CN104631253A

CN104631253A - 一种高速公路94区、96区红粘土路基的改良及填筑方法

Info

Publication number: CN104631253A
Application number: CN201310547281.8A
Authority: CN
Inventors: 毛远富; 沈霞; 杨明升
Original assignee: MCC5 Group Shanghai Corp Ltd
Current assignee: MCC5 Group Shanghai Corp Ltd
Priority date: 2013-11-08
Filing date: 2013-11-08
Publication date: 2015-05-20

Abstract

一种高速公路94区、96区红粘土路基的改良及填筑方法，其特征在于包括以下步骤：a填料检测分析，b确定配合比，c测量放样，d含水率检测，e上料，f拌合，g整平，h碾压和i质量验收。本发明的高速公路94区、96区红粘土路基的改良及填筑方法具有克服红粘土不能作为高速公路94区、96区路基填筑的缺陷，提高路基的承载力，合理利用红粘土，降低工程造价，节约投资，采用机械化作业加快施工进度和施工质量容易得到保证，满足路基施工质量验收规范要求的优点。

Description

一种高速公路94区、96区红粘土路基的改良及填筑方法

技术领域

本发明涉及一种公路路基施工方法，具体地说，是一种高速公路94区、96区红粘土路基的改良及填筑方法。

背景技术

红粘土系指碳酸盐类岩石，经红土化作用以后形成的残、坡积类型的粘性土。因呈红褐色或棕红色，故名红粘土，在我国南方地区广泛分布，多分布于山区或丘陵地区，往往形成低矮山丘和垄岗地形，是我国南方地区修建高速公路经常遇到的一种土质。红粘土的液限在50％～80％之间，塑限在25％～45％之间，自由膨胀率小于30％，粗颗粒含量少。红粘土属于特殊的填方材料。我国《公路路基施工技术规范》（JTG F10）规定：红粘土作为路基填料时要求：（1）压缩系数＜0.5MP_a ^-1；（2）最小强度（CBR）和最大粒径应符合下表要求，对于不符合表1要求的红粘土，应进行处理。

表1 高速公路高液限土路基填料最小强度、压实度和最大粒径要求

经国内相关红粘土的技术研究和工程试验，对于压缩系数小于0.5MP_a ^-1，CBR值在3%～4%之间，含水率较大的红粘土采取翻松晾晒降低含水率后，可用于高速公路路基93区（路面底面-150cm以下）填筑施工。

在高速公路红粘土路基施工中，对于96区（路面底面以下0～-80cm）和94区（路面底面以下-80～-150cm）红粘土路基，由于CBR＜4%，不符合规范要求，设计单位采用的方法是：（1）废弃红粘土换填其它好的路基填料；（2）掺加石灰、水泥等固化剂进行改良。

如果废弃红粘土换填其它好的路基填料，需要新征弃土场与取土场，在当前环保要求不断加强和用地日趋紧张的状况下，废弃换填的简单办法将越来越不可行。

采用对红粘土掺加固化剂进行改良处理方法，主要是在红粘土中掺加石灰、水泥等粉体材料，基于红粘土的天然含水率高，掺加粉体材料可以降低天然含水率和塑性指数，改善可压实性与强度，室内试验效果良好。但由于红粘土过湿结团的特性，掺加固化剂虽在室内试验可行，但现场拌和均匀较困难，使得路基填料变得非常不均匀，导致路基出现一些差异变形，若是采用拌和设备进行拌和，对于大量的路基填方来说成本过高，施工中难以推广应用，且掺加固化剂也将大幅增加工程投资，寻求红粘土更好的改良方法，充分利用红粘土填筑路基是发展的方向与必然趋势。

发明内容

本发明的目的，在于提出一种安全可靠的高速公路94区、96区红粘土路基的改良及填筑方法。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种高速公路94区、96区红粘土路基的改良及填筑方法，其特征在于包括以下步骤：

a、填料检测分析

对取土料场的红粘土进行含水率、密度试验、液限、塑限试验、天然稠度、颗粒分析、CBR试验、最佳含水率和最大干密度检测；分析土料的特性，确定其类别；对掺配碎石进行颗粒级配、含水率、密度试验、压碎值和强度试验；

b、确定配合比

对红粘土、掺配碎石进行试验检测后，按红粘土：碎石初步确定7:3，6:4，5:5，4:6，3:7共5个掺配比例方案，测定各掺配比例方案的原始参数和CBR值，且初步确定2～4种掺配比例；铺筑试验段：在主线上选择一段平整路基作为试验段，根据初步确定的2～4种掺配比例进行分层填筑、碾压，并测定压实度，根据土工试验结果确定分层厚度、含水率、碾压遍数、行车速度等，最终选择最佳掺配比例；

c、测量放样

93区顶经检验合格后，根据测量控制网放出道路的边桩，并用石灰撒出边线，为控制填筑层标高及纵横坡度，每20米设高程控制断面，每个断面布置三个测点，控制点用20cm长竹桩打入地面，用红油漆标出该填筑层的标高线；为控制进料数量和松铺厚度，在路基平面上用石灰划出4m×5m的方格网；

d、含水率检测

对取土场土料的天然含水率进行检测，如天然含水率小于最佳含水量的＋2%，则洒水湿润；如天然含水率大于最佳含水量的＋4%，则翻松晾晒，使填料的含水率控制在最佳含水量的＋2%～＋4%之间；

e、上料

测量放线完成后，以每20米路线方向，分左右幅为一片区，根据土工试验得出的最大干密度及碎石掺量计算出该层每片区用土量和碎石量，先铺筑一层碎石，用推土机整平后上土，并再次整平；松铺厚度为20～30cm；

f、拌合

每片区用土量和碎石量按比例要求进齐后，采用路拌机进行拌合，拌合深度应深入到下一层约1cm，拌合搭接不得小于30cm；拌合遍数为两遍；

g、整平

拌合完成后用推土机平整，再用平地机精平，直达到规定的层厚和平整度；

h、碾压

用20t及以上压路机进行碾压，碾压时先静压一遍，再震动碾压，碾压遍数根据试验段参数确定，碾压时按“先边后中，先内后外，先慢后快，先静后振”的方法沿路线纵向碾压，相邻轮迹重叠30cm。速度控制在4km/h以下；接头处理：当天或隔天施工的两个工作段的衔接处，采用搭接形式；前一段拌合整形后，留5～8m不进行碾压，后一段施工时，应与前一段留下来未压的部分一起拌合碾压；

i、质量验收

碾压完成后，对路基的压实度、标高、宽度、坡度进行自检，自检合格并经理工程师验收合格后进行下一层填筑。

本发明的高速公路94区、96区红粘土路基的改良及填筑方法还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的方法，其中所述步骤a中，对于天然稠度小于0.8，液限值大于80，CBR值小于3%的红粘土做废弃处理。

前述的方法，其中所述步骤a中，碎石为级配碎石，粒径为5～31.5mm，压碎值小于30%，碎石母材强度大于C30。

前述的方法，其中所述步骤b中，铺筑试验段长≥100米，宽≥20米。

前述的方法，其中所述步骤b中，确定配合比中最佳掺配比例为：94区中：红粘土：碎石=6:4；96区中：红粘土：碎石=4:6。

前述的方法，其中所述步骤b中，确定的施工参数：填料的含水率为最佳含水量的＋2%～＋4%；

前述的方法，其中所述步骤b中，碾压机具：≥20t光轮震动压路机或冲击式压路机；碾压方式及遍数：光轮震动压路机：静压1遍+震动碾压4～6遍；光轮压路机与冲击式压路机组合碾压：光轮压路机静压1遍+震动碾压2遍+冲击碾压3～5遍。

前述的方法，其中所述碾压机具的碾压速度不大于4km/h。

采用上述技术方案后，本发明的高速公路94区、96区红粘土路基的改良及填筑方法具有以下优点：

1、克服了红粘土不能作为高速公路94区、96区路基填筑的缺陷，提高了路基的承载力。

2、合理利用红粘土，降低工程造价，节约投资。

3、采用机械化作业，可加快施工进度。

4、施工质量容易得到保证，能够满足路基施工质量验收规范要求。

附图说明

图1为本发明实施例的红粘土路基改良及填筑方法施工流程框图。

具体实施方式

以下结合实施例及其附图对本发明作更进一步说明。

实施例1

1、工程概况

桂阳至临武高速公路中的第一合同段，全长为13.9Km，路基宽33.5m，全线路基均为红粘土，96压实区（路面底面以下0～-80cm）和94压实区（路面底面以下-80～-150cm），采用本发明的高速公路94区、96区红粘土路基的改良及填筑方法在红粘土中掺入一定比例的碎石进行改良，并分层填筑压实的方法施工。

现请参阅图1，本发明实施例的红粘土路基改良及填筑方法的施工流程框图。如图所示，所述高速公路94区、96区红粘土路基的改良及填筑方法的具体步骤如下：

（1）填料检测分析

对取土料场的红粘土进行含水率、密度试验、液限、塑限试验、天然稠度、颗粒分析、CBR试验、最佳含水率和最大干密度检测。分析土料的特性，确定其类别，对于天然稠度小于0.8，液限值大于80，CBR值小于3%的红粘土做废弃处理。

碎石为级配碎石，并进行颗粒级配、含水率、密度试验、压碎值和强度试验。要求粒径为5～31.5mm，压碎值小于30%，碎石母材强度大于C30。

（2）确定配合比

对红粘土、掺配碎石进行试验检测后，按红粘土：碎石初步确定7:3，6:4，5:5，4:6，3:7共5个掺配比例方案，测定各掺配比例方案的原始参数和CBR值，检测结果如表2。

表2按红粘土与碎石比例方案的检测结果

初步决定在94区选择7:3、6:4的比例进行填筑，在96区选择4:6、3:7的比例进行填筑。

铺筑试验段：在主线上选择一段平整路基作为试验段，长100米，宽20米，94区厚度为70cm，分三层填筑，第一层和第二层采用7:3比例，第三层采用6:4比例，用每层压实厚度为23.3cm；96区厚度为80cm，分四层填筑，每层压实厚度为20cm，第一层和第二层采用4:6比例，第三层和第四层采用3:7比例。

经摊铺、碾压后发现，94区按7:3的比例改良后，表面出现了细微裂缝，按6:4的比例改良后，表面裂缝基本消除。在96区按4:6的比例,3:7的比例改良后，表面裂缝完全消除，经检测各项填筑指标均符合规范要求。

从保证施工质量和经济实用的角度考虑，最终选择在94区按6:4的比例进行改良，在96区按4:6的比例进行改良。

根据试验结果确定的施工参数：

填料的含水率：为最佳含水量的＋2%～＋4%；

碾压机具：20t及以上轮胎或钢轮压路机；

碾压方式及遍数：静压1遍+震动碾压4～6遍。

碾压速度：在不大于4km/h。

施工机械配备如表3。

表3 施工机械配备表

序号	设备名称	型号规格	单位	数量
					1	推土机	山推TY220	台	4
2	平地机	成工PY190	台	3
					3	挖掘机	小松PC-220	台	10
4	光轮振动压路机	洛建202	台	4
					5	中置式路拌机	WBZ23	台	2
6	自卸汽车	20T	辆	20
					7	装载机	ZY50	台	4
8	洒水车	8T	台	2

（3）测量放样

93区顶经检验合格后，根据测量控制网放出道路的边桩，并用石灰撒出边线，为控制填筑层标高及纵横坡度，每20米设高程控制断面，每个断面布置三个测点，控制点用20cm长竹桩打入地面，用红油漆标出该填筑层的标高线。为控制进料数量和松铺厚度，在路基平面上用石灰划出4m×5m的方格网。

（4）含水率检测

对取土场土料的天然含水率进行检测，如天然含水率小于最佳含水量的＋2%，则洒水湿润，如天然含水率大于最佳含水量的＋4%，则翻松晾晒，使填料的含水率控制在最佳含水量的＋3%～＋4%之间。

（5）上料

测量放线完成后，以每20米路线方向，分左右幅为一片区，根据土工试验得出的最大干密度及碎石掺量计算出该层每片区用土量和碎石量，先铺筑一层碎石，碎石量根磅单确定，用推土机整平后上土，并再次整平。94区厚度为70cm，分三层填筑，每层压实厚度为23.3cm，96区下路床厚度为80cm，分四层填筑，每层压实厚度为20cm。

（6）拌合

每片区用土量和碎石量按比例要求进齐后，采用中置式路拌机进行拌合，拌合深度深入到下一层约1cm，拌合搭接不得小于30cm。拌合遍数为两遍。在拌合过程中及时检查含水量，含水量应控制在最佳含水量的＋2%～＋4%。

（7）整平

拌合完成后用推土机平整，再用平地机精平，直达到规定的层厚和平整度。

（8）碾压

用20t以上轮胎式压路机进行碾压，碾压时先静压一遍，再震动碾压，碾压遍数为4～6遍，碾压时按“先边后中，先内后外，先慢后快，先静后振”的方法沿路线纵向碾压，相邻轮迹重叠30cm。压路机碾压速度控制在4km/h以下。

接头处理：当天或隔天施工的两个工作段的衔接处，采用搭接形式。前一段拌合整形后，留5～8m不进行碾压，后一段施工时，应与前一段留下来未压的部分一起拌合碾压。

（9）质量验收

碾压完成后，对路基的标高、宽度、坡度进行检查。采用灌砂法进行压实度检查，经检查，94区路基的压实度均大于94%，96区路基的压实度均大于96%，路基标高、宽度、坡度符合设计和规范要求。

实施例2

本实施例1基本相同，不同之处在于：

（1）、步骤（2）确定配合比中，试验段路基碾压机具为20t及以上光轮压路机与冲击式压路机组合碾压，碾压方式及遍数：光轮压路机静压1遍+震动碾压2遍+冲击碾压3～5遍。

（2）、步骤（8）碾压中，用20T及以上光轮压路机与冲击式压路机组合碾压，碾压方式及遍数：光轮压路机静压1遍+震动碾压2遍+冲击碾压3～5遍。

本发明具有实质性特点和显著的技术进步，本发明的红粘土路基改良及填筑方法克服了红粘土不能作为高速公路94区、96区路基填筑的缺陷，提高了路基的承载力，合理利用红粘土，降低工程造价，节约投资。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变化。因此，所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求限定。

Claims

1.一种高速公路94区、96区红粘土路基的改良及填筑方法，其特征在于包括以下步骤：

a、填料检测分析

b、确定配合比

c、测量放样

d、含水率检测

e、上料

f、拌合

g、整平

h、碾压

用20t及以上压路机进行碾压，碾压时先静压一遍，再震动碾压，碾压遍数根据试验段参数确定，碾压时按“先边后中，先内后外，先慢后快，先静后振”的方法沿路线纵向碾压，相邻轮迹重叠30cm；接头处理：当天或隔天施工的两个工作段的衔接处，采用搭接形式；前一段拌合整形后，留5～8m不进行碾压，后一段施工时，应与前一段留下来未压的部分一起拌合碾压；

i、质量验收

2.如权利要求1所述的高速公路94区、96区红粘土路基的改良及填筑方法，其特征在于，所述步骤a中，对于天然稠度小于0.8，液限值大于80，CBR值小于3%的红粘土做废弃处理。

3.如权利要求1所述的高速公路94区、96区红粘土路基的改良及填筑方法，其特征在于，所述步骤a中，碎石为级配碎石，粒径为5～31.5mm，压碎值小于30%，碎石母材强度大于C30。

4.如权利要求1所述的高速公路94区、96区红粘土路基的改良及填筑方法，其特征在于，所述步骤b中，铺筑试验段长≥100米，宽≥20米。

5.如权利要求1所述的高速公路94区、96区红粘土路基的改良及填筑方法，其特征在于，所述步骤b中，确定配合比中最佳掺配比例为：94区中：红粘土：碎石=6:4；96区中：红粘土：碎石=4:6。

6.如权利要求1所述的高速公路94区、96区红粘土路基的改良及填筑方法，其特征在于，所述步骤b中，确定的施工参数：填料的含水率为最佳含水量的＋2%～＋4%；

如权利要求1所述的高速公路94区、96区红粘土路基的改良及填筑方法，其特征在于，所述步骤b中，碾压机具：≥20t光轮震动压路机或冲击式压路机；碾压方式及遍数：光轮震动压路机：静压1遍+震动碾压4～6遍；光轮压路机与冲击式压路机组合碾压：光轮压路机静压1遍+震动碾压2遍+冲击碾压3～5遍。

7.如权利要求7所述的高速公路94区、96区红粘土路基的改良及填筑方法，其特征在于，所述碾压机具的碾压速度不大于4km/h。