检测。
  (2)在K10+200-K10+400(试验段二)按松铺厚度30cm,50cm,70cm进行填料,采用YZ18B振动压路机进行碾压。松铺厚度为30cm时,碾压遍数为4遍;松铺厚度为50cm时,碾压遍数为6遍;松铺厚度为70cm时,碾压遍数为8遍。其中松铺厚度为50cm,和70cm时分别在路堤表面和距路堤底面20cm处进行压实度检测。试验段填筑结束后,在其顶面进行回弹模量检测。
  4试验步骤
  (1)本次实验分别采用YZ18B振动压路机及YZ20E振动压路机。其中YZ18B振动压路机工作质量(kG):18000;静线荷载(N/cm):42;振幅(mm):1.80/0.85;振动频率(高)(HZ):30;激振力(高/低)(kN):320/210。YZ20E振动压路机工作质量(kG):20000;静线荷载(N/cm):574;振动频率(高/低)(HZ):28/35;激振力(高)(kN):420。
  (2)路堤填料之前,首先对填料进行击实和筛分等试验。
  (3)采用渐进式摊铺方法进行填料的摊铺。为能控制填料松铺厚度,上料前应根据自卸车的容积计算出试验段松铺一定厚度时所需填料的车数,并用石灰布置方格网确定卸料的位置。同时在路堤边线处设置标尺,及时查看填料松铺厚度是否满足要求。填料的最大粒径不得超过松铺厚度的2/3,同时最大粒径不得超过40cm。
  (4)填土结束后,首先用推土机进行初平,再用平地机精平,并根据现场需要适度洒水,确保路堤含水量保持在最佳含水量2个百分点之内。
  (5)整平结束后,用铁钉加红布条作为沉降标埋设在路堤表面,并测出其初始标局。
  (6)采用不同的施工机械组合进行碾压,每次碾压后进行各项检测试验。
  (7)试验段按要求填筑结束后在其顶面进行回弹模量试验。
  (8)试验段填筑至设计标高后在路堤顶面设置沉降标进行工后沉降观测。
  5试验结果及分析
  5.1压实机械的选择
  振动压路机按行驶方式可分为自行式、拖式和手扶式;按碾压轮形状可分为光轮式和捣实式(凸式和羊脚式)。与静作用压路机相比,振动压路机具有以下特点:
  ①同等质量下的振动压路机比静作用压路机的激振力大,压实效果好;
  ②振动压路机的生产效率高,当路堤达到相同的压实度要求时,其碾压遍数较少;
  ③具有滚压和振动的双重作用,用于砂类土、砾和大粒径碎石时其效果远远优于静作用压路机等其他压实机械。
  5.2施工压实工艺
  试验段按试验方案进行填筑。其中试验段一松铺厚度为50cm时,由于粗颗粒含量较高,未能采用灌砂法检测其压实度。
  (1)表面沉降与碾压遍数之间的关系
  图1-图2为路堤沉降与碾压遍数之间的关系曲线。试验结果表明:随着碾压遍数的增加,分级平均沉降量迅速减小,累计平均沉降量趋于稳定;在相同的压实机械作用下,累计平均沉降量随松铺厚度的增大有增大趋势。在松铺厚度相同的情况下,压实机械功率越大,填料的累计平均沉降量增大,其中松铺厚度为70cm时,压实机械功率小幅度增加(试验二YZ18B增大到试验段一YZ20E),填料的累计平均沉降量变化较小。综合考虑两处试验段沉降观测值,采用YZ18B或YZ20E压路机,松铺厚度为30cm时,最佳碾压遍数为3-4遍;松铺厚度为50cm时,最佳碾压遍数为4-5遍;松铺厚度为70cm时,碾压遍数达到5遍以上时,填料的分级平均沉降量较小。
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文章标题:软岩填料路堤修筑技术的试验研究

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