CN111021173B - 一种市政道路填砂路基施工方法 - Google Patents

一种市政道路填砂路基施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种市政道路填砂路基施工方法，该方法结构采用细砂作为主要支承体，优质土作为最后一层支承体进行分层回填，通过对回填材料含水量控制，松铺厚度与碾压遍数控制及压实机械性能的组合，从而在砂土地区进行路基施工时利用当地的资源，用砂土作为回填材料进行路基施工，不但节省了资源，缩短了工期，同时还提升了路基的整体稳定性。相对现有技术，本发明采用细砂作为主要支承体进行分层回填，利用当地的资源进行路基施工，就近取材，降低了工程造价，缩短了施工工期，用优质土作为上部支承体进行分层回填，有效防止细砂水分散失，保证路基受力的整体性，提升路基的整体稳定性。

Description

一种市政道路填砂路基施工方法
技术领域：
本发明属于建筑工程技术领域，具体涉及一种市政道路填砂路基的施工方法。
背景技术：
在市政道路施工过程中，会遇到不同的地质条件，优质土作为路基填料是道路建设中的传统做法，而在砂性土土质的地区施工，由于优质土获取难度大，致使路基填筑过程中施工难度增大，填筑材料的选择决定了路基施工的成本及工期，从成本角度来考虑，不可能从外地运输合适的填筑材料，虽然那样可以利用简单的施工工艺，但优质土的运输需要较大的成本，且施工周期长，给施工方带来了不便，并不实用。
所以路基填筑基本上都是就地取材，利用当地的粉砂土做材料，虽然可以大大降低成本，但工艺比较复杂，施工难度很大、压实度很难满足路基对压实度的要求，一旦路基的压实度不符合要求，不仅会使路基的承载力不够，整个路面的结构将遭到破坏，还很有可能会渗入雨水或者其他自由水，降低路基稳定性，因此研究一种在砂土地区利用细砂作为回填材料的路基施工方法是必要的。
发明内容：
针对现有设备存在的缺陷和问题，本发明提供一种市政道路填砂路基的施工方法，有效的解决了现有施工方法在砂土地区对路基施工过程中存在的工艺复杂、施工难度大、成本高和压实度很难满足要求的问题。
本发明解决其技术问题所采用的方案是：一种市政道路填砂路基施工方法，包括如下步骤：
（1）基础路基前处理
标识基础路基施工范围，将施工范围内的杂物清除，并测定基础路基地表土质的实际含水量和最佳含水量，通过洒水或者晾晒控制基础路基含水量在其最佳含水量的±2%范围内，然后用振冲式压路机对基础路基进行碾压施工，形成平整的基础面；
（2）回填砂土摊铺
将回填砂土运至基础面上进行摊铺并平整，并控制松铺厚度不超过30cm；
（3）回填砂土的土质分析和前处理
对回填砂土进行土质分析，得到回填砂土的实际含水量、最佳含水量和最大干密度；通过洒水或者晾晒对回填砂土进行前处理，调整回填砂土的含水量，使回填砂土的含水量在其最佳含水量的±2％的范围内；
（4）平整碾压
用压路机对前处理后的回填砂土依次采用静压1遍、轻振1遍、强振3遍和静压2遍的方式进行碾实；从而在基础面上形成了回填砂土层，并采用灌砂法检测回填砂土层的压实度；
（5）摊铺亲和土基层
回填砂土层压实度检测合格后，在回填砂土层的上方摊铺亲和土，所述亲和土的成分按照优质土和回填砂土比例为1：1混合搅拌而成；摊铺厚度为10cm；用振冲式压路机对亲和土碾压施工，形成平整的亲和土基层，在亲和土基层喷水雾化增湿至最佳含水量，再将起槽连带铺设于亲和土基层相应位置，通过振冲式压路机经过对起槽连带碾压，使亲和土基层形成有形且不碎裂的多个并列凹槽，然后收起起槽连带并转移至其余亲和土基层，重复以上过程直至所有亲和土基层均出现有形且不碎裂的多个并列凹槽后，再进行下道工序；所述起槽连带包括多根平行的圆柱杆件，各圆柱杆件的末端依次通过连环或钢丝绳连接。
（6）优质土回填
在亲和土基层上方摊铺优质土，优质土虚铺厚度为20cm，后对优质土进行碾实平整形成优质土层；
（7）测定路基弯沉值
优质土层压实度检测合格后，在其上对道路路基做弯沉试验测定其回弹弯沉值，并与设计弯沉值比较；
（8）结构层的摊铺
路基弯沉值检测合格后，在优质土层上方摊铺结构层，所述结构层包括由下至上依次摊铺的底基层、基层和面层；所述底基层为摊铺在优质土层上方的水泥石灰土混合料；所述基层为摊铺在底基层上方的水泥稳定碎石；所述面层为摊铺在基层上方的沥青混凝土。
进一步的，步骤（2）中测定含水量的方法为酒精法，测定最佳含水量和最大干密度的方法为重型击实试验。
进一步的，在步骤（4）中利用压路机对回填砂土进行碾压时，横向碾压接头重叠控制在0.4-0.5m，纵向碾压接头重叠要控制在1.0-1.5m。
进一步的，步骤（3）中将回填砂土卸到原路基摊铺时按照梅花形布置。
进一步的，步骤（8）中所述的水泥石灰土混合料的配比为水泥、石灰和素土按照重量比为4:12:84的配比混合搅拌而成，基层为4%水泥稳定碎石分两层摊铺而成，面层从下至上分别为8cm粗粒式沥青混凝土、6cm中粒式SBS改性沥青混凝土和4cm中粒式SBS改性沥青混凝土依次摊铺而成。
本发明的有益效果：本发明提供了一种市政道路填砂路基施工方法，该方法结构采用细砂作为主要支承体，优质土作为最后一层支承体进行分层回填，通过对回填材料含水量控制，松铺厚度与碾压遍数控制及压实机械性能的组合，从而在砂土地区进行路基施工时利用当地的资源，用砂土作为回填材料进行路基施工，不但节省了资源，缩短了工期，同时还提升了路基的整体稳定性。
相对现有技术，本发明采用细砂作为主要支承体进行分层回填，利用当地的资源进行路基施工，就近取材，降低了工程造价，缩短了施工工期，用优质土作为上部支承体进行分层回填，有效防止细砂水分散失，保证路基受力的整体性，提升路基的整体稳定性。
附图说明：
图1为本发明的主视图；
图2为本发明的流程图；
图中标号为：1为基础路基；2为回填砂土层；3为亲和土基层，4为优质土层；5为结构层。
具体实施方式：
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例1：本实施例针对现有的施工方法中存在的对于砂土地区路基施工工艺复杂、施工难度大、成本高和压实度很难满足路基对压实度要求的问题，本发明提供了一种市政道路填砂路基的施工方法，在砂土地区主要以细砂作为主要支承体进行路基施工，优质土作为最后一层支承体进行分层回填，就近取材。
本实施例为在郑州航空港经济综合实验区某路段进行施工，具体包括如下步骤：
1. 基础路基的前处理
1.1测量放样
基础路基开工前，绘制路线中桩，放出市政道路用地边桩并撒白灰标示清楚，标识出施工区域，为下一步施工提供边界。
1.2清表
用推土机清除施工区域内的有害于路基稳定的杂物，如杂草、树根及其他障碍物，并将基础路基1施工范围内的场地整平。
1.3基础路基1分析和整平压实
施工区域场地整平后，对基础路基1地表的土质进行分析，得到基础路基1地表的实际含水量、最佳含水量和最大干密度；具体做法如下：
1.3.1 用酒精法测定基础路基1地表土质的含水量：
用刮土刀刮取基础路基1地表的湿土样，放入已知重量的蒸发皿中并称重，向蒸发皿中滴加酒精，直到浸没湿土样，用搅拌棒使酒精和基础土样充分混合后，将酒精点燃；待酒精燃尽后冷却称量干土样的重量，再次滴加酒精，进行二次燃烧，后再次冷却称重，重复燃烧直到前后两次称量干土样保持一致时，实验停止，并记录干土样和蒸发皿的重量。
并根据下面公式计算基础土样的含水量
Figure DEST_PATH_IMAGE001
（1）
式中：w为基础土样的含水量（%）；m1为蒸发皿的质量（g）
m2为蒸发皿和基础土样的合质量（g）；m3为蒸发皿和干土样的合质量（g）；
1.3.2 用重型击实法来测定基础路基1表面土质的最佳含水量和最大干密度；
a、用刮土刀制取基础土样，将基础土样倒入模筒内，整平其表面并用圆木板稍加压紧；
b、然后按照规定的击实次数进行击实，击实时击锤自由铅直落下，锤迹均匀分布在基础土样上表面；
c、然后安装套环，把基础土样上表面刨成毛面；并重复步骤a和步骤b进行第二层和第三层的击实，击实后超出击实筒的余上高度不能大于6mm；
d、用修土刀沿套环内壁削挖后，扭动并取下套环，齐筒顶削平基础土样，拆除底板，擦净筒外壁，称量基础土样和筒的重量，准确至1g；
e、用推土器推出击实筒内的基础土样，从基础土样中心处取3个土样测定其含水量；
选取多份基础试样重复上述实验，并比较得到最大干密度和最佳含水量。
从而通过1.3.1酒精法和1.3.2重型击实试验得到基础路基1地表土质的实际含水量、最大干密度和最佳含水量，并将基础路基1地表土质的实际含水量与其最佳含水量对比，采用洒水或者晾晒的方法控制基础路基1的含水量在最佳含水量的±2%范围内，在洒水作业时，应考虑气温高低和风力大小,适当增加洒水量，并用振冲式压路机对基础路基1进行碾压施工，形成平整的基础面，为回填砂土提供稳定的基础面。
2. 回填砂土的摊铺和前处理
2.1回填砂土摊铺；
采用挖掘机取回填砂土，用自卸汽车运输至施工现场；卸土时按照自卸汽车的运输能力和规定的松铺厚度(不大于30cm ),计算出每车土的间距3-5m,且卸土时按梅花形布置,以便于提高推土机整平的工作效率；上料完成后开始摊铺；摊铺时检查回填砂土的摊铺厚度，控制松铺厚度不超过30cm。
2.2 回填砂土送检：
回填砂土碾压施工前，在不同地点对回填砂土进行取样送检，并对回填砂土进行土质分析，采用1.31酒精法和1.32重型击实试验的方法测定砂土的最佳含水量和最大干密度，测定结果见表1.1；
Figure DEST_PATH_IMAGE002
根据表1.1试验数据可知，郑州航空港经济综合实验区某路段所用回填砂土的最佳含水量为9.2%，最大干密度为1.87 g/cm³，同时还为施工提供了相关的试验数据如回填砂土的实际含水量等。
2.3 采用酒精法测定回填砂土实际含水量；
具体步骤见1.3.1，并按下式计算出填土材料的含水量
Figure DEST_PATH_IMAGE003
（2）
式中：w为回填砂土含水量（%）；m1为蒸发皿的质量（g）
m2为蒸发皿和湿回填砂土的质量和（g）；m3为蒸发皿和干填土材料的质量和（g）；
2.4回填砂土的前处理：
经酒精法测得本工程回填砂土的实际含水量为6%，实际含水量与表2.1中的最佳含水量进行比较，可知实际含水量低于最佳含水量且超出规定±2％的范围，需要通过洒水的方式增大回填砂土的含水量。
对于含水量大于且超过规定范围时，可以通过晾晒的方式，使回填砂土的水分蒸发，以降低其含水量。
由此通过晾晒或者洒水调整回填砂土的含水量，将回填砂土的含水量控制在最佳含水量±2％的范围内，随后即可对回填砂土进行碾压，需要注意的是粉砂土透水性好,也易失水,要及时碾压。
4、平整碾压和压实度检测
4.1 压路机匀速且沿直线碾压，按照先两边后中间的方式对回填砂土进行平整碾压；碾压时，横向碾压接头重叠控制在0.4-0.5m，纵向碾压接头重叠要控制在1.0-1.5m，确保无漏压、无死角；压实遍数依次采用静压1遍，轻振1遍，强振3遍，静压2遍；注意振动压时由弱到强,速度由慢到快,振动时以二档行走为宜，碾实后在基础面上形成了回填砂土层2。
4.2 压实度检测
采用灌砂法对回填砂土层2压实度进行监测，具体步骤如下：
a、向灌砂筒内填充标准砂至距筒顶距离15mm左右，称取装入筒内标准砂的质量M1，准确至1g；
b、将基板平放在地面上，用凿子按照基板中心圆大小打坑，打坑深度为分层回填厚度；
c、取出坑内的样土放存放在包装袋内待检，在天平上称量挖出样土的总质量M2，准确至1g；
d、将灌砂筒的底部开关并向坑内填充标准砂，并使流出的标准砂的体积与所挖试坑内的体积相等，关闭开关并称取灌砂筒和剩余标准砂的质量为M3；
e、酒精法测量样土的含水量；
多点重复测量取平均值，根据下式得到样土的压实度：
Figure DEST_PATH_IMAGE004
（3）；
Figure DEST_PATH_IMAGE005
（4）；
Figure DEST_PATH_IMAGE006
（5）；
式中M1为灌砂筒与原标准砂合质量， M2为挖出样土的总质量，M3为灌砂筒与剩余标准砂合质量，w为样土的含水量；P湿为样土的湿密度，P干为样土的干密度；P大为样土的最大干密度，P为样土的压实度。
本工程的回填砂土层2的压实度的规范要求为不低于96%，通过上述方法测出回填砂土层2的压实度为96.8%，符合规范要求，如果不符合规范重新检测回填砂土的含水量并进行洒水和碾压施工并重新检测回填砂土层2的压实度。
5、摊铺亲和土基层3
回填砂土层2压实度检测合格后，在回填砂土层2的上方摊铺亲和土，所述亲和土的成分按照优质土和砂土比例为1：1混合搅拌而成；摊铺厚度为10cm；用振冲式压路机对亲和土碾压施工，形成平整的亲和土基层3，在亲和土基层3喷水雾化增湿至最佳含水量，再将起槽连带铺设于亲和土基层3相应位置，通过振冲式压路机经过对起槽连带碾压，使亲和土基层3形成有形且不碎裂的多个并列凹槽，然后收起起槽连带并转移至其余亲和土基层3，重复以上过程直至所有亲和土基层3均出现有形且不碎裂的多个并列凹槽后，再进行下道工序；所述起槽连带包括多根平行的圆柱杆件，各圆柱杆件的末端依次通过连环或钢丝绳连接。
通过设置亲和土基层能够起到承上启下的作用，在优质土层和回填砂土层之间设置亲和土基层，亲和土为优质土和回填砂土按照1：1的比例混合而成，且在亲和土基层与优质土层之间设置凹凸配合关系，使部分优质土进入亲和土基层内，增强了亲和土基层与优质土层的连接。
同时为了进一步完善本发明的技术方案，亲和土基层的底部与回填砂土层之间也存在凸凹关系，增强了与回填砂土层的连接，亲和土基层与回填砂土层的凹凸关系与亲和土基层与优质土层的施工方式相同，不再重复说明。
6、优质土回填
在亲和土基层3上摊铺优质土，采用粗砾土作为优质土对路基进行回填，并控制优质土虚铺厚度为20cm，本工程所用的优质土的最小强度（CBR%）为8，最大粒径（cm）为10，优质土经整平后压实形成优质土层4。
7、弯沉试验检测。
优质土层4施工完毕并经压实度检测合格后，在其上对道路路基做弯沉试验测定其回弹弯沉值，本工程采用贝克曼梁法测定路基回弹弯沉值，具体步骤如下：
a、用粉笔或者白油漆标识检测点；
b、将标准车的后轮轮隙对准检测点并位于检测点后方3-5m处；
c、将路面弯沉仪插入汽车后轮之间的缝隙处并与汽车行驶方向保持一致，弯沉仪测头置于检测点上，并在弯沉仪的测杆上安装百分表，检查百分表是否稳定归零。
d、测定者发出信号指挥汽车缓慢向前行驶，百分表随路面形变的增加持续向前转动，当百分表表针转到最大值时，记录初读数为L1，汽车继续向前，表针回转，带汽车驶出弯沉影响半径后，汽车停止，待表针回转稳定，再次记录百分表读数为L2；
路基回弹弯沉值按下式（6）计算：
Figure DEST_PATH_IMAGE007
（6）；
式中：L为路面温度t时的回弹弯沉值（0.01mm）；L1为车轮中心临近弯沉仪侧头时百分表的最大读数（0.01mm）；L2为汽车驶出弯沉影响半径后百分表的读数（0.01mm）。
本工程设计要求路基顶面交工验收弯沉值为221（0.01mm），所检测计算出的弯沉值数据如下表所示，实际弯沉值均小于设计弯沉值，符合设计要求。
路床顶层回弹弯沉试验数据表
Figure DEST_PATH_IMAGE008
8、结构层5摊铺
优质土层4施工完成后，在优质土层4上摊铺结构层5；结构层5底基层为20cm厚水泥石灰土，配合比为：水泥：石灰：素土重量比为4:12:84；基层为40cm厚4%水泥稳定碎石（振动成型）分两层（各20cm厚）摊铺；面层从下至上分别为8cm粗粒式沥青混凝土（AC-25C）、6cm中粒式SBS（I-D型）改性沥青混凝土（AC-20C）、4cm中粒式SBS（I-D型）改性沥青混凝土（AC-13C）分三层摊铺，并按照步骤7中方法检测其弯沉值。
本发明经过工程实践，采用上述技术方案对比采用全优质土作为回填材料可以节省约40%的工期，可以节省30%工程造价，取材方便。

Claims (5)

1.一种市政道路填砂路基施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）基础路基前处理
标识基础路基施工范围，将施工范围内的杂物清除，并测定基础路基地表土质的实际含水量和最佳含水量，通过洒水或者晾晒控制基础路基含水量在其最佳含水量的±2%范围内，然后用振冲式压路机对基础路基进行碾压施工，形成平整的基础面；
（2）回填砂土摊铺
将回填砂土运至基础面上进行摊铺并平整，并控制松铺厚度不超过30cm；
（3）回填砂土的土质分析和前处理
对回填砂土进行土质分析，得到回填砂土的实际含水量、最佳含水量和最大干密度；通过洒水或者晾晒对回填砂土进行前处理，调整回填砂土的含水量，使回填砂土的含水量在其最佳含水量的±2％的范围内；
（4）平整碾压
用压路机对前处理后的回填砂土依次采用静压1遍、轻振1遍、强振3遍和静压2遍的方式进行碾实；从而在基础面上形成了回填砂土层，并采用灌砂法检测回填砂土层的压实度；
（5）摊铺亲和土基层
回填砂土层压实度检测合格后，在回填砂土层的上方摊铺亲和土，所述亲和土的成分按照优质土和回填砂土比例为1：1混合搅拌而成；摊铺厚度为10cm；用振冲式压路机对亲和土碾压施工，形成平整的亲和土基层，在亲和土基层喷水雾化增湿至最佳含水量，再将起槽连带铺设于亲和土基层相应位置，通过振冲式压路机经过对起槽连带碾压，使亲和土基层形成有形且不碎裂的多个并列凹槽，然后收起起槽连带并转移至其余亲和土基层，重复以上过程直至所有亲和土基层均出现有形且不碎裂的多个并列凹槽后，再进行下道工序；所述起槽连带包括多根平行的圆柱杆件，各圆柱杆件的末端依次通过连环或钢丝绳连接；
（6）优质土回填
在亲和土基层上方摊铺优质土，优质土虚铺厚度为20cm，后对优质土进行碾实平整形成优质土层；
（7）测定路基弯沉值
优质土层压实度检测合格后，在其上对道路路基做弯沉试验测定其回弹弯沉值，并与设计弯沉值比较；
（8）结构层的摊铺
路基弯沉值检测合格后，在优质土层上方摊铺结构层，所述结构层包括由下至上依次摊铺的底基层、基层和面层；所述底基层为摊铺在优质土层上方的水泥石灰土混合料；所述基层为摊铺在底基层上方的水泥稳定碎石；所述面层为摊铺在基层上方的沥青混凝土。
2.根据权利要求1所述的市政道路填砂路基施工方法，其特征在于：步骤（2）中测定含水量的方法为酒精法，测定最佳含水量和最大干密度的方法为重型击实试验。
3.根据权利要求1所述的市政道路填砂路基施工方法，其特征在于：在步骤（4）中利用压路机对回填砂土进行碾压时，横向碾压接头重叠控制在0.4-0.5m，纵向碾压接头重叠要控制在1.0-1.5m。
4.根据权利要求1所述的市政道路填砂路基施工方法，其特征在于：步骤（3）中将回填砂土卸到原路基摊铺时按照梅花形布置。
5.根据权利要求1所述的市政道路填砂路基施工方法，其特征在于：步骤（8）中所述的水泥石灰土混合料的配比为水泥、石灰和素土按照重量比为4:12:84的配比混合搅拌而成，基层为4%水泥稳定碎石分两层摊铺而成，面层从下至上分别为8cm粗粒式沥青混凝土、6cm中粒式SBS改性沥青混凝土和4cm中粒式SBS改性沥青混凝土依次摊铺而成。
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