CN110184870B - 亚热带山区高速公路混合料路基填筑方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种亚热带山区高速公路混合料路基填筑方法，包括以下步骤：步骤一、从每段作业面的原始地表面向下开挖20cm，舍弃挖出的土方，再自20cm处向下开挖至预设深度，收集挖出的土方并进行改进处理；步骤二、从下至上依次填筑砂土、碎石、吸水性颗粒、改进土方，每填筑一层后均压实，吸水颗粒为陶粒砂、石粉、粘土砖粉混合制得；步骤三、将多个橡胶结构间隔平铺于改进土方层上表面上，橡胶结构呈类“米”字，包括转动轴、中心开设贯通孔并从上至下依次套设于转动轴上的四根橡胶条；步骤四、在橡胶结构上填筑沥青砼，并碾压以形成沥青路面层。本发明具有改善黄壤土方性能，以用于高速公路填筑，保证路基质量的有益效果。

Description

亚热带山区高速公路混合料路基填筑方法

技术领域

本发明涉及路基填筑领域。更具体地说，本发明涉及一种亚热带山区高速公路混合料路基填筑方法。

背景技术

亚热带山区的土壤主要为黄壤，黄壤的基本发生层为腐殖层和铁铝聚积层，其中最具标志性的特征乃是其铁铝聚积层，因"黄化"和弱富铝化过程而呈现鲜艳黄色或蜡黄色。黄壤典型剖面形态为：枯枝落叶层，厚约10～20cm，受到不同程度的分解；暗灰棕至淡黑的富铝化的腐殖质层，厚约10～30cm，具核状或团块状结构；呈鲜艳黄色或蜡黄色的铁铝聚积层，厚约15～60cm，较粘，块状结构，结构面上有带光泽的胶膜，为黄壤独特土层，粘粒硅铝率为2.0～2.5，硅铁铝率2.0左右；多保留母岩色泽的母质层，色泽混杂不一。

由于中度风化强度淋溶，黄壤呈酸性至强酸性反应，PH4.5～5.5。因湿度大，黄壤表层有机质含量可达50～200g/kg，较红壤高1～2倍，且赘合淋溶较强，表层以下淀积层亦在10g/kg左右，腐殖质组成以富里酸为主，H/F＝0.3～0.5；黄壤质地粘，有机质含量高。

黄壤中枯枝落叶层和腐殖质层由于粘性差、液限值小塑性指数低、强度低，且级配差，用于高速度公路做路基填料难以压实，压实质量难以保证，加州承载比难以达到工程设计要求，不能直接用于高速公路等高级公路的填筑路基，因此，如何对亚热带山区高速公路混合料路基进行填筑，即能有效利用当地土方资源，又能保证路基质量是值得本领域技术人员思量的。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种亚热带山区高速公路混合料路基填筑方法，可以改善黄壤土方性能，以用于高速公路填筑，保证路基质量。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种亚热带山区高速公路混合料路基填筑方法，包括以下步骤：

步骤一、根据高速公路预设的地桩线分成多段作业面同时开挖，开挖时，先由每段作业面的原始地表面向下开挖20cm，舍弃挖出的土方，然后自20cm处再次向下开挖至预设深度，收集挖出的土方，然后对收集的土方进行改进处理；

改进处理的方法为：a、将收集的土方粉碎，得土方块；

b、将土方块、石灰粉、乳化沥青、玻璃纤维混合均匀，然后加入水于80℃下搅拌均匀，晾晒至水分含量低于16％，然后粉碎至粒径小于5cm，得改进土方，其中，土方块、石灰粉、乳化沥青、玻璃纤维、水按质量比为82:10:5:3:20；

步骤二、向完成挖方的作业面从下至上依次填筑砂土、碎石、吸水性颗粒、改进土方，以分别形成砂土层、碎石层、吸水层、改进土方层，每填筑一层后均碾压压实，吸水性颗粒为陶粒砂、石粉、粘土砖粉按质量比为1:5:20混合制得；

步骤三、将多个橡胶结构间隔平铺于改进土方层上表面上，所述橡胶结构呈类“米”字，所述橡胶结构包括转动轴、中心开设贯通孔并从上至下依次套设于所述转动轴上的四根橡胶条，位于最底层的橡胶条两端设有竖直向上的凸起，位于最顶层的橡胶条两端设有竖直向下的凸起，位于中间层的两个橡胶条两端设有垂直于对应橡胶条的长度方向的水平的凸起，且该凸起的中心位置处位于对应橡胶条的端部，所述转动轴底部设有直径大于所述贯通孔内径的限位板，所述转动轴和所述限位板均由刚性材料制成；

步骤四、在橡胶结构上填筑沥青砼，并碾压以形成沥青路面层。

优选的是，步骤一中每段作业面的长度为150m。

优选的是，步骤二中的碎石的颗粒粒径小于15cm。

优选的是，步骤二中的陶粒砂和石粉的颗粒粒径分别小于5cm、小于2.5mm，粘土砖粉的颗粒粒径大于2.5mm，且小于4.5mm。

优选的是，步骤二中每层碾压压实的具体方法为先以200kN的力碾压每层上表面2遍，再以400kN的力碾压每层上表面直至压实。

优选的是，步骤二中砂土层、碎石层、吸水层、改进土方层在碾压完成后的最终厚度分别为15cm、20cm、3cm、15cm，步骤四中沥青路面层的厚度为20cm。

优选的是，步骤三中相邻两个橡胶结构之间的间距为5cm。

优选的是，其中，步骤三中的橡胶条的长度、宽度、厚度分别为30cm、5cm、0.5cm，橡胶条上的凸起均呈圆柱形，最底层的橡胶条上的凸起和最顶层的橡胶条上的凸起的长度和直径均分别为4cm和1cm，中间层的两根橡胶条的凸起的长度和直径均分别为8cm和1cm。

本发明至少包括以下有益效果：

第一、加入少量的石灰粉、乳化沥青、玻璃纤维、水，并在80℃与收集的土方混合，静置以待各颗粒之间完成相互作用，形成稳定的颗粒后，可以显著改进土方的各项物理性能，达到路基填料的要求，从而可以用于高速公路填筑，保证路基质量。

第二、类“米”字形的橡胶结构可以在一定程度上增强沥青路面层的韧性，抗变形能力，从而使路面在干湿交替，且温度较高的恶劣环境中，也不易变形，抗破坏性强。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。

<实施例1>

亚热带山区高速公路混合料路基填筑方法，包括以下步骤：

步骤一、根据高速公路预设的地桩线分成多段作业面同时开挖，开挖时，先由每段作业面的原始地表面向下开挖20cm，舍弃挖出的土方，然后自20cm处再次向下开挖至预设深度，收集挖出的土方，然后对收集的土方进行改进处理；

改进处理的方法为：a、将收集的土方粉碎，得土方块；

b、将土方块、石灰粉、乳化沥青、玻璃纤维混合均匀，然后加入水于80℃下搅拌均匀，晾晒至水分含量低于16％，然后粉碎至粒径小于5cm，得改进土方，其中，土方块、石灰粉、乳化沥青、玻璃纤维、水按质量比为82:10:5:3:20；

步骤二、向完成挖方的作业面从下至上依次填筑砂土、碎石、吸水性颗粒、改进土方，以分别形成砂土层、碎石层、吸水层、改进土方层，每填筑一层后均碾压压实，吸水性颗粒为陶粒砂、石粉、粘土砖粉按质量比为1:5:20混合制得；

步骤三、将多个橡胶结构间隔平铺于改进土方层上表面上，所述橡胶结构呈类“米”字，所述橡胶结构包括转动轴、中心开设贯通孔并从上至下依次套设于所述转动轴上的四根橡胶条，位于最底层的橡胶条两端设有竖直向上的凸起，位于最顶层的橡胶条两端设有竖直向下的凸起，位于中间层的两个橡胶条两端设有垂直于对应橡胶条的长度方向的水平的凸起，且该凸起的中心位置处位于对应橡胶条的端部，所述转动轴底部设有直径大于所述贯通孔内径的限位板，所述转动轴和所述限位板均由刚性材料制成；

步骤四、在橡胶结构上填筑沥青砼，并碾压以形成沥青路面层。

其中，步骤一中每段作业面的长度为150m。

步骤二中的碎石的颗粒粒径小于15cm。

步骤二中的陶粒砂和石粉的颗粒粒径分别小于5cm、小于2.5mm，粘土砖粉的颗粒粒径大于2.5mm，且小于4.5mm。

步骤二中每层碾压压实的具体方法为先以200kN的力碾压每层上表面2遍，再以400kN的力碾压每层上表面直至压实。

步骤二中砂土层、碎石层、吸水层、改进土方层在碾压完成后的最终厚度分别为15cm、20cm、3cm、15cm，步骤四中沥青路面层的厚度为20cm。

步骤三中相邻两个橡胶结构之间的间距为5cm。

步骤三中的橡胶条的长度、宽度、厚度分别为30cm、5cm、0.5cm，橡胶条上的凸起均呈圆柱形，最底层的橡胶条上的凸起和最顶层的橡胶条上的凸起的长度和直径均分别为4cm和1cm，中间层的两根橡胶条的凸起的长度和直径均分别为8cm和1cm。

<对比例1>

采用与实施例1相同的方法铺设一段公路，其中，在改进土方层与沥青路面层之间不铺设橡胶结构。

<路基检测>

对采用实施例1的方法修建的一段高速公路试样进行检测，结果下表所示：

表1

由上表可知，实施例1铺设的高速公路各路基部位均已达标，符合国家标准。

<土方检测>

收集的挖出的土方粉碎后取样，为1号土样，改进土方为2号土样，检测土样指标，如下表所示：

表2

组别	＜0.075mm	均匀系数	液限	塑性指数
					1号	11％	12	51	23
2号	4.5％	16	38	9

高速公路是高级公路，小于0.075mm的土粒的量最好控制在10％以内，均匀系数应大于14，液限不大于50，塑性指数小于17，由上表可知，1号土样中粒径小于0.075mm的土粒占土样总量的11％，接近10％，均匀系数小于14，液限接近50，塑性指数23，远远大于12，因此，1号土样不宜直接用作高速公路的路基填料。

2号土样各项指标均较优，可以直接用作高速公路的路基填料，由此也说明加入少量的石灰粉、乳化沥青、玻璃纤维、水，并在80℃与收集的土方混合，静置以待各颗粒之间完成相互作用，形成稳定的颗粒后，可以显著改进土方的各项物理性能，达到路基填料的要求。

<侧移和路面裂缝检测>

在实施例1和对比例1的路面各选取20m的长度为试验样本，在路面上喷洒温度为50℃的水，保持路面潮湿，连续洒水3天后，保持路面干燥3天，每天以450kN的力碾压20遍，湿干循环50次后，观察路面裂纹，及公路边缘凸出原来边界的平均长度，结果如下表所示：

表3

由上表可以，实施例1的方法铺设的公路经过破坏性试验后，路面裂纹数量少，裂纹较细、短，且浅，分支少，公路边缘凸出原来边界的平均长度比对比例1的小，说明由实施例1的方法铺设的路面变形量小，抗破坏性强，由此也可以说明类“米”字形的橡胶结构可以在一定程度上增强沥青路面层的韧性，抗变形能力。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。

Claims (8)

1.亚热带山区高速公路混合料路基填筑方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、根据高速公路预设的地桩线分成多段作业面同时开挖，开挖时，先由每段作业面的原始地表面向下开挖20cm，舍弃挖出的土方，然后自20cm处再次向下开挖至预设深度，收集挖出的土方，然后对收集的土方进行改进处理；

改进处理的方法为：a、将收集的土方粉碎，得土方块；

b、将土方块、石灰粉、乳化沥青、玻璃纤维混合均匀，然后加入水于80℃下搅拌均匀，晾晒至水分含量低于16％，然后粉碎至粒径小于5cm，得改进土方，其中，土方块、石灰粉、乳化沥青、玻璃纤维、水按质量比为82:10:5:3:20；

步骤二、向完成挖方的作业面从下至上依次填筑砂土、碎石、吸水性颗粒、改进土方，以分别形成砂土层、碎石层、吸水层、改进土方层，每填筑一层后均碾压压实，吸水性颗粒为陶粒砂、石粉、粘土砖粉按质量比为1:5:20混合制得；

步骤三、将多个橡胶结构间隔平铺于改进土方层上表面上，所述橡胶结构呈类“米”字，所述橡胶结构包括转动轴、中心开设贯通孔并从上至下依次套设于所述转动轴上的四根橡胶条，位于最底层的橡胶条两端设有竖直向上的凸起，位于最顶层的橡胶条两端设有竖直向下的凸起，位于中间层的两个橡胶条两端设有垂直于对应橡胶条的长度方向的水平的凸起，且该凸起的中心位置处位于对应橡胶条的端部，所述转动轴底部设有直径大于所述贯通孔内径的限位板，所述转动轴和所述限位板均由刚性材料制成；

步骤四、在橡胶结构上填筑沥青砼，并碾压以形成沥青路面层。

2.如权利要求1所述的亚热带山区高速公路混合料路基填筑方法，其特征在于，步骤一中每段作业面的长度为150m。

3.如权利要求1所述的亚热带山区高速公路混合料路基填筑方法，其特征在于，步骤二中的碎石的颗粒粒径小于15cm。

4.如权利要求1所述的亚热带山区高速公路混合料路基填筑方法，其特征在于，步骤二中的陶粒砂和石粉的颗粒粒径分别小于5cm、小于2.5mm，粘土砖粉的颗粒粒径大于2.5mm，且小于4.5mm。

5.如权利要求1所述的亚热带山区高速公路混合料路基填筑方法，其特征在于，步骤二中每层碾压压实的具体方法为先以200kN的力碾压每层上表面2遍，再以400kN的力碾压每层上表面直至压实。

6.如权利要求1所述的亚热带山区高速公路混合料路基填筑方法，其特征在于，步骤二中砂土层、碎石层、吸水层、改进土方层在碾压完成后的最终厚度分别为15cm、20cm、3cm、15cm，步骤四中沥青路面层的厚度为20cm。

7.如权利要求1所述的亚热带山区高速公路混合料路基填筑方法，其特征在于，步骤三中相邻两个橡胶结构之间的间距为5cm。

8.如权利要求1所述的亚热带山区高速公路混合料路基填筑方法，其特征在于，其中，步骤三中的橡胶条的长度、宽度、厚度分别为30cm、5cm、0.5cm，橡胶条上的凸起均呈圆柱形，最底层的橡胶条上的凸起和最顶层的橡胶条上的凸起的长度和直径均分别为4cm和1cm，中间层的两根橡胶条的凸起的长度和直径均分别为8cm和1cm。