级配碎石配合比设计及质量控制.pdf

1、文 章 编 号 : 1004 5716 (2005) 12 0234 03 中 图 分 类 号 : U215141 文 献 标 识 码 : B级 配 碎 石 配 合 比 设 计 及 质 量 控 制颜 海 建(中 铁 十 四 局 集 团 第 五 工 程 有 限 公 司 ,山 东 兖 州 272117)摘 要 :介 绍 浙 赣 铁 路 电 气 化 提 速 改 造 工 程 基 床 表 层 级 配 碎 石 配 合 比 设 计 ,针 对 施 工 质 量 的 变 异 性 问 题 提 出 了 具 体 的控 制 措 施 。关 键 词 :浙 赣 铁 路 ;基 床 表 层 ;级 配 碎 石 ;配 合 比 设 计

2、;施 工路 基 基 床 设 计 厚 度 为 2. 5m,由 基 床 底 层 和 基 床 表 层 两 部 分组 成 ,其 中 基 床 底 层 厚 1. 9m,采 用 A、 B组 填 料 填 筑 ,基 床 表 层 厚0. 6m,行 车 速 度 200km /h地 段 采 用 级 配 碎 石 作 为 填 筑 材 料 ,主 要是 传 递 扩 散 上 部 道 床 传 来 的 车 辆 垂 直 荷 载 以 及 动 荷 载 ,保 持 基床 的 长 期 稳 定 。 基 床 表 层 设 计 为 级 配 碎 石 层 ,级 配 碎 石 是 由 四 种不 同 粒 径 的 碎 石 料 按 一 定 比 例 组 成 的 混

3、合 料 。 它 能 增 强 线 路 强度 ,使 路 基 更 加 坚 固 、 稳 定 ,并 具 有 较 强 的 刚 度 ;扩 散 作 用 到 基 床土 面 上 的 动 应 力 ,使 其 不 超 出 下 部 基 床 的 容 许 动 强 度 ;防 止 道 碴压 入 基 床 及 基 床 土 进 入 道 碴 层 ;防 止 雨 水 浸 入 使 基 床 土 软 化 ,防止 发 生 翻 浆 冒 泥 等 基 床 病 害 ;满 足 防 冻 等 作 用 。 作 为 基 床 表 层 的材 料 ,需 要 有 较 好 的 力 学 性 能 ,充 分 压 实 后 在 长 期 动 力 作 用 下 能保 持 稳 定 性 能 ,并

4、 有 很 好 的 水 稳 定 性 和 较 小 的 渗 透 性 。 基 床 表 层为 轨 道 提 供 坚 实 的 基 础 ,同 时 也 为 其 下 的 土 路 基 提 供 保 护 ,因 此基 床 表 层 必 须 有 足 够 的 强 度 和 刚 度 ,还 要 有 足 够 的 稳 定 性 和 耐久 性 。我 们 为 确 保 路 基 基 床 表 层 级 配 碎 石 施 工 质 量 ,掌 握 符 合 浙赣 铁 路 电 气 化 提 速 改 造 工 程 特 点 的 施 工 经 验 ,对 级 配 碎 石 的 各项 技 术 指 标 和 施 工 工 艺 进 行 试 验 研 究 ,不 断 优 化 施 工 方 案 ,

5、为 施工 提 高 可 靠 、 准 确 的 施 工 技 术 参 数 和 工 艺 参 数 ,使 级 配 碎 石 的 各项 技 术 指 标 达 到 设 计 规 定 值 。1 级 配 碎 石1. 1 原 材 料 的 选 用选 用 品 质 优 良 的 原 材 料 是 配 合 比 设 计 和 施 工 生 产 保 证 产 品质 量 的 关 键 。 设 计 技 术 条 件 为 :(1)原 材 料 的 粒 径 、 级 配 及 品 质 应 符 合 铁 路 碎 石 道 床 底 碴 ( TB /T2897)的 有 关 规 定 。(2)与 上 部 道 床 道 碴 及 与 下 部 填 土 之 间 的 颗 粒 级 配 应

6、满 足太 沙 基 反 滤 准 则 :D15 20 20 LL 16 17. 3石 粉 塑 限 PL ( % ) PL 11 11 PL 9 10. 4D15 /d85 (mm) 0. 45 /2. 60. 5 mm以 下 细 集 料 中通 过 0. 075 mm筛 含 量 ( % ) 66 30. 4大 于 16 mm颗 粒 带有 破 碎 面 的 颗 粒 含 量 ( % ) 30 100洛 杉 矶 磨 耗 率 ( % ) 50 19. 6大 于 1. 7 mm集 料 的 硫 酸 钠溶 液 浸 泡 损 失 率 ( % ) 12 1. 6粘 土 团 及 其 它 杂 质 含 量 ( % ) 0. 5

7、 0. 2密 度 ( g/cm3 ) 2. 742 配 合 比 设 计2. 1 计 算 机 自 动 计 算配 合 比 设 计 主 要 是 以 获 得 良 好 的 碎 石 级 配 、 压 实 效 果 和 施工 可 行 性 为 原 则 ,级 配 碎 石 的 配 合 比 采 用 计 算 机 编 制 计 算 程 序总 第 116期2005年 第 12期 西 部 探 矿 工 程W EST - CH INA EXPLORATION ENGINEER INGseries No. 116Dec. 2005 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. A

8、ll rights reserved.进 行 自 动 计 算 ,以 其 各 筛 孔 的 通 过 量 达 到 或 接 近 规 范 要 求 的 级配 中 值 为 最 佳 配 合 比 。2. 2 室 内 试 配取 符 合 规 范 要 求 的 上 述 四 种 集 料 ,根 据 其 各 自 的 筛 分 结 果进 行 室 内 配 比 试 验 ,首 先 设 计 出 粒 径 级 配 满 足 规 范 要 求 的 配 比方 案 ,然 后 进 行 室 内 试 配 ,试 配 效 果 以 筛 分 来 检 验 ,并 按 “ 材 料 选择 ” 阶 段 的 相 应 方 法 进 行 材 质 分 析 。 设 计 试 验 结 果

9、见 表 3。表 3 混 合 料 中 各 种 矿 料 计 算 含 量 表材 料 规 格筛 孔 尺 寸45 25 16 7. 1 1. 7 0. 5 0. 1 0. 075通 过 百 分 率 ( % )原 材 料 10 31. 5mm 100 76. 00 9. 30 0 0 0 0 0级 配 10 20mm 100 100 74. 50 0. 30 0 0 0 05 10mm 100 100 100 84. 7 40. 40 19. 10 6. 10 2. 30石 粉 100 100 100 98. 70 58. 90 27. 50 7. 90 3. 20各 种 规 格 10 31. 5 mm2

10、1% 10. 0 7. 60 0 0 0 0 0 0碎 石 在 混 10 20mm17% 20. 0 20. 0 14. 90 4. 47 0 0 0 0合 料 中 的 5 10mm29% 20. 0 20. 0 20. 0 16. 94 8. 08 3. 82 1. 22 0. 46级 配 石 粉 33% 50. 0 50. 0 50. 0 49. 35 29. 45 13. 75 3. 95 1. 60合 成 级 配 100 97. 60 84. 90 70. 76 37. 53 17. 57 5. 17 2. 06规 范 要 求 级 配 范 围 100 82 100 67 91 41 7

11、5 13 46 7 32 0 11 0 73. 32. 3 室 内 击 实 试 验四 种 规 格 级 配 碎 石 按 上 表 比 例 取 样 ,进 行 室 内 击 实 试 验 。 试验 结 果 表 明 ,级 配 碎 石 的 击 实 效 果 对 含 水 量 不 太 敏 感 ,但 存 在 一相 对 合 适 的 含 水 量 范 围 ,即 5% 7% ,此 时 易 于 击 实 ,相 应 的 干密 度 最 大 ,可 达 2. 30 2. 34g/cm3范 围 内 ,含 水 量 3. 5% 5%时 ,干 密 度 在 2. 10 2. 25g/cm3范 围 内 ,含 水 量 1m,可 用 300mm的 粒

12、料 填 筑 第 一 层 或 砂 桩 、 碎 石 桩 等 施工 方 法 以 增 大 土 基 的 承 载 力 ,采 用 以 上 方 案 时 ,公 路 两 侧 应 修 建排 水 渠 ;用 风 积 砂 填 时 应 600mm,两 侧 用 含 泥 量 小 于 5%的 天然 砂 粒 料 填 筑 ,以 利 于 路 基 的 稳 定 ,风 积 砂 不 流 失 ;用 井 点 法 或 排水 沟 降 水 ,使 土 中 多 余 水 分 挤 出 的 时 间 较 长 ,排 水 取 决 于 土 的 渗透 系 数 很 小 ,要 将 土 基 的 水 全 部 排 出 ,需 要 一 个 相 当 长 的 时 间 过程 ,产 生 自 然

13、 固 结 到 基 本 稳 定 所 需 要 的 时 间 与 土 类 有 关 ;对 于 砂和 亚 砂 土 ,约 需 要 1 3年 ,对 于 轻 亚 粘 土 ,约 需 求 2 4年 ,对 于重 粘 土 约 需 3 6年 以 上 ,对 于 粘 土 ,约 需 4 8年 以 上 ,这 种 方 法在 季 节 冻 融 区 以 下 的 不 冰 冻 部 分 可 达 到 。 随 着 水 分 减 少 孔 隙 缩小 ,土 的 密 度 逐 渐 增 加 ,路 堤 逐 渐 产 生 沉 陷 。2. 2 换 土 垫 层 法地 表 软 弱 为 饱 和 淤 泥 质 粘 土 ,一 般 要 求 挖 后 换 填 砂 (砾 )土 、碎 石

14、、 石 碴 、 矿 碴 等 透 水 性 良 好 的 材 料 ,分 层 填 筑 采 用 风 积 砂 填筑 ,两 侧 须 用 含 土 量 小 于 5%的 天 然 砂 砾 ,填 筑 时 宽 度 1m。 风积 砂 属 于 低 粘 性 土 ,具 有 足 够 的 稳 定 性 及 透 水 性 ,遇 水 不 至 过 分泡 软 ,沉 陷 量 也 小 ;但 在 饱 和 水 情 况 下 ,极 易 变 成 流 动 状 态 ,并 失去 承 载 能 力 ,用 天 然 砂 砾 进 行 包 坡 可 消 除 风 积 砂 的 不 足 之 处 ,同时 可 排 出 路 基 内 部 的 多 余 水 分 ,切 断 毛 细 水 发 展 ,

15、用 于 干 燥 地 区 ,也 可 以 保 证 风 积 砂 土 不 被 风 刮 走 ,从 而 保 证 路 基 的 稳 定 性 。 挖 除方 法 主 要 有 挖 掘 机 挖 掘 法 ,推 土 机 挖 除 法 等 。容 易 碾 压 密 实 。 试 验 数 据 表 明 ,级 配 碎 石 从 拌 合 到 摊 铺 整 平 再 到碾 压 成 形 期 间 水 分 将 散 失 0. 8%。 因 此 在 填 料 拌 合 时 ,应 加 大0. 5% 1%的 水 量 。(5)在 满 足 设 计 宽 度 和 横 坡 的 情 况 下 ,基 床 表 层 级 配 碎 石 应一 次 摊 铺 ,避 免 施 工 缝 处 理 ,提

16、高 施 工 的 整 体 质 量 。(6)现 场 施 工 表 明 ,级 配 碎 石 碾 压 要 以 静 压 和 弱 振 为 主 ,不宜 过 多 采 用 强 振 ,强 振 会 使 填 料 离 析 。 其 合 理 的 碾 压 顺 序 和 遍 数为 :静 压 2遍 弱 振 2遍 强 振 1遍 弱 振 2遍 收 光 。 其 中 强振 时 应 适 当 提 高 振 动 碾 行 走 速 度 。(7)级 配 碎 石 的 配 合 比 要 经 过 反 复 试 验 比 选 ,既 要 从 颗 粒 级配 要 求 和 是 否 容 易 达 到 压 实 质 量 要 求 这 两 方 面 验 证 ,还 要 兼 顾 各种 集 料 的 生 产 比 例 ,以 保 证 施 工 质 量 ,降 低 工 程 成 本 。总 第 116期2005年 第 12期 西 部 探 矿 工 程W EST - CH INA EXPLORATION ENGINEER INGseries No. 116Dec. 2005 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.