[發明專利]風積沙路基的干法施工方法

有效

• 申請號: 200910061177.1
• 申請日: 2009-03-19
• 公開（公告）號: CN101503871A
• 公開（公告）日: 2009-08-12
• 發明（設計）人: 李永瀟;劉素云
• 申請（專利權）人: 中鐵十一局集團有限公司;中鐵十一局集團第四工程有限公司
• 主分類號: E01C3/04
• 分類號: E01C3/04
• 代理公司: 武漢荊楚聯合知識產權代理有限公司
• 代理人: 王 健

技術領域

本發明涉及鐵路路基、公路路基的施工方法，尤其涉及在沙漠地區用風積沙作為主要填料填筑路基的施工方法。

背景技術

為了滿足經濟建設的需求，高速鐵路及高等級公路得到了大力發展，在沙漠地區修筑鐵路及公路也就成為現實的需要。當填筑路基的填料為普通的粘性土時，一般采用標準擊實和最優含水量作為施工中控制的壓實參數，通過檢測達到標準要求即可。

而在沙漠地區修筑路基，如果要采用普通的粘性土，就需從遠處運輸，不但取土困難，而且會大大提高工程造價和延長施工工期。本著就地取材，降低工程造價的原則，填筑路基的主要填料當然最好能采用可就地取材的風積沙。

由于風積沙在天然條件下呈松散狀態，粘聚力基本為0，抗剪性能差及剪漲現象，因此，用風積沙作為填筑路基的主要填料時存在著兩個困難：

一是不易壓實。風積沙的壓實一般采用振動壓實的方法，在壓力不足或者激振力不夠，則壓實效果不佳，無法達到設計要求；而由于風積沙還存在著剪漲現象，在振動壓實時，過大的激振力或者過長的激振力作用時間，不但密實度不會增加，使風積沙更加松散，如果是顆粒粒徑分布不勻的風積沙，還會出現大顆粒處于下層、小顆粒處于上層的分層現象，這是路基施工中不允許發生的；另外，對風積沙路基進行碾壓時，壓力過大或者遍數過多時，都會使風積沙又恢復到松散狀態。

二是穩定性差。即便風積沙路基經振動壓實后滿足了設計要求，其表層仍然對外力作用有很高的反映和靈敏度，即便施工機械在路基表面行走，也會使其重回松散狀態，且路基易受到沙漠風暴的侵蝕，路基的穩定性差。

國內外對風積沙早有研究，但國外的研究主要集中在類似于風積沙的細砂的工程特性方面，應用于路基及路面底基層。國內沙漠地區修筑的鐵路及高等級公路，普遍應用風積沙修建路基，并對沙漠風積沙的工程特性開展了一定的研究，但主要研究的是濕法施工技術，對風積沙的干法施工技術、壓實工藝、施工方法、質量檢測和控制等，現在尚無標準和規范。

目前采用的濕法施工方法，主要是在施工過程中灑水，使得風積沙含水量達到最優含水量，增加風積沙的粘聚力，便于振動壓實及保持其穩定性。

風積沙路基采用濕法施工方法的缺點在于：在嚴重缺水的地方，使用了珍貴的資源——水。這不但增加了工程的造價，還給當地的環境造成一定的壓力。因此，在嚴重缺水的沙漠地區，不適宜采用濕法施工方法。

發明內容

本發明的目的在于提供風積沙路基的干法施工方法。該方法通過選取適當的振動頻率和振幅，合理的振動時間，在恰當壓力下，用振動壓實機械對鋪設在路基上的自然狀態的風積沙實施振動碾壓，使振動壓實后的路基強度達到設計要求；該方法還采用一層風積沙、一層碎石土的方法，以及最后用粘土或砂礫對路基進行全封閉的方法，來避免施工擾動和風蝕并保證路基的整體穩定性。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

風積沙路基的干法施工方法的工作原理：

振動碾壓風積沙，會在風積沙內產生振動沖擊，使其顆粒由初始的靜止狀態過渡到運動狀態，顆粒之間的摩擦力也由初始的靜摩擦狀態進入動摩擦狀態。風積沙在有一定含水量的情況下，如果含水量接近最優含水量，材料中的水分的離析作用，使材料顆粒的外層包圍一層水膜，形成了顆粒運動的潤滑劑，假粘聚力消失，為顆粒的運動提供了十分有利的條件，容易使其振密。當含水量較低，顆粒周圍的水分子數量不足以在其顆粒外層包裹一層水膜，由于毛細作用產生的吸力，顆粒間假粘聚力發揮作用，妨礙顆粒間的相互錯動填塞孔隙，要將其壓實需要克服該假粘聚力，則不易壓實。當風積沙在完全干燥狀態下，顆粒間不存在假性粘聚力，其顆粒在振動荷載作用下容易產生位移，而重新排列。由此可見，用風積沙作為路基填料時，自然風干狀態和達到最優含水量時都可以得到較大的密實度。