軟巖填料路堤修筑技術(shù)的試驗(yàn)研究
關(guān)鍵詞：軟巖填料；壓實(shí)工藝；試驗(yàn)研究
1軟巖填料的工程特性
(l)軟化性
大量室內(nèi)試驗(yàn)與工程實(shí)踐表明，軟巖具有很強(qiáng)的軟化性，即一定尺寸的軟巖塊與大氣及水相遇后容易軟化，力學(xué)性質(zhì)會(huì)發(fā)生較大變化，其強(qiáng)度及剛度均大幅度降低。在巖土工程中，用“軟化系數(shù)”來(lái)表征這一性質(zhì)，其定義為巖石浸水后的抗壓強(qiáng)度與干燥巖石的抗壓強(qiáng)度之比。當(dāng)軟化系數(shù)大于0.75時(shí)，一般認(rèn)為軟化性很小，當(dāng)軟化系數(shù)接近于1時(shí)，可認(rèn)為巖石不軟化。
(2)崩解性
軟巖不僅具有很強(qiáng)的軟化性，還具有很強(qiáng)的崩解性。全風(fēng)化的泥質(zhì)千枚狀板巖耐崩解能力差，最好將其當(dāng)作土來(lái)對(duì)待；泥質(zhì)千枚狀板巖與砂質(zhì)千枚狀板巖在施工過(guò)中應(yīng)充分破碎，以防止填土因材料的軟化與崩解而發(fā)生過(guò)大的沉降，影響路基穩(wěn)定性與耐久性;軟質(zhì)巖的水理性強(qiáng)弱與所含的粘土礦物有關(guān)，也與含水率的替變化程度有關(guān)，一般保持天然含水率狀態(tài)下浸水的礦巖，水理性顯現(xiàn)程度較小而發(fā)生失水過(guò)程的礦巖再浸水后，其水理性就變得極其強(qiáng)烈。
(3)路用性
指出水對(duì)路基的穩(wěn)定性有顯著影響，在實(shí)際工程施工中應(yīng)采取有效措施防水浸入路基；填筑路堤時(shí)應(yīng)適當(dāng)增加粗骨料的比例，以增強(qiáng)路基的穩(wěn)定性，細(xì)顆粒填料的重量比應(yīng)小于50%。
2工程概況
工程試驗(yàn)段位于某公路K10+000-K10+600，全長(zhǎng)600m，最大填土高度19.8m。該試驗(yàn)段填方坡比為：8m以上采用1:1.5,8m以下采用1:1.75。試驗(yàn)段地基覆蓋層上部為種植土、填筑土、(含礫)低(高)液限粘土，局部地段為小塊石土；下部為粘土質(zhì)礫、砂、卵石或卵石夾土、漂石層等，下伏基巖為頁(yè)巖。全部采用軟巖料填筑路堤。軟巖料物理力學(xué)性質(zhì)如表1。
3試驗(yàn)方案
�。�1）在K10+000-K10+200(試驗(yàn)段一)按松鋪厚度30cm,50cm,70cm進(jìn)行填料。松鋪厚度為30cm時(shí)，采用振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，碾壓遍數(shù)為6遍;松鋪厚度為50cm時(shí)，先用羊足碾碾壓2遍，再用YZ20E振動(dòng)壓路機(jī)碾壓6遍；松鋪厚度為70cm時(shí)，采用振動(dòng)壓路機(jī)碾壓10遍。其中松鋪厚度為70cm時(shí)，分別在距路堤表面0-20cm,20-40cm,40-60cm的位置進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè)。
(2)在K10+200-K10+400(試驗(yàn)段二)按松鋪厚度30cm,50cm,70cm進(jìn)行填料，采用YZ18B振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碾壓。松鋪厚度為30cm時(shí)，碾壓遍數(shù)為4遍;松鋪厚度為50cm時(shí)，碾壓遍數(shù)為6遍;松鋪厚度為70cm時(shí)，碾壓遍數(shù)為8遍。其中松鋪厚度為50cm,和70cm時(shí)分別在路堤表面和距路堤底面20cm處進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè)。試驗(yàn)段填筑結(jié)束后，在其頂面進(jìn)行回彈模量檢測(cè)。
4試驗(yàn)步驟
(1)本次實(shí)驗(yàn)分別采用YZ18B振動(dòng)壓路機(jī)及YZ20E振動(dòng)壓路機(jī)。其中YZ18B振動(dòng)壓路機(jī)工作質(zhì)量(kG)：18000;靜線荷載(N/cm)：42；振幅(mm)：1.80/0.85；振動(dòng)頻率(高)(HZ)：30；激振力(高/低)(kN)：320/210。YZ20E振動(dòng)壓路機(jī)工作質(zhì)量(kG)：20000；靜線荷載(N/cm)：574；振動(dòng)頻率(高/低)(HZ)：28/35；激振力(高)(kN)：420。
(2)路堤填料之前，首先對(duì)填料進(jìn)行擊實(shí)和篩分等試驗(yàn)。
(3)采用漸進(jìn)式攤鋪方法進(jìn)行填料的攤鋪。為能控制填料松鋪厚度，上料前應(yīng)根據(jù)自卸車的容積計(jì)算出試驗(yàn)段松鋪一定厚度時(shí)所需填料的車數(shù)，并用石灰布置方格網(wǎng)確定卸料的位置。同時(shí)在路堤邊線處設(shè)置標(biāo)尺，及時(shí)查看填料松鋪厚度是否滿足要求。填料的最大粒徑不得超過(guò)松鋪厚度的2/3，同時(shí)最大粒徑不得超過(guò)40cm。
(4)填土結(jié)束后，首先用推土機(jī)進(jìn)行初平，再用平地機(jī)精平，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要適度灑水，確保路堤含水量保持在最佳含水量2個(gè)百分點(diǎn)之內(nèi)。
(5)整平結(jié)束后，用鐵釘加紅布條作為沉降標(biāo)埋設(shè)在路堤表面，并測(cè)出其初始標(biāo)局。
(6)采用不同的施工機(jī)械組合進(jìn)行碾壓，每次碾壓后進(jìn)行各項(xiàng)檢測(cè)試驗(yàn)。
(7)試驗(yàn)段按要求填筑結(jié)束后在其頂面進(jìn)行回彈模量試驗(yàn)。
(8)試驗(yàn)段填筑至設(shè)計(jì)標(biāo)高后在路堤頂面設(shè)置沉降標(biāo)進(jìn)行工后沉降觀測(cè)。
5試驗(yàn)結(jié)果及分析
5.1壓實(shí)機(jī)械的選擇
振動(dòng)壓路機(jī)按行駛方式可分為自行式、拖式和手扶式;按碾壓輪形狀可分為光輪式和搗實(shí)式(凸式和羊腳式)。與靜作用壓路機(jī)相比，振動(dòng)壓路機(jī)具有以下特點(diǎn)：
�、偻荣|(zhì)量下的振動(dòng)壓路機(jī)比靜作用壓路機(jī)的激振力大，壓實(shí)效果好；
�、谡駝�(dòng)壓路機(jī)的生產(chǎn)效率高，當(dāng)路堤達(dá)到相同的壓實(shí)度要求時(shí)，其碾壓遍數(shù)較少；
�、劬哂袧L壓和振動(dòng)的雙重作用，用于砂類土、礫和大粒徑碎石時(shí)其效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于靜作用壓路機(jī)等其他壓實(shí)機(jī)械。
5.2施工壓實(shí)工藝
試驗(yàn)段按試驗(yàn)方案進(jìn)行填筑。其中試驗(yàn)段一松鋪厚度為50cm時(shí)，由于粗顆粒含量較高，未能采用灌砂法檢測(cè)其壓實(shí)度。
(1)表面沉降與碾壓遍數(shù)之間的關(guān)系
圖1-圖2為路堤沉降與碾壓遍數(shù)之間的關(guān)系曲線。試驗(yàn)結(jié)果表明:隨著碾壓遍數(shù)的增加，分級(jí)平均沉降量迅速減小，累計(jì)平均沉降量趨于穩(wěn)定;在相同的壓實(shí)機(jī)械作用下，累計(jì)平均沉降量隨松鋪厚度的增大有增大趨勢(shì)。在松鋪厚度相同的情況下，壓實(shí)機(jī)械功率越大，填料的累計(jì)平均沉降量增大，其中松鋪厚度為70cm時(shí)，壓實(shí)機(jī)械功率小幅度增加(試驗(yàn)二YZ18B增大到試驗(yàn)段一YZ20E)，填料的累計(jì)平均沉降量變化較小。綜合考慮兩處試驗(yàn)段沉降觀測(cè)值，采用YZ18B或YZ20E壓路機(jī)，松鋪厚度為30cm時(shí)，最佳碾壓遍數(shù)為3-4遍;松鋪厚度為50cm時(shí)，最佳碾壓遍數(shù)為4-5遍；松鋪厚度為70cm時(shí)，碾壓遍數(shù)達(dá)到5遍以上時(shí)，填料的分級(jí)平均沉降量較小。
