CN108221601B - 风积砂区段的路基施工方法及其结构和设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于一种风积砂区段的路基施工方法及其结构和设备，方法包括施工准备、填料取样检测、风积砂装运、风积砂铺筑整平、风积砂补水、风积砂压实、试验检测经压实的风积砂、采用快速固沙柱施工机对已碾压成型的风积砂填筑层的上部内用注浆方式形成固沙柱、砂袋码坡、路床验收、砂砾装运、铺设砂砾层、砂砾洒水压实、试验检测砂砾层和复合边坡防护。设备是快速固沙柱施工机，能同时形成四个呈间隔距离分布的固沙柱。本发明能有效在风积砂区段筑路，提供可行的路基结构和快速加固设备，具有方法简便实用，路基边坡稳定，施工风险低，成本低,节约工期，无污染、公路使用寿命长和使用效果好的优点。

Description

风积砂区段的路基施工方法及其结构和设备

技术领域

本发明属于一种风积砂区段的路基施工方法及其结构和设备。

背景技术

目前，我国荒漠化、水土流失、土资源匮乏现象严重。在此类地区，道路路基施工中，往往会遇到砂土（俗称为“风积砂”）严重的现象。以粉砂及细砂类土为常见，砂土层厚变化范围大于10米，天然状态下呈松散状，透水性较好，天然含水率较低，无塑性、无粘聚性，力学性质和工程性质较差。现有机械无法形成桩孔。由于其天然状态下无法压实、边坡成型稳定困难，故一般不作为筑路材料，但筑路经过上述地区，是必须面对和解决的问题。在“风积砂” 地段筑路的常规方法是将风积砂外弃、用外运土补充。但根据自然资源环境和社会经济特点，常规的施工方法具有如下缺点：

第一，风积砂外弃费、场内倒运费、取、弃土场租购费用等费用成本过大，增加了成本的输出。

第二，风积砂外弃大大增加了施工总体工期，增加了人力、物力、财力等投入，产生的各方面的风险自然会增加。

第三，道路外大量取土造成的土资源浪费，加重了筑路材料匮乏的难题。

第四，风积砂外弃，道路外大量取土，造成荒漠化、水土流失加剧，严重破坏生态环境，不符合绿色施工要求。

第五，路基、边坡成型稳定困难、风积砂筑路材料无法压实的问题无法解决，在今后使用中，易造成流失、掏空现象，使路面龟裂、塌陷，公路使用寿命短。

发明内容

本发明的目的是提供一种风积砂区段的路基施工方法及其结构和设备，能有效在风积砂区段筑路，提供可行的路基结构和快速加固设备，具有方法简便实用，路基边坡稳定，施工风险低，成本低, 节约工期，无污染、公路使用寿命长和使用效果好的优点。

为此，本发明的一种风积砂区段的路基施工方法,包括如下步骤：

(1)施工准备，制备快速固沙柱施工机，进行道路中线、路基边线放样，并采用推土机或装载机将表土连同树根、枯木、各类垃圾等清理干净，清干净填筑材料内的杂物。

(2)填料取样检测，风积砂填筑层铺筑前，对风积砂填料进行取样检测，确定其最大干密度、最佳含水率指标。

(3)风积砂装运，运输风积砂采用双桥自卸车，车辆少装勤拉，保持填料表面的含水率在10%～13%，含水率误差应控制在±2%，在已验收合格的风积砂表面继续填筑时，必须洒水以保持已填筑风积砂的20cm厚的表层砂的含水率大于或等于15%，对出现较深车辙应及时进行整平碾压。

(4)风积砂铺筑整平，先用推土机粗平，再用平地机精平，整平厚度小于30cm；

(5)风积砂补水，控制风积砂的含水率，选就近河流水、地下综合管廊降水、管网闭水回收利用和有助于绿色施工的水源，现场洒水时，采用分格的方式进行洒水，先两侧后路中，防止漏洒、过洒现象；风积砂的含水率控制在14%～16%，选取固定罐体称重法对风积砂的含水率进行控制。

(6)风积砂压实，控制风积砂的含水率在14%～16%，碾压前被压风积砂表面应无积水，应在表层风积砂无流体、不松散的状态下进行碾压，压路机行走速度控制在2km/h以内，先静压2遍，再弱振2遍，最后强振4遍，碾压直线段时由两边向中间，曲线段由内侧向外侧，轮迹应重叠，重叠宽度为l/3轮迹以上，纵向进退式进行碾压。

(7)试验检测经压实的风积砂，对经压实的风积砂进行压实度检测，对已碾压成型的路基表层6～12cm松散层以下的风积砂层进行压实度检测，并对检测不合格点进行处理，直至压实度达到合格。

(8)采用快速固沙柱施工机对已碾压成型的风积砂填筑层的上部内用注浆方式形成固沙柱，相邻的固沙柱间隔1～1.3m，固沙柱呈条状带分格式分布或呈点状分布，固沙柱形成的条状带分格的风积砂填筑层面积为2～4m×2～4m，固沙柱深度为1～1.5m。

(9)砂袋码坡，为确保风积砂路基边坡稳定及路侧压实度，在风积砂填筑一两层后，采用砂袋码坡，沿路基边坡坡度分层堆码，砂袋码砌要稳固、整齐、砂袋码层顶面低于填筑面，对码砌后的路侧可采用小型压路机进行压实。

(10)路床验收，按施工规范要求对成型路床各项指标进行验收，合格后进行下道工序施工。

(11)循环 (2)～(10) 步骤。

(12)砂砾装运，砂砾运输采用双桥自卸车，料车上路的坡道采用砂砾、石渣修筑，坡道的方向为倒车方向，以便料车到达施工现场后，采用倒行、低档、匀速行进至卸料点。

(13)铺设砂砾层，待风积砂填筑层的各项指标验收合格及固沙柱凝固达到强后，进行砂砾层铺设施工，选用大骨料含量多、天然级配良好的砂砾作为支撑料，采用料车行驶于铺好的砂砾层上，倒退铺设砂砾料，逐步推进砂砾层覆盖风积砂填筑层，整平砂砾层，再用洒水压实的倒退推进法铺设其余段的砂砾层。

(14)砂砾洒水压实，对铺设好的砂砾层，进行洒水，含水率在6%～8%，砂砾层的碾压选用双驱压路机，碾压强度大、次数为4～8次。

(15)试验检测砂砾层，用沉降差法进行密实度检测、平均沉降差≤5mm，标准差≤3mm，直至达到设计弯沉值指标。

(16)复合边坡防护，选用包边土及液压喷播植草防护相结合的方法进行护坡，包边土厚度30～50cm，材料采用粘性土，或山皮土，在路基坡脚不设泄水孔及反滤层。

所述的采用快速固沙柱施工机对已碾压成型的风积砂填筑层的上部内用注浆方式形成固沙柱是快速固沙柱施工机将注浆针管插入风积砂填筑层中后，注浆机通过管道和注浆针管将水泥浆注入风积砂路基或边坡中并同时缓慢同时上提各注浆针管形成同时成型的四个固沙柱。

所述的采用快速固沙柱施工机对已碾压成型的风积砂填筑层的上部内用注浆方式形成固沙柱时，风积砂填筑层上部的含水率为10%～12%。

所述的砂砾层的厚度为13～15cm，砂砾层的下部由粒经3～4cm的大骨料砂砾层构成,其厚度为9～10cm，大骨料砂砾层的上部由粒经0.2～1cm料的砂砾层构成。

一种实现风积砂区段的路基施工方法的结构，由风积砂填筑层和砂砾层所组成，其中：

固沙柱，用于加固风积砂填筑层和增加导重面积，在风积砂填筑层的上部内和路基边坡中设有呈间隔距离设置的固沙柱，固沙柱由快速固沙柱施工机对已碾压成型的路基、路基边坡中用注浆方式形成，相邻的固沙柱间隔1～1.3m，固沙柱呈条状带分格式分布或呈点状分布，固沙柱形成的条状带分格的风积砂填筑层面积为2～4m×2～4m，固沙柱深度为1～1.5m。

砂砾层，用于履盖风积砂填筑层和均匀导重面积，砂砾层位于风积砂填筑层的上端，砂砾层的厚度为13～15cm，砂砾层的下部由粒经3～4cm的大骨料砂砾层构成,其厚度为9～10cm，大骨料砂砾层的上部由粒经0.2～1cm料的砂砾层构成。

砂袋，用于履盖风积砂填筑层和稳定风积砂路基边坡，沿路基边坡坡度分层堆码一层砂袋构成砂袋层。

包边土及液压喷播植草形成覆盖植草层，砂袋层的外侧端依次为包边土和液压喷播植草防护层，包边土厚度30～50cm，材料采用粘性土，或山皮土。

所述的固沙柱呈点状分布为四个相邻的固沙柱间隔1～1.3m，固沙柱的直径5～10cm，固沙柱的周壁呈凹凸状。

一种实现风积砂区段的路基施工方法的设备，由车体、液压系统和发动机系统所组成，其中：主臂的后端通过主臂底轴与车体前端中部轴接，主臂的前端通过顶压臂轴与顶压臂的中部轴接，主臂的中部两侧与对应的车体前端两侧之间分别设有一个主臂液压缸，主臂液压缸下端通过液压缸轴与对应的车体前端两侧轴接，主臂液压杆顶固在对应的主臂中部两侧，主臂的上端中部轴设有调整液压缸，调整液压杆的前端通过销轴与顶压臂的上端中部轴接，顶压液压缸倒置固定在顶压臂上，顶压液压杆向下从顶压液压缸伸出，顶压液压杆的下端固定有注浆针盘，注浆针盘的下端四角设有注浆针管，各注浆针管的上端通过输浆管与注浆泵的压浆出口相通，注浆泵的抽浆口相通浆料斗，浆料斗内设有由搅拌电机带动的搅拌齿，车体上端前部一侧设有驾驶室，车体上端设有液压系统和发动机系统，车体下端设有由趋动系统带动的履带。

所述的注浆针盘为矩型盘，注浆针盘的下端四角设有注浆针管，注浆针盘的上端中部设有总进浆口，总进浆口通过导管与各注浆针管的上端口相通，总进浆口上设有启闭电磁阀。

所述的注浆针管的长度为1～1.5m，内径5～10cm，为中空下尖的管体，注浆针管的下端口设单向阀。

所述的注浆针管下端口的单向阀为注浆针管下端口为斜向口，斜向口的内边设有环槽，环槽内设阀片，阀片的中上部两侧通过阀片轴与对应部的注浆针管轴接，阀片的上部内侧设铁制吸合板，与铁制吸合板对应的注浆针管内壁上设强磁铁，强磁铁吸合铁制吸合板使阀片处于闭合状态。

上述方法、结构和设备达到了本发明的目的。

本发明能有效在风积砂区段筑路，提供可行的路基结构和快速加固设备，具有方法简便实用，路基边坡稳定，施工风险低，成本低, 节约工期，无污染、公路使用寿命长和使用效果好的优点。

本发明与已有技术相比具有以下优点和积极效果：

（1）本发明利用风积砂资源作为筑路材料，可以节省大量取土用地，保护耕地，节约土资源，减少风积砂外弃成本，避免对周边生态环境造成破坏，符合绿色施工要求。

（2）就地采用风砂作为填料，可以利用现有的路基通用机械设备进行施工，施工工艺成熟、简单，便于现场施工操作，节省财力物力，有利施工进度。

（3）风积砂路基精平后采用水坠法，掌握好洒水量进行合理碾压，可以利用常规试验检测方法进行质量控制，其强度优于土方填筑路基，压缩变形很小。施工完成的道路质量情况良好，各项指标实测合格。

（4）采用快速固沙柱施工机对已碾压成型的风积砂填筑层的上部内用注浆方式形成固沙柱，大幅度加固风积砂填筑层和增加导重面积，大幅度延长了公路使用寿命。对比试验表明，相邻的两个相接地段公路，本发明与已有技术相比使用寿命延长5～6倍。且无流失、路面龟裂、塌陷，掏空现象存在。

附图说明

图1是本发明的涉及的施工区剖面结构示意图。

图2是本发明的快速固沙柱施工机的结构示意图。

图3是本发明的快速固沙柱施工机的注浆系统和注浆针盘的结构示意图。

图4是本发明的注浆针管的局部结构示意图。

图5是本发明的固沙柱呈条状带分格式分布结构示意图。

具体实施方式

如图1至图5所示，一种风积砂区段的路基施工方法,包括如下步骤：

(1)施工准备：制备快速固沙柱施工机，进行道路中线、路基边线放样，并采用推土机或装载机将表土连同树根、枯木、各类垃圾等清理干净，清干净填筑材料内的杂物。

(2)填料取样检测：风积砂填筑层铺筑前，对风积砂填料进行取样检测，确定其最大干密度、最佳含水率指标。

(3)风积砂装运：运输风积砂采用双桥自卸车，车辆少装勤拉，保持填料表面的含水率在10%～13%，含水率误差应控制在±2%，在已验收合格的风积砂表面继续填筑时，必须洒水以保持已填筑风积砂的20cm厚的表层砂的含水率大于或等于15%，对出现较深车辙应及时进行整平碾压。

(4)风积砂铺筑整平：先用推土机粗平，再用平地机精平，整平厚度小于30cm。风积砂具有压实过程快、徐变小的特性。压实后，风积砂的最大干密度可达到1.8～2.0g/cm³，为天然状态下密度的1.2～1.4倍。施工时，应注意松铺系数不宜选择过大。先用推土机粗平，再用平地机精平，厚度不宜超过30cm。

(5)风积砂补水：控制风积砂的含水率，选就近河流水、地下综合管廊降水、管网闭水回收利用和有助于绿色施工的水源，现场洒水时，采用分格的方式进行洒水，先两侧后路中，防止漏洒、过洒现象；风积砂的含水率控制在14%～16%，选取固定罐体称重法对风积砂的含水率进行控制。

(6)风积砂压实：控制风积砂的含水率在14%～16%，碾压前被压风积砂表面应无积水，应在表层风积砂无流体、不松散的状态下进行碾压。压路机行走速度控制在2km/h以内，先静压2遍，再弱振2遍，最后强振4遍。碾压直线段时，由两边向中间。曲线段由内侧向外侧，轮迹应重叠，重叠宽度为l/3轮迹以上，纵向进退式进行碾压。

(7)试验检测经压实的风积砂：对经压实的风积砂进行压实度检测，由于风积砂保水性差、易风干等原因，已碾压成型的路基表层存在6～12cm松散层，因此在检测压实度时，仅对其下层进行检测控制。即：对已碾压成型的路基表层6～12cm松散层以下的风积砂层进行压实度检测，并对检测不合格点进行处理，直至压实度达到合格。

合格后，形成风积砂填筑层9。公路机动车路面1的下端依次为砂砾层10和风积砂填筑层。公路分隔带2、非机动车路面3和路肩4及路基边坡均由风积砂填筑层支撑。路顶面层11为沥青或水泥路面，位砂砾层之上。

(8)采用快速固沙柱施工机对已碾压成型的风积砂填筑层的上部内用注浆方式形成固沙柱8。固沙柱的水泥注浆料中水泥含量为15～20％。相邻的固沙柱间隔1～1.3m。固沙柱呈条状带分格式分布或呈点状分布。固沙柱形成的条状带分格的路基(风积砂填筑层上部)面积为2～4m×2～4m，固沙柱深度为1～1.5m。由于风积砂基本无粘聚力，受到雨水冲刷易发生流失现象，降雨量较大时，风积砂填筑层、路基边坡容易被冲刷损坏，使路面和路基遭受破坏。固沙柱呈条状带分格式分布或呈点状分布在风积砂填筑层上部中，可有效加固风积砂填筑层和增加风积砂填筑层的导重面积，防止雨水冲刷发生流失现象，延长公路的使用寿命。

(9)砂袋码坡：为确保风积砂路基边坡稳定及路侧压实度，在风积砂填筑一两层后，采用砂袋7码坡。砂袋码坡是随风积砂填筑层升高而同步升高。沿路基边坡坡度分层堆码，砂袋码砌要稳固、整齐、砂袋码层顶面低于填筑面，对码砌后的路侧可采用小型压路机进行压实。

(10)路床验收：按施工规范要求对成型路床各项指标进行验收，合格后进行下道工序施工。

(11)循环 (2)～(10) 步骤至风积砂填筑层达到设计高度和长度。

(12)砂砾装运：砂砾运输采用双桥自卸车，料车上路的坡道采用砂砾、石渣修筑，坡道的方向为倒车方向，以便料车到达施工现场后，采用倒行、低档、匀速行进至卸料点。将砂砾料卸至风积砂填筑层的上端。

(13)铺设砂砾层：待风积砂填筑层的各项指标验收合格及固沙柱凝固达到强后，在风积砂填筑层的上端进行砂砾层铺设施工，选用大骨料含量多、天然级配良好的砂砾作为支撑料，采用料车行驶于铺好的砂砾层上，倒退铺设砂砾料，逐步推进砂砾层覆盖风积砂填筑层，整平砂砾层，再用洒水压实的倒退推进法铺设其余段的砂砾层。所述的砂砾层的厚度为13～15cm，砂砾层的下部由粒经3～4cm的大骨料砂砾层构成,其厚度为9～10cm，大骨料砂砾层的上部由粒经0.2～1cm料的砂砾层构成。从而使大骨料砂砾层先接触风积砂填筑层，使承压面最大；同时细的砂砾层位于上端能更好起到封闭作用。

(14)砂砾洒水压实：对铺设好的砂砾层，进行洒水，含水率在6%～8%，砂砾层的碾压选用双驱压路机，碾压强度大、次数为4～8次。

(15)试验检测砂砾层：用沉降差法进行密实度检测、平均沉降差≤5mm，标准差≤3mm，直至达到设计弯沉值指标。

(16)复合边坡防护：选用包边土及液压喷播植草防护相结合的方法进行护坡，包边土厚度30～50cm，材料采用粘性土6，或山皮土。由于荒漠化地区原地面的风积砂具有透水的特点，在路基坡脚不设泄水孔及反滤层。液压喷播植草形成覆盖植草层5，宜种植吸水固砂类植物。由于风积砂基本无粘聚力，受到雨水冲刷易发生流失现象，降雨量较大时，路基边坡更容易被冲刷损坏，使路基遭受破坏。另一方面风积砂容易出现风蚀现象，主要集中在凸起的边坡迎风面上，出现严重风蚀现象时，易将路基边坡风积砂掏空殆尽，造成边坡塌陷。本发明的固沙柱系统解决了上述问题，再配合砂袋码坡、覆盖植草层既减少了对路基边坡稳定所造成的破坏，又能美化环境。

所述的采用快速固沙柱施工机对已碾压成型的风积砂填筑层的上部内用注浆方式形成固沙柱是快速固沙柱施工机将注浆针管插入风积砂填筑层中后，注浆机通过管道和注浆针管将水泥浆注入风积砂路基或边坡中并同时缓慢同时上提各注浆针管形成同时成型的四个固沙柱。

所述的采用快速固沙柱施工机对已碾压成型的风积砂填筑层的上部内用注浆方式形成固沙柱时，风积砂填筑层上部的含水率为10%～12%。

一种实现风积砂区段的路基施工方法的结构，由风积砂填筑层和砂砾层所组成，其中：

如图1和图5所示，固沙柱8：用于加固风积砂填筑层和增加风积砂填筑层的导重面积。在风积砂填筑层的上部内和路基边坡中设有呈间隔距离设置的固沙柱，固沙柱由快速固沙柱施工机对已碾压成型的路基、路基边坡中(风积砂填筑层的上部内)用注浆方式形成。相邻的固沙柱间隔1～1.3m，固沙柱呈条状带分格式分布或呈点状分布，固沙柱形成的条状带分格的路基 (风积砂填筑层9上部)面积为2～4m×2～4m，固沙柱深度为1～1.5m。固沙柱的直径5～10cm，固沙柱的周壁呈凹凸状。固沙柱形成的条状带46可为并排呈间隔距离设置的二排固砂柱。

砂砾层10，用于履盖风积砂填筑层9和均匀导重面积。砂砾层位于风积砂填筑层的上端，砂砾层的厚度为13～15cm，砂砾层的下部由粒经3～4cm的大骨料砂砾层构成,其厚度为9～10cm，大骨料砂砾层的上部由粒经0.2～1cm料的砂砾层构成。

砂袋7，用于履盖风积砂填筑层和稳定风积砂路基边坡，沿路基边坡坡度分层堆码一层砂袋构成砂袋层。

包边土6及液压喷播植草形成覆盖植草层5，砂袋层的外侧端依次为包边土和液压喷播植草防护层，包边土厚度30～50cm，材料采用粘性土，或山皮土。

所述的固沙柱呈点状分布为四个相邻的固沙柱间隔1～1.3m，固沙柱的直径5～10cm，固沙柱的周壁呈凹凸状。

如图2和图3所示，一种实现风积砂区段的路基施工方法的设备是快速固沙柱施工机。快速固沙柱施工机由车体25、液压系统17和发动机系统26所组成。其中：呈弯型的主臂15的后端通过主臂底轴24与车体前端中部轴接。主臂的前端通过顶压臂轴31与顶压臂12的中部轴接。主臂的中部两侧与对应的车体前端两侧之间分别设有一个主臂液压缸22，主臂液压缸下端通过液压缸轴23与对应的车体前端两侧轴接，主臂液压杆21顶固在对应的主臂中部两侧。

主臂的上端中部轴设有调整液压缸14，调整液压杆13的前端通过销轴与顶压臂12的上端中部轴接。顶压液压缸30倒置固定在顶压臂上，顶压液压杆29向下从顶压液压缸伸出，顶压液压杆的下端固定有注浆针盘20，注浆针盘的下端四角设有注浆针管19，即注浆针盘的下端设四个注浆针管。

各注浆针管的上端通过输浆管32与注浆泵的压浆出口33相通，注浆泵38的抽浆口相通浆料斗27，浆料斗内设有由搅拌电机39带动的搅拌齿35，即搅拌电机带动搅拌轴34，搅拌轴下端固定搅拌齿，搅拌齿位于浆料斗内下部。浆料斗上端为添料口18，用于向浆料斗内加入水泥和水及添加剂后，经电机带动搅拌齿搅拌均匀形成注浆料。

车体上端前部一侧设有驾驶室16，驾驶室内设有各操作仪表、操作杆、操作盘以显示、操作控制各系统。车体上端设有液压系统和发动机系统，车体下端设有由趋动系统带动的履带28。为传统结构，故不再累述。

所述的注浆针盘为矩型盘，注浆针盘的下端四角设有注浆针管，注浆针盘的上端中部设有总进浆口36，总进浆口通过导管37与各注浆针管的上端口相通，总进浆口上设有启闭电磁阀。

如图4所示，所述的注浆针管的长度为1～1.5m，内径5～10cm，为中空下尖的管体，注浆针管的下端口设单向阀。

所述的注浆针管下端口的单向阀为注浆针管的下端口为斜向口，斜向口的内边设有环槽41。环槽内设阀片45，阀片的中上部两侧通过阀片轴44与对应部的注浆针管轴接。阀片的上部内侧设铁制吸合板40，与铁制吸合板对应的注浆针管内壁上设强磁铁43，强磁铁吸合铁制吸合板使阀片处于闭合状态封闭注浆针管内通道42。

用快速固沙柱施工机对已碾压成型的风积砂填筑层的上部内用注浆方式形成固沙柱时，将快速固沙柱施工机开至施工地点，调整主臂液压杆伸出主臂液压缸的长度，从而决定主臂长度或高度。控制调整液压杆伸出调整液压缸的长度，决定顶压臂的角度，从而决定顶压液压杆的角度，进尔决定注浆针盘及其上注浆针管的角度（如在边坡上制备斜置的固沙柱）。注浆针盘下端的各注浆针管对齐风积砂填筑层后。启动顶压液压缸压力油将顶压液压杆顶出，带动注浆针盘下移，当其上的注浆针管将插入风积砂填筑层时，强磁铁吸合铁制吸合板使阀片处于闭合状态，防止杂物进入注浆针管道内，注浆针管全部插入风积砂填筑层内后，注浆泵开启将注浆料（此前已向浆料斗内加入水泥和水及添加剂后，经电机带动搅拌齿搅拌均匀形成注浆料）从浆料斗下端抽出，依次经注浆泵的压浆出口、输浆管、电磁阀(开启状)、总进浆口、导管压入(压力1～3Mpa)各注浆针管内，位于各注浆针管内的注浆料的压力冲开阀片，进入风积砂填筑层内。此时，边注浆边缓慢上抬顶压液压杆带动各注浆针管缓慢上抬，注浆料填充并向外扩张挤压各注浆针管移开后的空间，至地面形成固沙柱。关闭电磁阀，注浆针管内无注浆料无压力，强磁铁吸合铁制吸合板使阀片处于闭合状态，各注浆针管单向阀关闭。移动注浆针盘至下一工位施工。

总之，本发明能有效在风积砂区段筑路，提供可行的路基结构和快速加固设备，具有方法简便实用，路基边坡稳定，施工风险低，成本低, 节约工期，无污染、公路使用寿命长和使用效果好的优点。

Claims (3)

1.一种风积砂区段的路基施工方法,其特征在于，包括如下步骤：

(1)施工准备，制备快速固沙柱施工机，进行道路中线、路基边线放样，并采用推土机或装载机将表土连同树根、枯木、各类垃圾等清理干净，清干净填筑材料内的杂物；

(2)填料取样检测，风积砂填筑层铺筑前，对风积砂填料进行取样检测，确定其最大干密度、最佳含水率指标；

(3)风积砂装运，运输风积砂采用双桥自卸车，车辆少装勤拉，保持填料表面的含水率在10%～13%，含水率误差应控制在±2%，在已验收合格的风积砂表面继续填筑时，必须洒水以保持已填筑风积砂的20cm厚的表层砂的含水率大于或等于15%，对出现较深车辙应及时进行整平碾压；

(4)风积砂铺筑整平，先用推土机粗平，再用平地机精平，整平厚度小于30cm；

(5)风积砂补水，控制风积砂的含水率，选就近河流水、地下综合管廊降水、管网闭水回收利用和有助于绿色施工的水源，现场洒水时，采用分格的方式进行洒水，先两侧后路中，防止漏洒、过洒现象；风积砂的含水率控制在14%～16%，选取固定罐体称重法对风积砂的含水率进行控制；

(6)风积砂压实，控制风积砂的含水率在14%～16%，碾压前被压风积砂表面应无积水，应在表层风积砂无流体、不松散的状态下进行碾压，压路机行走速度控制在2km/h以内，先静压2遍，再弱振2遍，最后强振4遍，碾压直线段时由两边向中间，曲线段由内侧向外侧，轮迹应重叠，重叠宽度为l/3轮迹以上，纵向进退式进行碾压；

(7)试验检测经压实的风积砂，对经压实的风积砂进行压实度检测，对已碾压成型的路基表层6～12cm松散层以下的风积砂层进行压实度检测，并对检测不合格点进行处理，直至压实度达到合格；

(8)采用快速固沙柱施工机对已碾压成型的风积砂填筑层的上部内用注浆方式形成固沙柱，相邻的固沙柱间隔1～1.3m，固沙柱呈条状带分格式分布或呈点状分布，固沙柱形成的条状带分格的风积砂填筑层面积为（2～4m）×（2～4m），固沙柱深度为1～1.5m；所述的快速固沙柱施工机由车体、液压系统和发动机系统所组成，主臂的后端通过主臂底轴与车体前端中部轴接，主臂的前端通过顶压臂轴与顶压臂的中部轴接，主臂的中部两侧与对应的车体前端两侧之间分别设有一个主臂液压缸，主臂液压缸下端通过液压缸轴与对应的车体前端两侧轴接，主臂液压杆顶固在对应的主臂中部两侧，主臂的上端中部轴设有调整液压缸，调整液压杆的前端通过销轴与顶压臂的上端中部轴接，顶压液压缸倒置固定在顶压臂上，顶压液压杆向下从顶压液压缸伸出，顶压液压杆的下端固定有注浆针盘，注浆针盘的下端四角设有注浆针管，各注浆针管的上端通过输浆管与注浆泵的压浆出口相通，注浆泵的抽浆口相通浆料斗，浆料斗内设有由搅拌电机带动的搅拌齿，车体上端前部一侧设有驾驶室，车体上端设有液压系统和发动机系统，车体下端设有由驱动系统带动的履带；

所述的采用快速固沙柱施工机对已碾压成型的风积砂填筑层的上部内用注浆方式形成固沙柱是快速固沙柱施工机将注浆针管插入风积砂填筑层中后，注浆机通过管道和注浆针管将水泥浆注入风积砂路基或边坡中并同时缓慢同时上提各注浆针管形成同时成型的四个固沙柱；

所述的采用快速固沙柱施工机对已碾压成型的风积砂填筑层的上部内用注浆方式形成固沙柱时，风积砂填筑层上部的含水率为10%～12%；

(9)砂袋码坡，为确保风积砂路基边坡稳定及路侧压实度，在风积砂填筑一两层后，采用砂袋码坡，沿路基边坡坡度分层堆码，砂袋码砌要稳固、整齐、砂袋码层顶面低于填筑面，对码砌后的路侧采用小型压路机进行压实；

(10)路床验收，按施工规范要求对成型路床各项指标进行验收，合格后进行下道工序施工；

(11)循环 (2)～(10) 步骤；

(12)砂砾装运，砂砾运输采用双桥自卸车，双桥自卸车上路的坡道采用砂砾、石渣修筑，坡道的方向为倒车方向，以便双桥自卸车到达施工现场后，采用倒行、低档、匀速行进至卸料点；

(13)铺设砂砾层，待风积砂填筑层的各项指标验收合格及固沙柱凝固达到设计强度后，进行砂砾层铺设施工，选用大骨料含量多、天然级配良好的砂砾作为支撑料，采用双桥自卸车行驶于铺好的砂砾层上，倒退铺设砂砾料，逐步推进砂砾层覆盖风积砂填筑层，整平砂砾层，再用洒水压实的倒退推进法铺设其余段的砂砾层；

所述的砂砾层的厚度为13～15cm，砂砾层的下部由粒径 3～4cm的大骨料砂砾层构成,其厚度为9～10cm，大骨料砂砾层的上部由粒径 0.2～1cm料的砂砾层构成；

(14)砂砾洒水压实，对铺设好的砂砾层，进行洒水，含水率在6%～8%，砂砾层的碾压选用双驱压路机，碾压强度大、次数为4～8次；

(15)试验检测砂砾层，用沉降差法进行密实度检测、平均沉降差≤5mm，标准差≤3mm，直至达到设计弯沉值指标；

(16)复合边坡防护，选用包边土及液压喷播植草防护相结合的方法进行护坡，包边土厚度30～50cm，材料采用粘性土，或山皮土，在路基坡脚不设泄水孔及反滤层。

2.一种实现如权利要求1所述的风积砂区段的路基施工方法的结构，由风积砂填筑层和砂砾层所组成，其特征在于：

固沙柱，用于加固风积砂填筑层和增加导重面积，在风积砂填筑层的上部内和路基边坡中设有呈间隔距离设置的固沙柱，固沙柱由快速固沙柱施工机对已碾压成型的路基、路基边坡中用注浆方式形成，相邻的固沙柱间隔1～1.3m，固沙柱呈条状带分格式分布或呈点状分布，固沙柱形成的条状带分格的风积砂填筑层面积为（2～4m）×（2～4m），固沙柱深度为1～1.5m；

砂砾层，用于履盖风积砂填筑层和均匀导重面积，砂砾层位于风积砂填筑层的上端，砂砾层的厚度为13～15cm，砂砾层的下部由粒径 3～4cm的大骨料砂砾层构成,其厚度为9～10cm，大骨料砂砾层的上部由粒径 0.2～1cm料的砂砾层构成；

砂袋，用于履盖风积砂填筑层和稳定风积砂路基边坡，沿路基边坡坡度分层堆码一层砂袋构成砂袋层；

包边土及液压喷播植草形成覆盖植草层，砂袋层的外侧端依次为包边土和液压喷播植草防护层，包边土厚度30～50cm，材料采用粘性土，或山皮土；所述的固沙柱呈点状分布为四个相邻的固沙柱间隔1～1.3m，固沙柱的直径5～10cm，固沙柱的周壁呈凹凸状。

3.一种实现如权利要求1所述的风积砂区段的路基施工方法的设备，由车体、液压系统和发动机系统所组成，其特征在于：主臂的后端通过主臂底轴与车体前端中部轴接，主臂的前端通过顶压臂轴与顶压臂的中部轴接，主臂的中部两侧与对应的车体前端两侧之间分别设有一个主臂液压缸，主臂液压缸下端通过液压缸轴与对应的车体前端两侧轴接，主臂液压杆顶固在对应的主臂中部两侧，主臂的上端中部轴设有调整液压缸，调整液压杆的前端通过销轴与顶压臂的上端中部轴接，顶压液压缸倒置固定在顶压臂上，顶压液压杆向下从顶压液压缸伸出，顶压液压杆的下端固定有注浆针盘，注浆针盘的下端四角设有注浆针管，各注浆针管的上端通过输浆管与注浆泵的压浆出口相通，注浆泵的抽浆口相通浆料斗，浆料斗内设有由搅拌电机带动的搅拌齿，车体上端前部一侧设有驾驶室，车体上端设有液压系统和发动机系统，车体下端设有由驱动系统带动的履带；

所述的注浆针盘为矩型盘，注浆针盘的下端四角设有注浆针管，注浆针盘的上端中部设有总进浆口，总进浆口通过导管与各注浆针管的上端口相通，总进浆口上设有启闭电磁阀；所述的注浆针管的长度为1～1.5m，内径5～10cm，为中空下尖的管体，注浆针管的下端口设单向阀；所述的注浆针管下端口的单向阀为注浆针管下端口为斜向口，斜向口的内边设有环槽，环槽内设阀片，阀片的中上部两侧通过阀片轴与对应部的注浆针管轴接，阀片的上部内侧设铁制吸合板，与铁制吸合板对应的注浆针管内壁上设强磁铁，强磁铁吸合铁制吸合板使阀片处于闭合状态。

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