風(fēng)積沙路基干壓法施工技術(shù)應(yīng)用

路 晨 英

(山西省和順縣交通運輸局，山西 和順 032700)

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風(fēng)積沙路基干壓法施工技術(shù)應(yīng)用

路 晨 英

(山西省和順縣交通運輸局，山西 和順 032700)

基于某道路工程案例，對風(fēng)積沙的物理特征和化學(xué)特征進(jìn)行了分析，并在此基礎(chǔ)上，從路基底部的處理、包邊土施工、風(fēng)積沙填筑路基等方面，對風(fēng)積沙路基干壓法施工技術(shù)的相關(guān)要點進(jìn)行了闡述，以期為從事道路工程施工的相關(guān)技術(shù)人員提供有價值的參考。

風(fēng)積沙，干壓法，施工技術(shù)，路基

0 引言

在針對沙漠地區(qū)進(jìn)行道路建設(shè)時，工程材料相對比較匱乏，建設(shè)中所需要使用到的水泥、瀝青、砂石料、鋼材等重要材料都需要進(jìn)行遠(yuǎn)程運輸，這導(dǎo)致了沙漠當(dāng)中的道路工程的施工難度以及工程造價要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通道路工程。因此，施工單位為了能夠降低工程造價,同時也為了便于施工，會考慮嘗試一些不同的施工方法，其中，采用風(fēng)積沙使用干壓法對路基進(jìn)行填筑便成為了一種十分常見的沙漠地區(qū)公路路基施工技術(shù)，該施工技術(shù)整體難度較低，造價更加低廉，值得進(jìn)行推廣和普及。

1 工程簡介

該道路工程為某地區(qū)的一資源型干線道路工程，此地區(qū)處在沙漠和戈壁地帶，絕大部分路段是沙漠無人區(qū)，人流量極少，沒有道路能夠進(jìn)行通行，相關(guān)人員進(jìn)出這一區(qū)域非常困難，且當(dāng)?shù)啬杲邓枯^低，但是蒸發(fā)量極高，年平均溫度僅為3.6 ℃～6.5 ℃之間，同時當(dāng)?shù)販夭顦O大，最高溫度層達(dá)到43 ℃，最低溫度層達(dá)到-42.6 ℃，年平均降水量只有170 mm左右，年平均蒸發(fā)量為2 144 mm。

該道路工程當(dāng)中有11.7 km的路段計劃使用風(fēng)積沙來作為路基填料，同時在道路兩側(cè)使用戈壁當(dāng)中常見的礫類土來作為該道路工程的包邊土。這樣做能夠滿足道路工程當(dāng)中就地取材的原則，并降低風(fēng)蝕作用對該道路工程路基所帶來的損壞。

2 風(fēng)積沙的物理特征和化學(xué)特征分析

2.1 風(fēng)積沙的物理特征分析

1)一般情況下，風(fēng)積沙的沙粒直徑為0.075 mm～0.25 mm之間，并且沙粒含量為90%以上。在風(fēng)積沙當(dāng)中，超過0.3 mm的沙粒顆粒非常罕見，僅占據(jù)到風(fēng)積沙沙粒總量的0.25%左右，同時，沙粒直徑不足0.075 mm的顆粒，也只占據(jù)到風(fēng)積沙沙粒總量的9%以下。

2)對風(fēng)積沙進(jìn)行物理分析，可以發(fā)現(xiàn)該材料的細(xì)度模數(shù)Mx不超過1.5，所以風(fēng)積沙的機械構(gòu)成很細(xì)，屬于特細(xì)類沙。

3)在風(fēng)積沙當(dāng)中，粘粒和粉粒所占據(jù)比例極低，這代表風(fēng)積沙這一材料在作為路基的填筑材料時，表面活性非常弱，沒有粘性，松散程度很高，水穩(wěn)性極佳。

4)從工程學(xué)的角度進(jìn)行分析，一般土壤的級配不均勻(Cu>5)，同時級配曲線連續(xù)的土壤(Cc=1～3),是級配優(yōu)秀的土壤，無法同時達(dá)到以上兩種條件的土壤，便不屬于優(yōu)良級配土壤。所以從這一角度進(jìn)行分析，風(fēng)積沙的不均勻系數(shù)為1.4～1.8，級配曲線連續(xù)性為0.85～1.05，因此風(fēng)積沙為典型的級配不良土壤，風(fēng)積沙顆粒度非常均勻。

5)自然休止角是風(fēng)積沙在逐漸堆積形成過程中能夠達(dá)到的最大坡角。自然休止角是對風(fēng)積沙流動性進(jìn)行判定的重要標(biāo)志。憑借實驗可以發(fā)現(xiàn)，風(fēng)積沙當(dāng)中的自然休止角和內(nèi)摩擦角平均值十分接近，同時因為風(fēng)積沙顆粒直徑的逐步降低，它的自然休止角會逐漸增加。風(fēng)積沙自然休止角的大小和風(fēng)積沙的密度、外觀、礦物成分、顆粒級配等有著密切的關(guān)聯(lián)性。通常情況下，正常風(fēng)積沙中自然休止角的范圍一般在290°～310°之間。

2.2 風(fēng)積沙的化學(xué)特征分析

在風(fēng)積沙當(dāng)中，含量最高的元素為二氧化硅，該元素占據(jù)到風(fēng)積沙總含量的60%以上，最大可以超過82%。就二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析，該物質(zhì)有著極強的硬度，同時性質(zhì)十分穩(wěn)定，另外在風(fēng)積沙當(dāng)中，還含有三氧化二鋁、氧化鈣、三氧化二鐵等等。因此，風(fēng)積沙呈現(xiàn)弱堿性。

3 風(fēng)積沙路基干壓法施工技術(shù)要點

3.1 路基底部的處理

施工單位在針對路基進(jìn)行填筑作業(yè)的過程中，必須要清除結(jié)合面當(dāng)中的草木雜質(zhì)，若沒有針對這些草木雜質(zhì)進(jìn)行清除，則很有可能在路基成型之后，因為草木雜質(zhì)的腐爛，而致使路基發(fā)生松散或者不均勻沉降的現(xiàn)象，為了杜絕這種狀況的出現(xiàn)，施工單位就必須要在填筑作業(yè)之前進(jìn)行伐木、除根以及表層土質(zhì)的預(yù)處理工作，使用振蕩壓路機對路基進(jìn)行碾壓，在本文所述的此項工程當(dāng)中，施工單位在干燥沙漠地區(qū)均進(jìn)行了3次或3次以上的碾壓，在潮濕區(qū)域更是進(jìn)行了6次或6次以上的碾壓。在碾壓過程中，輪跡重疊應(yīng)超過1/3輪寬，輪跡達(dá)到一個作業(yè)面視為進(jìn)行過一次碾壓。在碾壓以后取樣抽查需要滿足設(shè)計壓實標(biāo)準(zhǔn)，沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)處則需要另外再開展補壓工作。

3.2 包邊土施工

因為風(fēng)積沙的物理性質(zhì)非常松散，它的可塑性和粘結(jié)性都相對較差，很難形成板體。另外在風(fēng)積沙當(dāng)中沙粒含量較高，粉土粒含量較少，所以風(fēng)積沙在浸水之后非常容易構(gòu)成流體形態(tài)，在干燥環(huán)境下顯得十分松散。基于這一狀況，施工單位需要使用礫類土進(jìn)行包邊處理，組成側(cè)限，來阻止車輛碾壓時的填充料的側(cè)方位移，有助于增強路基的被壓實程度，同時也能夠便于自卸汽車在行駛過程中朝著路槽內(nèi)側(cè)進(jìn)行風(fēng)積沙的傾倒，最后，使用礫類土所構(gòu)成的邊坡還可以有效預(yù)防風(fēng)積沙在今后使用的過程中所出現(xiàn)的風(fēng)蝕現(xiàn)象和雨蝕現(xiàn)象。

3.3 風(fēng)積沙填筑路基

在正式施工的過程中，指揮車輛使用已經(jīng)建設(shè)完成的包邊土來作為行車車道，在路槽內(nèi)部開展風(fēng)積沙的傾倒。因為風(fēng)積沙為顆粒較小的無粘連性散性材料，所以在風(fēng)積沙的上方是不能夠進(jìn)行自卸汽車的駕駛的(平地機、單驅(qū)動壓路機在風(fēng)積沙上的駕駛也有很大的難度)，同時機械設(shè)備在風(fēng)積沙上所進(jìn)行的運動(如行駛、轉(zhuǎn)彎、掉頭等)都會給原來已經(jīng)完全壓實的路基造成嚴(yán)重的損壞，所以在該工程當(dāng)中，施工單位選擇使用履帶式鏟運機進(jìn)行土壤的運輸，使用推土機將路基表層進(jìn)行粗略推平，依靠推土機上的履帶進(jìn)行若干次的碾壓，并使用干壓法壓實技術(shù)，路基當(dāng)中每一層風(fēng)積沙的厚度維持在30 cm～40 cm之間，保障其能夠得到有效壓實，并滿足工程質(zhì)量要求，之后進(jìn)行第二層料的鋪設(shè)，在開展此項工作的過程中，施工單位應(yīng)最大限度降低對下層路基所產(chǎn)生的損害。

3.4 風(fēng)積沙干壓法壓實技術(shù)

干壓法適合于振蕩式壓路機與推土機在天然含水量情況下的分層次碾壓，也能夠在雨后風(fēng)積沙的碾壓中進(jìn)行使用。風(fēng)積沙路基壓實設(shè)備的選擇除了需要符合工程所設(shè)計的質(zhì)量要求之外，還需要按照道路工程的實際規(guī)模，施工現(xiàn)場的環(huán)境、壓實機械設(shè)備的工作效率和對施工周期的要求等諸多因素進(jìn)行全方位的衡量考慮。施工單位需選取在沙漠環(huán)境當(dāng)中可以自由運動的前后輪驅(qū)動的振蕩式壓路機，該壓路機的重量需要在18 t以上，在正式開展碾壓之前，施工單位需要對碾壓路段先進(jìn)行一次靜壓處理，碾壓工作需要從兩方路肩開始，并逐步朝著路中心位置開展碾壓。同時達(dá)到一半錯輪，碾壓的過程中，壓路機的行駛速度應(yīng)先慢后快，壓路機的最大行駛速度不得超過4 km/h。由于風(fēng)積沙的物理性質(zhì)非常松散，若施工單位針對風(fēng)積沙的碾壓速度過快，則很容易導(dǎo)致路基產(chǎn)生鼓包、坑洼等現(xiàn)象。

值得注意的是，在開展此項工作時，施工單位應(yīng)錯開中午炎熱高溫的氣候以及塵沙天氣，這是因為在這樣的環(huán)境當(dāng)中，機械設(shè)備和工作人員均不能達(dá)到最佳的工作狀態(tài)，而正確的施工時間需要選擇在晚上或者早晨。不在沙塵氣候施工的原因是，無孔不入的沙塵會對機械設(shè)備的安全運轉(zhuǎn)帶來影響，甚至可能導(dǎo)致設(shè)備的損壞。

4 結(jié)語

該道路工程與2013年11月正式通車運營，使用至今，沒有發(fā)生病害現(xiàn)象。通過實踐，證實了風(fēng)積沙能夠作為路基填筑材料，并且可以收獲到十分理想的效果，此項技術(shù)值得在我國沙漠地區(qū)的道路建設(shè)當(dāng)中進(jìn)行大規(guī)模使用。

[1] 徐秀維.風(fēng)積沙路基干壓法施工工藝探討[J].筑路機械與施工機械化,2012(4):47-49.

[2] 李文虎.風(fēng)積沙路基干壓法施工綜述[J].價值工程,2012(11):93.

[3] 王文娟.淺析干壓法在風(fēng)積沙路基施工中的應(yīng)用[J].華東公路,2015(3):16-17.

[4] 吉勤豐.風(fēng)積沙路基施工技術(shù)[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟,2010(1):90-92.

On application of construction technique of dry-press method on sand-blown roadbed

Lu Chenying

(HeshunCountyTrafficTransportationBureauinShanxi,Heshun032700,China)

Based on the engineering cases of some road, the paper analyzes the physical and chemical features of the sand-blown road, and illustrates the related points of the construction technique for the dry-press method of the sand-blown roadbed from the treatment of the roadbed bottom, surrounding soil construction, and snad-blown filled roadbed, so as to provide some reference for the related technicians involved in the road projects.

sand-blown, dry-press method, construction technique, roadbed

1009-6825(2017)18-0137-03

2017-04-05

路晨英(1974- )，男，工程師

U416.1

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