CN117418422B - 一种砂土混合翻拌的再生路基填筑施工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及道路工程施工领域，尤其涉及一种砂土混合翻拌的再生路基填筑施工工艺，包括以下步骤：S1准备阶段；S1.1、施工准备；S1.2、基地处理；S2施工准备；S2.1、分层填筑；S2.2、摊铺平整；S2.3、洒水晾晒；S2.4、碾压夯实；S3整修验收；S3.1、检查路基填筑后各方面参数是否达到标准；S3.2、路基防护；对路基进行坡面防护、冲刷防护和支挡防护，解决了现有路基填筑施工工艺提升质量仅依靠多仪器进行检测，发现问题再返工或者加强，使工期受到影响的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及道路工程施工领域，尤其涉及一种砂土混合翻拌的再生路基填筑施工工艺。
背景技术
路基是由填筑或开挖而形成的直接支承轨道的结构，也叫做线路下部结构。路基与桥梁、隧道相连，共同构成线路。路基依其所处的地形条件不同，有两种基本形式：路堤和路堑，俗称填方和挖方。铁路路基的作用是在路基面上直接铺设轨道结构，因此，路基是轨道的基础，路基荷载，既承受轨道结构的重量，即静荷载，又承受列车行驶时通过轨道传播而来的动荷载。路基同轨道一起共同构成的线路结构是一种相对松散连结的结构形式，抵抗动荷载的能力弱。建造路基的材料，不论填或挖，主要是土石类散体材料，所以路基是一种土工结构，经常受到地质、水、降雨、气候、地震等自然条件变化的侵袭和破坏，抵抗能力差，因此，路基应具有足够的坚固性、稳定性和耐久性。对于高速铁路，路基还应有合理的刚度，以保障列车高速行驶中的平稳性和舒适性。
中国专利申请号为201510071545.6的发明专利公开了一种路基填筑施工方法。该发明提出一种路基填筑施工方法，包括1）对路基填筑施工现场按设计断面进行复核；2）作填土压实试验段，通过安装在所述路基填筑施工现场试验段的试验段无线传感器组确定施工参数信息，并将所述施工参数信息通过无线通信网络上传到工程质量控制中心，所述工程质量控制中心根据所述施工参数信息确定所述路基填筑施工工艺；3）按照所述路基填筑施工工艺进行各层填筑，每层在填筑过程中均埋有层级无线传感器组；4）所述路基表面采用平地机或推土机刮平，采用与所述路基表面相同的填料对存在的凹陷填平夯实。该发明提出的一种新型的路基填筑施工方法，可以有效提高路基填筑的施工质量和维护成本，提高施工效率，并能及时监控路基变化情况，以使高速铁路运行得到最大程度的保护；但是上述发明所提出的技术方案内容并未细化至各个步骤中的操作流程，而是采用增加检测仪器进行数据检测，反而会降低施工效率。
发明内容
因此，针对上述问题，本发明提出一种砂土混合翻拌的再生路基填筑施工工艺，解决了现有路基填筑施工工艺提升质量仅依靠多仪器进行检测，发现问题再返工或者加强，使工期受到影响的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种砂土混合翻拌的再生路基填筑施工工艺，包括以下步骤：
S1准备阶段：
S1.1、施工准备：进行全线中线贯通，定制出填筑边线桩，同时用石灰撒出路基边线进行标记，清表预压结束后，恢复路基中桩，放出填筑边线，同时用石灰撒出线路中线、填筑边线并标出松铺高度；
S1.2、基地处理：清除沉积物，并对原地面坑、洞、穴等用合格填料分层回填分层压实；
S2路基填筑：
S2.1、分层填筑：通过翻拌装置预先对填料进行混合翻拌，路基填筑采用水平分层填筑，填筑时按路基横断面全宽分成水平层次逐层向上填筑，每层填筑最大松铺厚度为40-45cm，从最低处开始分层填筑；
S2.2、摊铺平整：通过填料设备对填料进行摊铺、整平，而后通过压路机对填筑层进行压实；在进行压实作业中，其施工顺序为两线同步进行压实作业，以路基的长度方向的中轴线为中心线，压路机分为两组，一组从路基宽度方向的两端向路基的中心线方向行进，另一组从路基的中心线方向向路基宽度方向的两端行进；
S2.3、洒水晾晒：对填筑层进行洒水和晾晒相互结合的处理方式，使填料的含水量始终保持在2%-3%之间；
S2.4、碾压夯实：再次通过压路机对填筑层进行最后阶段的碾压压实；
S3整修验收：
S3.1、检查路基填筑后各方面参数是否达到标准；
S3.2、路基防护：对路基进行坡面防护、冲刷防护和支挡防护。
进一步的，步骤S2.2在压实作业中，压实节奏采用先慢后快、先静压后振动的操作规程进行碾压压实。
进一步的，压实次数至少进行三次，每次压实作业两组压路机交汇处会形成锥形隆起，在最后一次压实作业完成后由两辆压路机沿所述锥形隆起的长度方向行进将所述锥形隆起压平。
进一步的，最后一次压实作业后最后一层填料的压实厚度小于30cm，该层填料最大粒径小于15mm。
进一步的，所述翻拌装置包括搅拌筒和与所述搅拌筒相互连接的喷射管道，所述喷射管道内嵌设有旋转辅助搅拌装置，所述旋转辅助搅拌装置包括一体成型地设置于所述喷射管道内表面的卡置母部和搅拌组件，所述搅拌组件包括卡置子部和可转动地设置于所述卡置子部上的搅拌叶片，所述卡置子部与所述卡置母部相互卡置连接。
进一步的，所述卡置母部包括至少三个相互平行的卡置环和连接相邻两个所述卡置环的加强筋，所述加强筋为柔性材质，其可跟随所述喷射管道弯曲而弯曲，所述卡置子部的中心处设置有转动轴，所述搅拌叶片和所述卡置子部通过所述转动轴进行连接，所述搅拌叶片倾斜于所述卡置环所在的平面，倾斜角度为30°-45°，所述搅拌叶片的自由端末端一体成型地设置有搅拌辊，所述搅拌辊与所述卡置环所在的平面相互平行。
进一步的，所述卡置母部设置于所述喷射管道内靠近喷射口的一端部，所述卡置母部中最靠近所述喷射管道的喷射口处的卡置环紧贴于所述喷射管道的喷射口的口沿处。
进一步的，所述填料设备包括填料板、设置于所述填料板中心位置的第一填料轴、设置于所述第一填料轴上的多根第二填料轴，所述第一填料轴与所述填料板相互垂直，其与所述填料板可转动连接，可沿自身轴线方向进行360°转动，所述第二填料轴与所述第一填料轴固定连接并且所述第二填料轴与所述第一填料轴相互垂直，各所述第二填料轴沿所述第一填料轴的径向均匀设置，所述第二填料轴上套设有填料块。
进一步的，所述第二填料轴的外圆周侧面上设置有外螺纹，所述填料块与所述第二填料轴的连接处上设置有内螺纹，所述填料块与所述第二填料轴螺纹连接，所述填料块内集成设置有旋转电机，通过旋转电机驱动填料块进行转动，所述填料块为三棱柱结构。
通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明所提出的一种砂土混合翻拌的再生路基填筑施工工艺，其相较于现有的路基填筑施工工艺，优势在于：本工艺流程中通过在步骤2）中施工准备的细化步骤S2.2中的压实作业中进行步骤优化，其不同于现有常规的路基填筑压实作业，差别点在于本发明中关于压实步骤，其施工顺序采用两线同步进行压实作业，以路基的长度方向的中轴线为中心线，压路机分为两组，一组从路基宽度方向的两端向路基的中心线方向行进，另一组从路基的中心线方向向路基宽度方向的两端行进，而常规的压实作业则是采用沿路基宽度方向的两边向中间，小半径曲线段内侧向外侧，相较之下，常规的压实方式会因为在从两边向中间压实的过程中，不断产生余料，而余料又不断被推送至路基中间，容易导致后期余料过多无法压平则需要对余料进行清理，而本发明中采用的两线同步压实的方式一方面提升了施工效率，另一方面可能缩短压实的路径，减少余料的产生，同时较少的余料后期能够直接通过二次压实进行处理而避免了需要对其进行转运。
2、同时本施工工艺在进行压实作业过程中，压实节奏采用先慢后快、先静压后振动压实的操作规程，而常规压实作业在压实过程中仅为普通压实，本发明采用该方式的好处在于，刚开始进行压实时，压路机收到阻力小，此时如果压路机行进速度过快，容易导致对填料压实效果变差，故开始采用较慢的行进速度进行作业，而后随着余料慢慢产生，压路机压实过程中受到的阻力会慢慢增大，此时需要加快行进速度来抵消受到的阻力，同时可以对产生的余料起到一个推动的作用；而之所以采用先静压后振动的工作模式，其原理同样为针对余料而进行的改进，开始进行压实作业时，未产生余料，故采用慢速压实即为最高效且最能保证压实质量的工作模式，而当余料慢慢堆积在压路机的压辊前方时，为了提升工作效率和降低余料带来的前行阻力，故采用振动压实的方式对填料进行压实，余料受到振动会由原本的堆积状态转化为分散状态，一方面降低了对压路机的前行阻力，另一发面分散的余料会重新转化为常规填料，受到压路机的碾压而被压实。
3、通过至少三次的压实作业，能够保证对路基的压实质量，对于路基填筑压实，最为关键的环节就是压实后的质量，如果不能达到要求，极容易造成路基不稳而导致后续事故的发生，同时也会影响道路的使用寿命，故通过至少三次的压实作业来提升压实质量，同时在压实后可以直接进行填料的厚度测量和观察来判断压实质量而无需采用各类电子仪器，保证最后一次压实作业完成后最后一层填料的竖直方向上压实厚度小于30cm且该层填料最大粒径小于15mm，即可保证整体的压实质量。
4、本发明中施工工艺中采用的翻拌装置用于将各种填料进行混合搅拌后喷出，其包括搅拌筒和与所述搅拌桶相互连接的喷射管道，通过在搅拌筒内进行第一次常规搅拌，填料通过喷射管道射出来的过程中进行第二次充分搅拌，喷射管道内的旋转辅助搅拌装置采用无驱动的方式进行工作，即通过填料向外喷涌的冲击力进行驱动工作；其中的搅拌组件包括卡置子部和可转动地设置于所述卡置子部上的搅拌叶片，搅拌叶片与卡置环所在的平面相互倾斜，即能够通过填料喷出时产生的冲击力而被带动进行旋转，而后通过在搅拌叶片的自由端末端一体成型地设置有搅拌辊，搅拌辊和所述卡置环所在的平面相互平行，搅拌叶片转动能够带动搅拌辊同步转动，搅拌辊对填料进行二次搅拌同时能够将混合填料中可能存在的结块进行击打粉碎，避免造成喷射管道的堵塞。
5、进一步的优化，通过将卡置母部中最靠近所述喷射管道的喷射口处的卡置环紧贴于所述喷射管道的喷射口的口沿处，即能够保证喷射管道的喷射口处设置有一个搅拌组件，该处的搅拌组件作用不同于设置于喷射管道内部的搅拌组件，其不仅对填料能够进行击打搅拌，同时能够通过自身旋转对即将喷射而出的填料做到一个四向分散的效果，使填料在通过喷射管道喷出时能够有更加宽广的覆盖面积，而常规的填料喷涂方式通常软绵无力，只能通过后期强化摊平的工序使其分散。
6、本发明中填料设备用于对填料进行初平和终平作业，摊平后的层面会向两侧倾斜百分之二至百分之四的横向排水坡，以便于路基面排水；填料设备通过吊机吊起，自上而下下放至填料上方，传统的摊铺整平作业均为依赖推土机进行初平，而后再用平地机进行终平，需要进行设备的切换，费时费力；且需要控制层面平整、均匀，对操作人员的要求较高，而采用本发明中的填料设备，能够一次性对填料进行初平和终平作业，通过填料板下放至抵靠填料堆，第一填料轴转动带动第二填料轴沿其轴线方向进行转动，而本身第二填料轴与填料块采用螺纹连接，通过旋转点击的驱动填料块会进行转动，并在螺纹的作用下一边转动一边朝远离第一填料轴的方向进行移动，同时因为填料块为三棱柱结构，转动过程中其会不断撞击填料板，自上而下给填料板一个向下的冲击力，并且伴随填料块的移动这个冲击力会由靠近第一填料轴的一侧向远离第一填料轴的一侧移动，也就是由内向外，如此好处是能够对填料有一个振动铺平的动作，提升填料铺平的效率和质量，同时冲击力对填料还有一个由内向外推动的作用力，避免了填料在中心处发生堆积导致摊铺整平工作收到影响。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明施工工艺流程图；
图2为本发明中翻拌装置立体结构示意图；
图3为本发明中喷射管道内部结构示意图；
图4为图3中A处放大图；
图5为本发明中搅拌组件立体结构示意图；
图6为本发明中搅拌组件正面结构示意图；
图7为本发明中填料设备俯视结构示意图；
图8为本发明中填料块结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
请参阅图1-图8，本发明提供一种砂土混合翻拌的再生路基填筑施工工艺，包括以下步骤：
S1准备阶段：
S1.1、施工准备：进行全线中线贯通，定制出填筑边线桩，同时用石灰撒出路基边线进行标记，清表预压结束后，恢复路基中桩，放出填筑边线，同时用石灰撒出线路中线、填筑边线并标出松铺高度；
S1.2、基地处理：清除沉积物，并对原地面坑、洞、穴等用合格填料分层回填分层压实；
S2路基填筑：
S2.1、分层填筑：通过翻拌装置预先对填料进行混合翻拌，路基填筑采用水平分层填筑，填筑时按路基横断面全宽分成水平层次逐层向上填筑，每层填筑最大松铺厚度为40-45cm，从最低处开始分层填筑；
S2.2、摊铺平整：通过填料设备对填料进行摊铺、整平，而后通过压路机对填筑层进行压实；
S2.3、洒水晾晒：对填筑层进行洒水和晾晒相互结合的处理方式，使填料的含水量始终保持在2%-3%之间；
S2.4、碾压夯实：再次通过压路机对填筑层进行最后阶段的碾压压实；
S3整修验收：
S3.1、检查路基填筑后各方面参数是否达到标准；
S3.2、路基防护：对路基进行坡面防护、冲刷防护和支挡防护。
上述工艺流程中，步骤S2.2中在进行压实作业中，其施工顺序为两线同步进行压实作业，以路基的长度方向的中轴线为中心线，压路机分为两组，一组从路基宽度方向的两端向路基的中心线方向行进，另一组从路基的中心线方向向路基宽度方向的两端行进，提升施工效率的同时避免填料大量堆积；压实节奏采用先慢后快、先静压后振动的操作规程进行碾压压实，压实次数进行三次，每次压实作业两组压路机交汇处会形成锥形隆起，在最后一次压实作业完成后由两辆压路机沿所述锥形隆起的长度方向行进将所述锥形隆起压平；实际工作过程中可根据情况适当增加压实次数，如四次或者五次，以保证施工质量。
最后一次压实作业后最后一层填料的压实厚度为25cm，该层填料最大粒径为12mm。
本施工工艺中所采用的翻拌装置包括搅拌筒1和与所述搅拌筒1相互连接的喷射管道2，所述喷射管道2内嵌设有旋转辅助搅拌装置，所述旋转辅助搅拌装置包括一体成型地设置于所述喷射管道内表面的卡置母部3和搅拌组件，所述搅拌组件包括卡置子部4和可转动地设置于所述卡置子部4上的搅拌叶片42，所述卡置子部4与所述卡置母部3相互卡置连接；所述卡置母部3包括三个相互平行的卡置环31和连接相邻两个所述卡置环31的加强筋32，所述加强筋32为柔性材质，其可跟随所述喷射管道2弯曲而弯曲，所述卡置子部4的中心处设置有转动轴41，所述搅拌叶片42和所述卡置子部4通过所述转动轴41进行连接，所述搅拌叶片倾斜于所述卡置环所在的平面，倾斜角度为30°-45°，所述搅拌叶片42的自由端末端一体成型地设置有搅拌辊43，所述搅拌辊43与所述卡置环31所在的平面相互平行，所述卡置母部3设置于所述喷射管道2内靠近喷射口的一端部，所述卡置母部3中最靠近所述喷射管道2的喷射口处的卡置环31紧贴于所述喷射管道的喷射口的口沿处，参考图3。
本发明施工工艺中填料设备包括填料板5、设置于所述填料板5中心位置的第一填料轴6、设置于所述第一填料轴6上的3根第二填料轴7，所述第一填料轴6与所述填料板5相互垂直，其与所述填料5板可转动连接，可沿自身轴线方向进行360°转动，所述第二填料轴7与所述第一填料轴6固定连接并且所述第二填料轴7与所述第一填料轴6相互垂直，各所述第二填料轴7沿所述第一填料轴6的径向均匀设置，所述第二填料轴7上套设有填料块8，所述第二填料轴7的外圆周侧面上设置有外螺纹71，所述填料块8与所述第二填料轴的连接处上设置有内螺纹，所述填料块8与所述第二填料轴7螺纹连接，所述填料块8内集成设置有旋转电机，通过旋转电机驱动填料块8进行转动，所述填料块8为三棱柱结构，转动过程中其会不断撞击填料板5的上顶面造成振动，相较于传统的集成设置的振动电机其能够做到由内向外的推送振动效果，同时实际应用中填料块8的结构不局限于三棱柱，也可以为四棱柱或者五棱柱，提升边棱数量能够在转动过程中为填料板5提供更快的振动频率。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (4)
1.一种砂土混合翻拌的再生路基填筑施工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1准备阶段：
S1.1、施工准备：进行全线中线贯通，定制出填筑边线桩，同时用石灰撒出路基边线进行标记，清表预压结束后，恢复路基中桩，放出填筑边线，同时用石灰撒出线路中线、填筑边线并标出松铺高度；
S1.2、基地处理：清除沉积物，并对原地面坑、洞、穴用合格填料分层回填分层压实；
S2路基填筑：
S2.1、分层填筑：通过翻拌装置预先对填料进行混合翻拌，路基填筑采用水平分层填筑，填筑时按路基横断面全宽分成水平层次逐层向上填筑，每层填筑最大松铺厚度为40-45cm，从最低处开始分层填筑，所述翻拌装置包括搅拌筒和与所述搅拌筒相互连接的喷射管道，所述喷射管道内嵌设有旋转辅助搅拌装置，所述旋转辅助搅拌装置包括一体成型地设置于所述喷射管道内表面的卡置母部和搅拌组件，所述搅拌组件包括卡置子部和可转动地设置于所述卡置子部上的搅拌叶片，所述卡置子部与所述卡置母部相互卡置连接，所述卡置母部包括至少三个相互平行的卡置环和连接相邻两个所述卡置环的加强筋，所述加强筋为柔性材质，其可跟随所述喷射管道弯曲而弯曲，所述卡置子部的中心处设置有转动轴，所述搅拌叶片和所述卡置子部通过所述转动轴进行连接，所述搅拌叶片倾斜于所述卡置环所在的平面，倾斜角度为30°-45°，所述搅拌叶片的自由端末端一体成型地设置有搅拌辊，所述搅拌辊与所述卡置环所在的平面相互平行；
S2.2、摊铺平整：通过填料设备对填料进行摊铺、整平，而后通过压路机对填筑层进行压实；在进行压实作业中，其施工顺序为两线同步进行压实作业，以路基的长度方向的中轴线为中心线，压路机分为两组，一组从路基宽度方向的两端向路基的中心线方向行进，另一组从路基的中心线方向向路基宽度方向的两端行进；在压实作业中，压实节奏采用先慢后快、先静压后振动的操作规程进行碾压压实，压实次数至少进行三次，每次压实作业两组压路机交汇处会形成锥形隆起，在最后一次压实作业完成后由两辆压路机沿所述锥形隆起的长度方向行进将所述锥形隆起压平，最后一次压实作业后最后一层填料的压实厚度小于30cm，该层填料最大粒径小于15mm，
S2.3、洒水晾晒：对填筑层进行洒水和晾晒相互结合的处理方式，使填料的含水量始终保持在2%-3%之间；
S2.4、碾压夯实：再次通过压路机对填筑层进行最后阶段的碾压压实；
S3整修验收：
S3.1、检查路基填筑后各方面参数是否达到标准；
S3.2、路基防护：对路基进行坡面防护、冲刷防护和支挡防护。
2.根据权利要求1所述的一种砂土混合翻拌的再生路基填筑施工工艺，其特征在于：所述卡置母部设置于所述喷射管道内靠近喷射口的一端部，所述卡置母部中最靠近所述喷射管道的喷射口处的卡置环紧贴于所述喷射管道的喷射口的口沿处。
3.根据权利要求2所述的一种砂土混合翻拌的再生路基填筑施工工艺，其特征在于：所述填料设备包括填料板、设置于所述填料板中心位置的第一填料轴、设置于所述第一填料轴上的多根第二填料轴，所述第一填料轴与所述填料板相互垂直，其与所述填料板可转动连接，可沿自身轴线方向进行360°转动，所述第二填料轴与所述第一填料轴固定连接并且所述第二填料轴与所述第一填料轴相互垂直，各所述第二填料轴沿所述第一填料轴的径向均匀设置，所述第二填料轴上套设有填料块。
4.根据权利要求3所述的一种砂土混合翻拌的再生路基填筑施工工艺，其特征在于：所述第二填料轴的外圆周侧面上设置有外螺纹，所述填料块与所述第二填料轴的连接处上设置有内螺纹，所述填料块与所述第二填料轴螺纹连接，所述填料块内集成设置有旋转电机，通过旋转电机驱动填料块进行转动，所述填料块为三棱柱结构。
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