風積沙路基密實度控制措施探究

閆 飛

（中鐵二十局集團第四工程有限公司，山東 青島266061）

1 風積沙特性

1）風積沙屬砂性土，粒徑分布在0.074-0.250mm之間，含量達90%以上，不均勻系數為1.35，粉粒和粘粒含量較少，抗剪能力差。

2）天然含水率低、非親水性、非濕陷狀態。沙漠地區降水少，而且蒸發快，風積沙天然含水率較小，一般在0-3.8%之間，沙粒表面對水基本沒有物理吸附作用，最大吸水率不足1%，同時沙粒遇水能保持原有的結構骨架，水穩性好。

3）壓實特性。風積沙沉降量小、壓縮快、徐變小，施工時宜采用較小的松鋪系數（1.02-1.05），壓實后的最大干密度可達到天然狀態下密度的1.2-1.4倍，由松散到密實的壓實過程較短；風積沙有在干燥狀態和最佳含水率狀態下均可壓實達到密實狀態的特性，即干壓實（含水量0-1%）和濕壓實（最佳含水量13%-16%）兩大特性。

2 最大干密度確定

1）以標準錘擊試驗確定風積沙最佳含水量。由于擊實功越大，所產生的干密度也越大，同時在擊實功和體積一定的情況下，填料層數的增多使得風積沙顆粒被擊實的更充分，所得的干密度也越大，所以本試驗采用大擊實桶三層填料。不同含水量狀態下得到的最大干密度如下表所示：

表1 風積沙最大干密度隨含水量變化試驗結果

結果分析：風積沙在干燥狀態和最佳含水量13.45%狀態下均達到最大干密度，符合風積沙具有干燥狀態和最佳含水量狀態下可被壓實的特性，并得到本樣本沙樣的最佳含水量為13.46%。

2）以振動臺法測定振動時間對最大干密度的影響。表面不加載狀態下，風積沙在干燥狀態下，振動時間對干密度的影響如下表所示：

表2 干沙在不同振動時間下的干密度

風積沙在飽水狀態下，振動時間對干密度的影響如下表：

表3 飽水沙在不同振動時間下的干密度

本試驗表明：風積沙存在振密-振松-振密的過程，振動時間不是越長越好，干燥和飽水狀態下的風積沙試樣，在不同的振動時間內干密度出現峰值，之后所得干密度下降。由此可知，實際施工過程中，過多的碾壓次數，可能對風積沙路基產生不好的效果。

3）在表面加載的情況下，測定干沙和飽水沙在振動臺上的測得的最大干密度及振動時間：

表4 干沙在不同表面壓力加載下最大干密度及振動時間

表5 飽水沙在不同表面壓力加載下最大干密度及振動時間

試驗分析：干燥和飽水狀態下，風積沙干密度大小在表面加載和振動時間兩方面作用下，并不是越大越好，從施工經濟性考慮選擇干砂表面加壓0.5k P a，振動7min，飽水沙表面加壓4kPa，振動5min，兩狀態的干密度分別為1.83g/cm3、1.86g/cm3，作為施工中的期望狀態。

3 風積沙路基壓實度控制

對比干沙和飽水沙最大干密度，飽水狀態比干燥狀態所得的最大干密度并沒有太大差距，在沙漠地區自然環境干燥，缺少湖泊河流，風積沙灑水施工需要花費較大的施工成本。在干燥狀態下，風積沙路基壓實度可以達到較高值，本項目路基施工以干壓法為主。

1）壓實機械的選擇：風積沙無粘性、粘聚力極小，在路基表面存在10cm左右的松散層，導致部分車輛無法正常行駛。因此，在風積沙路基上能夠用于壓實的設備有前后雙驅動的自行式振動壓路機和推土機。

2）松鋪厚度：風積沙填筑的松鋪厚度無明確的規定，根據壓路機的有效作用深度以及風積沙表層總會產生松散層，將每層的松鋪厚度定為30-40cm。

3）壓實遍數：根據室內干密度試驗，通過現場實際碾壓次數以試驗檢測，采用推土機在松鋪厚度30cm條件下，推土機碾壓5-6遍壓實度達到97%，達到峰值，以后隨著碾壓遍數增加，壓實度下降。采用20t光輪壓路機，松鋪厚度40cm，弱振碾壓4遍后壓實度可以達到94%以上，碾壓6-8遍能達到96%。

4 結語

本標段路基施工以干壓法施工為宜，綜合考慮成本經濟條件，采用推土機壓實，松鋪厚度30cm，碾壓5-6遍，用光輪壓路機收面即可滿足施工要求；采用20t光輪壓路機，松鋪厚度40cm，弱振碾壓6-8遍滿足施工要求。

［1］肖均.榆神高速公路風積沙路基壓實工藝研究[J].路基工程,2005(05).

［2］陳忠達,李萬鵬.風積沙振動參數及振動壓實機理[J].長安大學學報：自然科學版,2007(01)

［3］楊人鳳.風積沙壓實機理及壓實特性[J].長安大學學報：自然科學版,2011(04).