孟加拉国常用路基填料及其填筑压实工艺分析

邢富强，李庆海，李安洪，蒋楚生

(中铁二院工程集团有限责任公司，成都 610031)

1 概述

孟加拉国位于南亚次大陆东北部的三角洲平原上，全境85%的地区为平原，东南部和东北部为丘陵地带。孟加拉国被人称为“水泽之乡”和“河塘之国”，是世界上河流最稠密的国家之一。全国有大小河流230多条，全国约有50至60万个池塘，平均每平方公里约有4个池塘。中国中铁中标的孟加拉国增建二线，线路全长64.2 km，全线98%以上路基为路堤，路基填料来源及填筑压实工艺关系到项目的成败。而孟加拉国内填料缺乏，来源单一。道路修建主要采用河流沉积的粉细砂进行填筑，但沉积砂普遍具有含水量大、失水快、渗透性强、压缩性高、松散、流变明显、抗剪强度低等特性，工程施工性质差，此类填料的填筑及压实控制是本项目的主要难题之一。

2 本线的路基填料划分标准及填料性质指标

对于路基填料，招标文件仅规定了下列材料不能用于路堤填筑。

(1)《土壤统一分类系统》中“Pt”(腐殖土)和“O”(有机质土)等有机质土。

(2)《土壤统一分类系统》中“ML”类土，液限小于50%、塑性指数小于4以及细粒含量(通过200号筛即0.075 mm筛孔)大于35%的粉土(silts)。

而招标文件的土壤分类系统采用的是《统一土壤分类系统》，主要通过代表不同含义的2个字母对土壤进行分类，表1为每个字母代表的土壤性质及类别。

表1 《统一土壤分类系统》字母标识

按照表1两个代号，对土壤进行分类，各个字母组合所代表的土类详见表2。

根据上述规定，《土壤统一分类系统》中不能用于路堤填料的土类主要是Pt、OL、OH以及粉土(含有字母“M”的土)中部分土不能用，含有字母M的土类主要有ML、MH类土，根据招标文件，ML类土不能用，但是对于液限≥50%、塑性指数≥4以及细粒含量＜35%的MH类土能够用于路堤填筑;除上述不能用的土外，下列土类均可用于路堤填筑:GW、GP、GM、GC、SW、SP、SM、SC以及 MH(液限≥50%、塑性指数≥4以及细粒含量＜35%部分)。

孟加拉国大部分位于河流冲积平原上，在河流下游及河口地带有大量的粉细砂，为孟加拉国最主要的路基填料，本项目中主要的路堤填料即为粉细砂，其筛分实验结果详见表3。

3 路基压实控制指标

招标文件要求的路堤结构及压实标准如表4所示。

招标文件中明确采用ASTM D—1557击实试验作为压实度控制的标准，而ASTM D—1557标准与国内重型击实标准基本一致，详见表5。

表2 《统一土壤分类系统》填料划分标准

表3 现场填筑用砂筛分实验结果

表4 不同路堤结构及压实控制标准

表5 击实标准对比

目前，国际上对路堤填筑压实度均比较重视，但是对于压实标准，各国又不尽相同，国际上比较通用的主要是普氏击实及其衍生的修正普氏击实两种击实标准方法，其主要区别在于击实功的大小:普氏击实的单位体积击实功大约为600 kJ/m3，修正普氏单位体积击实功大约为2 700 kJ/m3。

各国在设计路堤填料时，均是首先确定采用何种填料进行填筑，再在实验室对该填料进行普氏击实(修正普氏击实)试验，确定试验室最大干密度，通过现场碾压后，获得碾压后的最大干密度，与实验室最大干密度进行对比，其百分数即为压实度。

在现场实验室对本线常用的粉细砂填料，采用ASTM-D1557进行试验，得到了其最佳含水率和最大干密度，并对不同压实度下的粉细砂的CBR值进行了试验，其试验结果见表6。

表6 最大干密度及最佳含水率及不同压实度下的CBR值试验结果

通过上述试验方法获得填料的最大干密度后，工程师会根据本国相关规范对压实度指标进行设计，表7为中国、德国、英国对不同等级铁路路堤填料的压实度控制指标。

4 现场填筑流程及施工工艺

4.1 施工准备

(1)现场准备

表7 各国对不同等级铁路路堤填料的压实度控制指标

核对施工地段的地基条件，并核对已获得工程师认可的地面线数据、地质填图及线路图设计，然后利用批准使用的导线点和水准点，在找平层路基上放出路基中桩和边桩，边桩按一定加宽值进行布设，并顺序记录中桩、边桩位置，实测地面高程。做好复测和放样记录，并整理好这些资料报工程师审核认可。

(2)填料试验

对所有用于填筑的填料进行取样，并进行填料室内试验(天然含水率、液限、塑限、有机质含量及颗粒筛分试验)，并按ASTM Designation 1557进行击实试验，获得填料的最大干密度和最佳含水率。

(3)按照招标文件要求，清除地表至少150 mm范围内(工程师另有指示的除外)的所有表层土或杂草、淤泥等非适宜性材料。清表后尽量保证地表平顺，并采用重型压路机将地表至少碾压3遍。对需进行地基处理(包括砂垫层、排水板、砂桩、预制打入桩)的地段，待地基处理施工完毕后方可进行路堤填筑。

(4)按照招标文件要求，路基横断面间距不大于25 m，在施工地段曲线范围内，适当加密边桩，并标明里程桩号，测出纵断面及横断面高程，并按照经监理工程师认可后的图纸确定路基填筑宽度，放出路基边坡线。

4.2 孟加拉国现场路基填筑流程

孟加拉国80%以上的地区为恒河和布拉马普特拉河三角洲，水道纵横，河运发达，河流和湖泊约占全国面积的10%，当地路堤填筑多采用吹沙法进行施工，其代表性施工断面图如图1所示。

图1 吹沙法填筑路堤典型断面

其施工步骤如下所述。

(1)路堤清表。(2)开挖需填筑区域基础范围内2～3 m深区域，以获得原始地面表层可以用于包边的粉质黏土或者黏土及表层腐殖质土壤，获得的土壤存放待用，当不足时从其他取土坑获得。(3)利用上述粉质黏土实施包边土施工，包边土宽度以路堤高度1～4 m时为1 m宽、大于4 m时为1.5 m宽为标准，实施过程中一般大于上述宽度以进行必要的碾压工作及进行后期的边坡修整。(4)在线路沿线选择与线路交叉的河流或者离线路距离不超过3 km的河流，并利用直径20～40 cm的钢管或PVC管从河道位置开始铺设吹沙管至路堤填筑区域或作为施工用沙的备料区域。(5)利用上述河流，使用吹沙船从河流下游获得粉细沙填料，并通过吹沙船运输至指定位置。(6)使用吹沙船通过吹沙管将液态形状的粉细沙填料与水混合物直接抽送至已进行包边土施工的区域或者备料区域;首先对于已开挖的低于地表的2～3 m区域先进行吹沙填筑，吹填方向从临近河流处向远离处进行，每次吹填距离以20～30 m为宜，利用接长吹沙管的方法向远处进行吹填;利用附近河流、低地或者通过地下水流系统排除粉细沙内的多余水分;吹沙时使用推土机对出沙口附近堆积的沙土进行摊铺工作，每层吹填高度以40～100 cm厚度为宜;当吹填高度高于原始地面时，利用排水管穿过包边土向路堤外排除水分(排水管进口采用编制袋包裹以免粉细沙流出)，排出的水通过路堤外设置的过滤池，沉淀过滤后通过排水沟排至至吹沙船所在河流内，对吹填沙通过排水及晾晒至合适含水率后(通过试验室内最大干密度试验确定合适的含水率)，通过推土机初平、平地机精平，采用振动压路机进行碾压后，进行压实度检测。(检测时应先清除表层10～15 cm内由于压路机碾压走动可能导致的松土层，再进行灌沙法检测)。(7)当吹沙距离大于3 km或压力不足时，利用备料区域的粉细沙通过卡车运输至填筑区域，并晾晒至合适含水率后，通过推土机初平、平地机精平，采用振动压路机进行碾压，碾压后再进行一遍洒水、排水过程，利用水密法提高粉细沙的压实效果。(8)重复上述6～7项工作，直至吹填至设计路堤高程。(9)路堤填筑完成后，采用铲车或人工对路基边坡土边坡修整至设计坡度，并利用清表获得的腐殖质土在边坡外形成不小于10 cm厚的种植土层，利用路堤外草皮或者通过撒草籽的方式对边坡进行植草防护。

该施工流程可以大大减少粉细砂的压实难度，提高路基整体压实效果，避免人力、物力浪费，降低材料运输困难，压实后的压实度检测均达到了招标文件的技术要求，解决了采用粉细砂填筑路堤不易压实的难题，获得了监理工程师的认可。

5 结语

以孟加拉国某段增建二线施工项目为依托，介绍了一种国际上比较通用的《统一土壤分类系统》;并对中、德、英国常用的各类击实试验试验准则和压实度控制标准进行了对比和总结;通过筛分实验、CBR试验、ASTM-D1557实验获得了当地常用粉细砂填料的工程性质和压实性能;通过现场的填筑施工，总结了孟加拉国常用的吹沙法施工工艺流程，解决了采用粉细砂填筑路堤不易压实的难题。