高速铁路路基填筑技术研究

发布时间：2012-08-20 09:51:50更新时间：2012-08-20 09:53:16 1

摘要：本文通过汉宜铁路路基填筑为例，通过对AB组料和改良土两种填料的试验分析，为高速铁路路基填筑提供摊铺厚度、碾压遍数及速度、使用材料等各项参考数据，从而控制铁路路基填筑的沉降，保证工程质量，并为同类路基工程提供有效的借鉴。

关键词：路基填筑;工艺试验;沉降

1、工程概况

汉宜铁路DK206+500～DK218+939.5段正线总长12439.5m,其中路基长7152.97m。DK219+960～DK220+110段为路基段，长度为150m，是全线的试验段，为全线的快速施工提供技术积累和支持。试验段线路位于汉宜铁路HYZQ-6标段朱家岭村附近，地势平坦，所经地段为水田。海拔高度为37.5m，路基形式为路堤。本试验段路堤高度为6.2m左右，基床表层顶面宽度为13.0 m，路堤边坡坡度为1∶1.5，路基基床由表层和底层组成，总厚度2.5 m。基床表层厚度0.6 m, 采用级配碎石;底层厚度1.9 m，采用A、B组填料或改良土。基床以下采用A、B组填料或改良土。

2、施工技术和工艺方案

2.1路基填筑

路基填筑前，根据设定的松铺厚度和运输车辆的运量，计算方格网的面积，采用石灰撒线划定方格网，并严格按照方格网进行路基填料上土，并向边线方向超填80cm;路基推平时，在路基边线上立杆，按照事先设定的松铺厚度在杆上画线，用线控制推土机的平整松铺厚度。

从取土地点调运土石方，保持原状土天然含水量后开始上土，以小旗标出虚铺标高。用自卸汽车运土，派专人指挥，均匀倒土。每车填料的堆放间距可按公式估算分段层摊铺土的数量：

Q=L×B×H× d

式中：Q-分段层干燥土的总数量;L-分段长度;B-分段宽度;H-分层压毕厚度; d-分层压毕预定干密度。

2.2摊铺整平

⑴每一水平层的全宽用同一种填料填筑，每种填料压实累计总厚度不宜小于50 cm。以30 cm、35 cm、40 cm三种摊铺厚度进行压实试验。

⑵上下相接的填筑层使用不同种类及颗粒条件的填料时，其粒径应符合D15<4d85的要求，用土工试验筛筛分检查。

⑶填料摊铺平整使用平地机平整，任何靠压实设备无法压碎的大块硬质材料，应予以清除或破碎，破碎后的硬质材料最大尺寸不超过压实厚度的2/3，并均匀分布，以便达到要求的压实度。

⑷平地机平整摊铺时形成由线路中心向两侧排水的4%坡度，从而构成路拱。

2.3洒水晾晒

碾压前应实测填料含水量，控制其含水量在最佳含水量的±2%范围内(最佳含水量在试验室中试验取得数据)。当填料含水量较低时，及时采用洒水措施;当填料含水量过大，采用晾晒的方法，将含水量控制在要求的范围内。

2.4石灰撒布

石灰撒布前，根据路拌改良土的石灰掺入量5%，计算出拟定的松铺厚度和运输车辆的运量，同时计算出方格网的面积，采用石灰撒线划定方格网。装载机严格按照方格网倾倒消解后的石灰，平地机按照事先设定的摊铺厚度推平石灰,局部地方人工配合，采用平板锹等工具推平摊铺石灰。石灰推平时，在路基边线上立杆，按照事先设定的松铺厚度在杆上画线，用线控制平整松铺厚度，确保石灰撒布均匀。

施工时要严格控制含灰量，考虑到石灰施工时有效钙镁含量的损失，为保证石灰剂量达到设计要求，石灰掺入量宜大于设计0.5%。石灰松铺厚度遵循稍高勿低的原则摊铺，避免再次补料困难，也可避免出现补料后结合不紧密，碾压时产生痕迹、起皮等现象。

2.5路拌机拌合

石灰均匀撒布完成后，用WB25型路拌机进行粉碎与拌和。拌和3～4遍即可满足施工质量要求。拌和2遍后，目测拌和比较均匀、石灰无堆积现象且挖开检查无夹层且粒径≯2cm后，立即送试验室，采用EDTA滴定法测定石灰剂量。若石灰剂量不足，需及时补撒石灰，然后重新拌和至设计要求。若填料最大粒径达不到设计要求，应加大拌和遍数，直至达到设计要求为止。

拌和时拌和机叶轮要切入到下层3～5 cm左右，防止出现夹层及漏拌现象。

作业时，路拌机轮迹相邻的两幅之间重叠宽度控制在40 cm以上。

2.6碾压方法

碾压前，取土样进行天然含水量试验，当天然含水量在最优含水量的-3%～2%范围内时进行碾压作业，否则，继续凉晒后路拌。

根据填料的不同和路堤的不同部位，采用大吨位重型振动压路机进行压实，自重20 t，激振力超过48 t的振动压路机。碾压时应先静压二遍，后振动碾压四遍，再静压二遍。碾压遍数一般控制在8～10遍，若超过10遍仍达不到要求，则必须挖开进行分析。分析是否填料不合格、是否含水量超标、是否超厚。压实顺序按先两侧后中间、先慢后快、先静压后振动压的操作程序进行碾压。各区段交接处应互相重叠压实，对同一碾压层压路机轮迹横向搭接宽度应不小于0.4 m，纵向搭接长度不得小于2 m。上下两层填筑接头要错开不小于3.0m。

2.7路基修整

按设计图纸要求检查路基的中线位置、宽度、纵坡、横坡、边坡及相应的标高，根据结果编出整修计划。各种整修要用仪器控制并挂线操作，路基两侧超填部分应清除，如边坡缺土则必须挖台阶处理，分层碾压报检。

按照要求，A、B组填料直接按照路基施工方法展开施工。本试验段施工的改良土施工方法,路基本体(基床底层以下)采取路拌法施工，对基床底层的改良土采用场拌法施工。用石灰改良土时，土中硫酸盐含量应小于0.8%，有机质含量应小于10%。

当采用路拌法施工时，将填料按照方格网推平后，根据土量计算的石灰用量并在土样上均匀撒布石灰，利用路拌机均匀搅拌，搅拌3遍，确认粒径、灰剂量、含水量符合要求后，采用重型压路机碾压密实。

当采用场拌法施工时，采用改良土拌和机搅拌均匀后，用自卸汽车运到试验段，在最佳含水量+2～-3%范围内时进行碾压，当含水量大时，采用晾晒方法，当小于时采用洒水车加水方法，达到要求后进行碾压。

3、不同填料的施工方法

按照要求，A、B组填料直接按照路基施工方法展开施工。本试验段施工的改良土施工方法,路基本体(基床底层以下)采取路拌法施工，对基床底层的改良土采用场拌法施工。用石灰改良土时，土中硫酸盐含量应小于0.8%，有机质含量应小于10%。

当采用路拌法施工时，将填料按照方格网推平后，根据土量计算的石灰用量并在土样上均匀撒布石灰，利用路拌机均匀搅拌，搅拌3遍，确认粒径、灰剂量、含水量符合要求后，采用重型压路机碾压密实。

当采用场拌法施工时，采用改良土拌和机搅拌均匀后，用自卸汽车运到试验段，在最佳含水量+2～-3%范围内时进行碾压，当含水量大时，采用晾晒方法，当小于时采用洒水车加水方法，达到要求后进行碾压。

4、试验施工方法

4.1路基本体填筑试验

⑴ 第一层：填筑改良细粒土(5%石灰土)，松铺厚度为30cm，碾压机械为光轮压路机。静压2遍、振压2遍后开始检测压实度、孔隙率、地基系数 (分别采用灌砂法、K30承载板法检测)。以后采用振压方式，每碾压一遍之后进行检测(每增加碾压一遍检测一次)，如此循环，直到达到表1要求，最后再静压2遍，进行表面的收光。

表1 基床以下路堤填料及压实标准

填料	压实标准	细粒土改良土	砂类土及细砾土	碎石类及粗砾土
A、B组填料及改良土	地基系数K₃₀（MPa/m）	≥90	≥110	≥130
	压实系数K	≥0.90	－	－
	孔隙率n	－	＜31%	＜31%

⑵ 第二层：填筑改良细粒土(5%石灰土)，松铺厚度为35cm，碾压机械为光轮压路机。静压2遍、振压2遍后开始检测压实度、孔隙率、地基系数 (分别采用灌砂法、K30承载板法检测)。以后采用振压方式，每碾压一遍之后进行检测(每增加碾压一遍检测一次)，如此循环，直到达到上表8要求，最后再静压2遍，进行表面的收光。

⑶ 第三层：填筑改良细粒土(5%石灰土)，松铺厚度为40cm，碾压机械为光轮压路机。静压2遍、振压2遍后挖开看路拌机是否能拌和40cm深度，如不能就无需后续试验;如能就开始检测压实度、孔隙率、地基系数 (分别采用灌砂法、K30承载板法检测)。以后采用振压方式，每碾压一遍之后进行检测(每增加碾压一遍检测一次)，如此循环。

4.2基床底层填筑试验

基床底层压实标准见表2所示：

表2 200 km/h基床底层压实标准

填料	压实标准	改良细粒土	粗粒土	碎石土
A、B组填料及改良土	地基系数K₃₀（MPa/m）	≥110	≥120	≥150
	压实系数K	≥0.95	－	－
	孔隙率n（%）	－	＜28	＜28