韦罗高速冲积平原区风积沙路基压实工艺

边艳妮，薛 方

(中交第二公路工程局有限公司，陕西 西安 710065)

韦罗高速冲积平原区风积沙路基压实工艺

边艳妮，薛 方

(中交第二公路工程局有限公司，陕西 西安 710065)

以省级高速榆商线韦庄至罗敷公路为依托工程，总结以往沙漠地区风积沙路基的设计与施工经验，针对该地区风积沙中含水量的大小，进行风积沙材料的工程特性试验，根据试验结果采用两种不同的压实方法进行试验路的铺筑并进行路基质量检测，根据路基检测结果选择合理的路基压实方法。

风积沙；含水量；压实工艺；施工

1 引 言

韦罗高速公路LJ4标穿越渭洛河流域风积沙地区，该区以固定、半固定沙丘和沙垄为主，属平原微丘地形，沙漠地貌。路基全长13.7 km，路基两侧植被覆盖较好，地下水埋深较浅，水源丰富。具有较为丰富的风积沙资源，本着节约投资，就地取材的原则，特将此段路基设计为风积沙路基。

为了使风积沙路基达到最佳压实效果，以确保路基强度，提高路基的抗变形能力，本文在分析该地区风积沙工程特性基础上，总结目前国内外施工单位现有的施工机械，选择适合该地区风积沙路基施工的机械，通过采用不同的施工工艺进行路基试验路验证。对试验结果进行分析对比，得出适合该地区风积沙路基的施工工艺，同时指导其他类似工程地区风积沙路基施工。

2 风积沙的特性

本文选取该路段不同桩号及不同位置的风积沙进行高密度取样，分别对沿线风积沙开展物理化学特性试验、加州承载比、回弹模量等力学特性试验及最大干密度等室内及室外试验。部分试验结果，见表1～表8。

表1 风积沙相对密度试验结果

表2 风积沙颗粒组成

表3 天然密度及天然含水量试验结果

表4 最佳含水量时不同干密度

表5 不同状态下的CBR值

表6 试验路路基CBR计算结果

表7 不同干密度下的风积沙土基回弹模量值

表8 不同压实方法的最大干密度

通过试验结果可知：该地区风积沙中细粒组含量基本上在5%～15%，属于沙类土中含细粒土沙；风积沙天然含水量及天然密实度较沙漠地区风积沙稍大；风积沙由松散状态到密实状态的压实过程较短；风积沙颗粒的硬度和强度均较大，其风化程度较低，具有较高的机械稳定性。该地区风积沙的各项技术指标均符合相关要求，由此可知：该风积沙从颗粒特征、压实性及耐久性考虑均可用于路基填筑，其作为路基填料在技术上是完全可行的。

3 风积沙压实工艺

3.1 压实工艺选择

众所周知，路基压实工艺的选取取决于路基填料室内最大干密度确定方法的选取，而室内最大干密度的确定方法与路基填料的含泥量及含水量密切相关。一般情况下，沙漠地区风积沙天然含水量很低几乎为零，且水资源匮乏，故采用干法进行室内最大干密度试验及室外压实。表1～表3可知：项目沿线风积沙天然密度基本在1.60～1.70 g/cm3之间，天然含水量在4%～9%之间，含泥量约为 5%～13%，在一定程度上有利于解决风积沙松散易失水，抗剪能力差，不易检测等问题。且风积沙天然密度及天然含水量较一般干旱及半干旱沙漠地区相对要高，且含泥量较低，若采用干法进行试验，须将风积沙烘干至干燥状态，这显然不经济。故采用湿法确定其最大干密度并进行风积沙振动压实试验。

根据该依托工程风积沙填料的工程特性，并结合施工单位现有路基压实机械设备的使用情况，本文选用洒水后的振动压路机湿压法及水坠碾压法两种施工工艺进行对比，求取达到规范要求压实度的机械碾压遍数，确定适合本合同段风积沙路基的施工工艺，以指导风积沙路基的全线施工，确保路基施工质量。

3.2 试验路铺筑

(1)机械选型

本文在风积沙路基压实施工中，选用推土机及21 t振动压路机作为主要的压实机械。通过计算压实功等效计算，不同压实机械有效碾压厚度如下：中型推土机：20～30 cm；大型推土机：30～50 cm；21 t振动压路机：30～50 cm。本试验选用的主要机械设备及其主要技术参数见表9和表10。

表9 振动压路机技术性能表

表10 摊铺机械技术性能表

(2)湿压法施工

湿压法施工是指风积沙填料进行洒水达到最佳含水量后进行振动压路机碾压。根据以往的施工经验及施工机械压实功等效，湿压法施工时风积沙虚铺厚度H控制在30 cm，最大干密度采用最佳含水量下的表面振动法确定。在K64+580～K64+640段进行湿压法试验路铺筑，试验每碾压1遍进行一次压实度检测，由此得出符合规范要求压实度标准的机械碾压遍数。通过试验准备、原地表处理、填料铺设及碾压及封层施工等工艺完成试验路的铺筑。

(3)水坠法施工

湿压法施工是指风积沙填料进行洒水达到最佳含水量后进行振动压路机碾压。根据以往的施工经验及施工机械压实功等效，湿压法施工时风积沙虚铺厚度H控制在30 cm，最大干密度采用最佳含水量下的表面振动法确定。在K64+580～K64+640段进行湿压法试验路铺筑，试验每碾压1遍进行一次压实度检测，由此得出符合规范要求压实度标准的机械碾压遍数。通过试验准备、原地表处理、上土数量控制、推送填料与摊铺、围堰、灌水及碾压和封层施工等工艺完成试验路的铺设。

3.3 试验路检测

(1)路基质量检测根据相关规范，风积沙路基施工完毕后，应进行相关检测，其中，路基压实度检测尤为重要。试验路施工时，每碾压一遍需要对路基压实度进行检测。在测定断面路基施工中线上左右各间隔一定距离位置处，将表面10 cm松散层铲除后，测定其干密度及含水量，并由此计算其平均压实度。为了减少压实度检测的误差，当路基含水量较小时，采用套筒灌沙法或洒水环刀法进行检测。当路基含水量较大时，可用普通环刀法或灌沙法进行检测。

根据压实度检测结果，可以得出不同碾压遍数对应的压实度。湿压法的检测结果为：振动压路机碾压1遍后，平均压实度为89.4%；碾压2遍后，平均压实度为91.2%；碾压3遍后平均压实度为92.1%；碾压4遍后平均压实度为92.7%；碾压5遍后平均压实度为91%，碾压6遍后平均压实度为88.3%。

水坠碾压法的检测结果为：压路机碾压1遍后，平均压实度为92.1%，松铺系数1.24；碾压2遍后，平均压实度为93.3%，松铺系数1.244；碾压3遍后平均压实度大于94%，松铺系数1.25；碾压4遍后平均压实度为96.5%；碾压5遍后平均压实度为91.4%；碾压6遍后平均压实度为88%。

(2)封层质量检测

封层是风积沙路基工程的最后一道工序，其完工标志着路基工程的全部完成。所以封层的验收至关重要。封层的检测内容主要有：压实度、宽度、中线偏位、纵断面高程、平整度、横坡、厚度及弯沉，其中厚度及弯沉至关重要。根据《公路路基路面现场测试规程》(JTJ 059—95)中有关规定，弯沉检测时，测试用车符合BZZ—100标准。经检测，路基封层弯沉值及其他检测项目均符合规范及设计要求。

4 施工总结

根据检测结果可见：风积沙路基振动压实时，应严格控制其碾压遍数。因为风积沙路基并不是碾压遍数越多越好，风积沙路基碾压有“疏松到密实再到疏松”的过程。碾压遍数越多，风积沙路基存在过振现象，压实度反而降低。相对于湿压法施工，碾压遍数达到一定要求后，风积沙路基采用水坠法施工能够满足压实度要求。采用水坠碾压法施工时，碾压4遍能达到最佳压实效果。该段路基地下水埋深较浅，水源丰富，利用既有机井和补充打井即可满足路基施工用水要求。所以，风积沙路基采用水坠碾压法施工。此外，施工完毕后进行封层施工，经检测表明路基封层弯沉值及其他检测项目均符合规范及设计要求，路基施工质量合格。

[1] 中华人民共和国行业标准.公路土工试验规程(JTG E40-2007)[S].北京:人民交通出版社，2007.

[2] 范红英.陕蒙沙漠公路不良地质路段路基施工技术研究[D].西安:长安大学，2005.

[3] 安建林.新疆风积沙力学性质与动力性能研究[D].西安:长安大学，2003.

2017-03-02

U416.1

C

1008-3383(2017)03-0028-02