哈大鐵路路基過渡段級配碎石配合比設(shè)計與現(xiàn)場檢測

哈大鐵路路基過渡段級配碎石配合比設(shè)計與現(xiàn)場檢測摘要：通過分析路基過渡段級配碎石配合比設(shè)計，加強(qiáng)現(xiàn)場施工控制，多個檢測技術(shù)指標(biāo)，確保路基填筑質(zhì)量。1前言高速鐵路以其快速、可靠、舒適、經(jīng)濟(jì)等特點，贏得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益，是鐵路發(fā)展方向；眾多的優(yōu)越性，必然有著更高的施工質(zhì)量要求，對于保證施工質(zhì)量提出了更嚴(yán)峻的考驗。高速鐵路高安全性、高舒適性要求軌道結(jié)構(gòu)在列車荷載長期動力作用下保持高平順性，這就要求嚴(yán)格控制路基、橋涵和隧道工程的工后沉降。從概念上來看，差異沉降包含在不均勻沉降中，不均勻沉降、均勻沉降則包含在工后沉降中。線路設(shè)計、施工的目的就是要最大限度地減少工后沉降、消除不均勻沉降。從滿足列車高速、安全、舒適度要求出發(fā)，控制線路的沉降滿足規(guī)范要求是最終目標(biāo)，追求差異沉降、不均勻沉降為零是線下工程的理想目標(biāo)。為了能滿足路基沉降要求，在路橋、路隧道等設(shè)置了過渡段，最大限度減少路基差異沉降。目前從已建成的高速鐵路來看，成敗的關(guān)鍵在于路基的施工，路基的成敗關(guān)鍵在于過渡段。過渡段的填筑要求合格的原材料、合理的配合比、科學(xué)的施工控制和必要的檢測方法，確保填筑質(zhì)量。填料使用摻加5%P.O42.5水泥的級配碎石；現(xiàn)場檢測項目孔隙率n、動態(tài)變形模量Evd、靜態(tài)變形模量Ev2、地基系數(shù)K30、壓實系數(shù)K，五項技術(shù)指標(biāo)必須同時滿足規(guī)范及文件要求，才能證明過渡段的填筑是合格的。2填料技術(shù)要求及配合比設(shè)計2.1填料技術(shù)要求填料的選取上依據(jù)《客運專線鐵路路基工程施工質(zhì)量驗收補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)》（鐵建設(shè)[2005]160號），哈大公司專門為路基填筑下發(fā)的哈大客專技質(zhì)[2008]116號文件。碎石顆粒中針狀、片狀碎石含量應(yīng)不大于20%；質(zhì)軟、易破碎的碎石含量不得超過10%；黏土團(tuán)及有機(jī)物含量不得超過2%；過渡段摻加3%~5%P.O42.5水泥的級配碎石碎石碎石級配范圍應(yīng)符合表1的規(guī)定：表1過渡段用碎石級配范圍絞級配編號信通過篩孔班（茄m文m京）質(zhì)量百分率籮（群%透）躍50迷40與30丈25異20插10雁5森2.5摩0.5較0.075四1垃100岔95-100取—爪—嫁60-90定-犬30-65亭20-50揀10-30源2-10幟2樸-想100正95-100默-繪60-90價-正30-65棵20-50償10-30堂2-10下3待-耀-獵100去95-100遼-睛50-80秋30-65多20-50悄10-30睜2-102.2配合比設(shè)計2.2.1級配范圍的選擇配合比的選擇依據(jù)盡量減少孔隙率，保證密實度，而且要求級配合理。根據(jù)表1碎石的級配范圍，結(jié)合現(xiàn)場碎石的規(guī)格最大粒徑31.5mm，選擇編號2為級配范圍。選用粒徑5~10mm，10~20mm，16~31.5mm三規(guī)格的碎石進(jìn)行摻配。對于細(xì)集料的選擇上可以選擇粗砂，也可以選擇石粉，但為了保證混合料的質(zhì)量，選擇石粉作為細(xì)集料。摻粗砂的混合料顆粒間的粘結(jié)力極差，很難使混合料粘結(jié)成型；選擇石粉作為細(xì)集料來填充空隙，粘結(jié)力好，顆粒間的相容性好，有利于現(xiàn)場施工和保證施工質(zhì)量。最終確定選擇粒徑5~10mm，10~20mm，16~31.5mm和石粉四種規(guī)格作為填料。在料原地取4種規(guī)格有代表性的試樣足夠數(shù)量，將4種原材料分別進(jìn)行篩分，分析篩采用碎石篩及砂石篩，篩分結(jié)果如表2表24種規(guī)格碎石顆粒分析篩孔通過率膀王藍(lán)燦良磨叉獻(xiàn)堡藝奔哭郵漏劣凈爹運坊笛肺跟問莖塔拍阻愉青乒40無100光100堅100家100腸100窗30死75排100飲100局100乏97.5銷20營2毀78蛋100粱100消75苗5籮0負(fù)0煙35判100退47.5凳2.5音0激0準(zhǔn)0鉛88逆35醋0.5祝0充0娛0零67晴20匯0.075岸0掏0亞0際20喉62.2.2級配計算在配合比設(shè)計中，可以采用計算法，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)條件的要求列出如下方程式求解：a1b1+a2b2+a3b3+a4b4=10095≤a1c1+a2c2+a3c3+a4c4≤10060≤a1d1+a2d2+a3d3+a4d4≤90澡3睛0御≤侮a1e1+a河2e2+a3偏e3+a4e植4懷≤諷65奉2暗0牌≤妻a幻1f姿1+a貌2f巡2+a批3f墾3+a零4f抬4削≤爆50刃1自0蘭≤膠a洗1g拉1+a前2g腐2+a捐3g狗3+a厘4g姿4枝≤斬30職2故≤妻a1h1+a喂2h2+a3冒h3+a4h塞4合≤當(dāng)10忘a1~a婚4校表示各規(guī)格料興用量比例（未棉知量）桐，款b繁i~h誦i提（倆i=1~鈴4路）分別表示各亮規(guī)格料在某粒猜徑處的質(zhì)量通宵過百分率（已蒙知量）逆，弓10愚0伐，虜9棉5忙…勿…掙2勵，喇1蟲0點等分別表示混月合料在該粒徑君處質(zhì)量通過百始分率的上限和水下限；計算法舅計算的結(jié)果較肢為精確，但是駝解籃8坦個不等式方程乏，需要使用線揭性回歸構(gòu)分析，計算過辯程復(fù)雜，在試向驗中不易操作北，在施工過程棍中一般采用圖根解法進(jìn)行寸配合比鉗設(shè)計。霜圖解法是一種君近似的方法，俊簡單而方便，從下面介紹一下碗圖解法：刮1悄）攪在普通坐標(biāo)紙對上作出輝圖比1慈所示任意大小亦的長方形并連頌接對角命線遙O康O此’塔,稀此線即表示標(biāo)突準(zhǔn)級配曲線?？?絲）跨在縱軸上用篩勞孔通過率中值急，就引平行線與對災(zāi)角古線木O恩O楚’容相交，再從交流點作垂線與橫牙軸相交，交點伏即作為該篩孔顆孔徑辛（幅m艇m任）的位置。零3鵝）顆將腫4鐵種規(guī)格的顆粒暗分析也分別在盜圖上繪成曲線寇。虧4禿）資具體級配過程成見庸圖稀1拒，等16~蚊31.5mm索和相偉鄰算10~雅20mm雄碎石曲線圖屬誼于重疊關(guān)系，汁找伙出到a=三a糧’迅的位置，引垂播線與對角孤線傾O斷O潤’盯相交，引水平絕線與縱坐標(biāo)相疫交，古毀柔國即沃為暖16~螞31.5mm民的用量比例，辜同樣可以找貪出末10~衛(wèi)20mm輛、卻5~啄10mm慕及石粉饑（筑0~左5mm翻）的用量比例孩；練5比）跑由鍛圖幟1巨得到混合料配拍合比結(jié)果：點16~靈31.5mm券：練10~貸20mm史：稍5~千10mm借：石中粉示=托20食：療2辛0識：呼25休：焰35喚圖裳1練非各種規(guī)格碎石略用量比例圖猾調(diào)整后的配合釀比拼：皺16~帝31.5mm雪：婆10~們20mm妖：拆5~妖10mm蒙：石班粉皺=鎮(zhèn)2殲0丙：購2孤0癥：酬3暗0趣：企3膨0苦2.航2.3篇驗證級配碎石晃配合比伍按調(diào)整后的配滲合比取混合料岡20kg喝，能則皂16~欠31.5mm不碎石用量為斜4奇kg電，墳10~授20mm但碎石用量單4kg團(tuán)，鷹5~憲10mm碑碎石用量賴6kg揚，石粉用量捎6熔kg吼；分別按各種特材料用量稱取妹有代表性的四估種材料進(jìn)行配皺合，拌合均勻林，按四分法取遼樣進(jìn)行顆粒分押析，驗證該配蛋合比符合級配辰編鬧號甲2垃的要求尋表室3短級配碎石夜顆粒分析篩孔壘通過率拌端覺賴耗俘并質(zhì)冤再摔擦捷胞40粘100斃100君30軌95-100懷98紀(jì)20炮60-90丟82抱5謎30-65碎52西2.5饞20-50仔29涂0.5覺10-30潮10纖0.075息2-10使4陷贏物理指標(biāo)分析留(1)詳鹿碎石顆粒中針稼狀、片狀碎石掌含量跳應(yīng)桶5肝%們，用碎石的針抽片狀試驗進(jìn)行濕檢測檔(2)勁周質(zhì)軟、易破碎默的碎石含量不難得超衛(wèi)過敏6釋%蠅，碎石的壓碎并值控制干(尺3)點撈黏土團(tuán)及有機(jī)怖物含量守0攻%剩，依據(jù)寄鐵路碎石道砟蹲試驗方法求(登4)燒等摻加摻過加敗5%P.O4限2.豬5伍水泥，以重量蛛法計；亂3炮現(xiàn)場檢測技術(shù)仗參數(shù)的確定遍3.松1然、摸級配碎石密度殺的測定栽慨測定們填料捷最大干密度及鏈最佳含水量，蠶用以在計算壓實系數(shù)往的控制泥采用擊實法測豈定茄，沸最大粒徑緒40mm堂，采用襖重讓3為型試驗方法偽。茫取遮5而種材料處于干卡燥狀態(tài)，制床備貸5肆個試樣，每個鳥試驗按陣6kg獨計，按配合比魔比例稱取每種籍材料用量古，戒16~悉31.5mm抄用量仆1.2雹kg湊，盡10~漲20mm曉碎石用量否1匠.癢2kg恢，忍5~賓10mm稱碎石用量煎1.8刊kg傳，石粉用量汗1.8寧kg氣，；分別勇按鋒2怒%墾、慨3霜%宿、券4侮%脹、劣5勒%唐、丙6侄%監(jiān)的用水量加水缺，身每個試樣拌合連均勻后鄰，選悶卸2~4嫩h狼，按每個試樣就用量杯300g滋加入水泥，拌摸合均勻黨，保證水泥的億均勻分布，膚直接進(jìn)行此擊實婚試驗，緩要求遇在逗2疼h界內(nèi)完成，避免顫時間過長水泥奏凝結(jié)算，而影響試驗仙結(jié)果的準(zhǔn)確性脖?？ㄗ畲蟾擅芏葦?.84g販/cm剖3貸，最佳含水牽量秋4.6右%宮；大于招40mm概粒徑的顆粒含像量腎為夜0訪%木，不需要對最溫大干密度和最詢佳含水量進(jìn)行繡校正。由次確適定施工含水量報控制厚在勝4%~6方%棄之間。句帽測定顆粒密度伶，用以計算孔別隙率呀依據(jù)鐵路工程才土工試驗規(guī)程鐮（顆粒密度試鞋驗）。粒徑小碰于樸5mm躬的用量瓶法測務(wù)定；粒徑等于憲大于絞5mm眠的碎石，其中昏大于勸20mm才的顆粒含量少享于聽10深%速用浮稱法，多磁于跪10環(huán)%標(biāo)用虹吸筒法。喪把水泥按小于勢5mm艙的顆粒計算，此不單獨計算秒；一般土的顆同粒密度應(yīng)采用妨純水測定，因于含有水泥才采燙用中性液體（伸如煤油）測定程。首先進(jìn)行顆稍粒分析，確定餃小于襲5mm娃和大于伏5mm忙顆粒的質(zhì)量貝分?jǐn)?shù)道，分別測定大渣于和小于逐5mm餃粒徑的顆粒密堵度，平均顆粒讓密度應(yīng)按下式暫計算：國ρ咬=1/(P燭1罷/浸ρ影1吧+P2謊/觸ρ閣2晌)令式賓中建慚ρ—獄—附平均顆粒密度阿（怖g/cm晌3糾），計算至影0.01g瘡/cm死3爭；評ρ竿1滑，太ρ腎2梨—運—析大于和小于英5mm預(yù)粒徑的顆粒密迎度凱（姜g/cm壽3欄）；著P洲1返，夕P誰2真沫—朋—縣大于和小于疊5mm性粒徑的粒料質(zhì)放量占總質(zhì)量的著質(zhì)量分?jǐn)?shù)；摸3.2庸級配碎石拌合爽的控制要點側(cè)(堅1)西正式拌合前，慚應(yīng)先調(diào)試廠拌敞設(shè)備，寬保證桿設(shè)備的正常運蘭轉(zhuǎn)；奴(頑2)川每種規(guī)格的碎酷石都單獨存放趨，搭設(shè)遮雨棚代；哭拌合前測定碎銷石的含水膜率寒，理論配合比云換算成施工配銹合比。晨(名3)喊在拌合前，應(yīng)吹取樣進(jìn)行顆粒想分析，昨確保病級配碎石的級旅配在畢規(guī)定川范圍虜之勤內(nèi)航，如果超出范憶圍，應(yīng)分析原躍因，及時調(diào)整衫配合比，以保餃證級配碎石良析好的級配。鞏(族4)醉要嚴(yán)格控制好篩級配碎石的含栗水量，哀隨時檢查，是臭否在施工含水厭量的允許范圍堵之內(nèi)，且應(yīng)根倘據(jù)天氣情況作俗適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，蠟如天氣晴朗，擊氣候干燥，應(yīng)惹考慮在運輸過胃程中水份的蒸誦發(fā)，適當(dāng)加大均含水量；若含包水量過小且已氣運抵工地，應(yīng)伍進(jìn)行灑水補(bǔ)壓鐵，反之應(yīng)進(jìn)行祝晾曬后碾壓。羽(金5)祥在運輸過程中購，用帆布覆蓋愈，以免水分損島失過大?？s3.3蕩試驗段試驗厚走過渡段逐檢測項目及技良術(shù)要求虜：艘哈大公司文件聞哈大客專技狹質(zhì)練[敞2008編]恭11延6防號怪中技術(shù)參數(shù)見診表影4靠：容表歐4擺路基過渡段填敘筑檢測項目記項目光地基系迎數(shù)殼K非30跌動態(tài)變形反模量奪Evd諸靜態(tài)變形統(tǒng)模量腸Ev2鳴壓實系客數(shù)鄰K脈孔隙率為n刊壓實標(biāo)準(zhǔn)愉≥祝150猶≥冊80造≥腫50帽≥捎0.95固＜噸28護(hù)擦試驗段的確定錫按施工工藝流安程作試驗段，始來確定旱碾壓遍數(shù)，偶松鋪系數(shù)招及最佳檢測時干間醫(yī)，用以指導(dǎo)現(xiàn)拜場施工。猴采璃用寨25麥t真壓路機(jī)，每層市的最大壓實厚玉度不宜超過湯30cm各，最小壓實厚轉(zhuǎn)度不宜小于蝦15cm啞；確定松鋪厚筋度按環(huán)35cm俊填筑。采取邊雅碾壓邊檢測的訓(xùn)方式來確定碾揉壓遍數(shù)。汪碾壓方式移靜桌壓彼1艇遍，弱堪振么2灶遍，強(qiáng)惕振伴3珠遍，弱遷振挪1腹遍，靜纖壓繭1圣遍進(jìn)行檢測，啟檢測項目含水澆率紀(jì)、孔隙率、動棍態(tài)變形模趕量德E巧VD哈、靜態(tài)變形模計量棒EV臣2血、地基系賽數(shù)萄K鎖30暗；如檢測不合斯格，灑水或晾觸曬，繼續(xù)碾壓政，直至合格。察通過試驗段，察確定松鋪系數(shù)歡為削1.2治5購，劇含水量控制支在財4%~6燙%炎，體碾壓遍唉數(shù)辨8釘遍，靜尋壓致1懶遍，弱墾振莊2遷遍，強(qiáng)濃振押3無遍，弱豆振孟1煙遍，靜建壓懷1儲遍的方式進(jìn)行筐，攝如果松鋪厚吸度銳20cm~線25cm和，可以適當(dāng)?shù)蔫€減少弱振和強(qiáng)芒振的遍數(shù)。池確定碾壓遍數(shù)英可以婆減少絲不必要的恩碾壓，節(jié)約成幅本；確定最佳且檢測時間能夠已縮短施工周期怒，為總工期節(jié)筒約時間。詠加入水泥的級燃配碎石宜徐在培2航h仁內(nèi)使用完串畢。攤鋪碾委壓綱1蘿h緊完成，立刻進(jìn)眠行檢測，如果救攤鋪時間過長襯，超過水泥的早初凝時間，塘不利于混合料柳的板結(jié)；碾壓哈時間過長，超島過了水泥的終伏凝時間，反而賞會破壞結(jié)構(gòu)，透降低混合料的名無側(cè)限抗壓強(qiáng)均度課，降低結(jié)構(gòu)層負(fù)抵抗破壞的能折力炎。疊摻入胸了梨5溫%專的壟P.O42.慨5紹水泥，觀測試陪驗段表面是否肝有開裂現(xiàn)象或莖者裂紋，如果屆出現(xiàn)必須調(diào)整毅水泥用量。覽3.汁3.豆3已水泥劑量的確幼定好抽檢級配碎石質(zhì)中水泥用量懶，利包用怖EDTA館滴定試驗，測癥定施工級配碎喉石中水泥用量紫，獸從而用現(xiàn)場的犯施工數(shù)據(jù)來確勺定配合比中水判泥所占的比例員。饞4鎖現(xiàn)場施工晨控制與燒檢測嬌4.1境填料控制援從原材料抓起帖，加大對原材既料的抽檢頻率勢，確保原材料講合格。驢每冰2000m憲3芳抽樣檢驗顆粒概級配、顆粒密旋度、針狀、片芽狀顆粒含量、配黏土團(tuán)及有機(jī)逃物含量。水泥搏每元200母t陰或不記足捏200傍t答為一批，抽樣悠檢本驗?zāi)?研組。每次拌合國級配碎石，旗取樣進(jìn)行顆粒擴(kuò)分析龍，如果超出屋級配周范圍，應(yīng)分析揮原因，及時調(diào)灶整配合比，以虹保證級配碎石禮良好的級配。累4.絞2霸分層厚度控制壓通過實驗可知焰，過渡段級配腫碎石松鋪系家數(shù)截1.2贏5橡，由此確定，佩填筑松鋪厚度常不得大于繡35cm袋。確保過渡段農(nóng)的填筑質(zhì)量。我4.澆3量含水頌率梯的控制略在路基的填筑姑中，施工含水甜率鄙的準(zhǔn)確性直接下影響填筑質(zhì)量響，也是影響最裝大的因素。施繳工含水引率窗的規(guī)定均以擊寧實試驗的最佳州含水享率健ω評opt執(zhí)為控制標(biāo)準(zhǔn)，廣要求其含水率廁等于或接近最阻佳含水率。在昏一定的擊實功婦條件下，土的堵密度最初隨土英的含水率的增撒加而上升，但用達(dá)睡到食ω戶opt棗后陳，喝ω禮再繼續(xù)增加，女土的密實度反爛而會下降，所耗以要使路基填借制密實，必須介控制好現(xiàn)場填嶄料的含水率。裙在級配碎石的纖加工過程中，蠻不間斷的測定還含水率，控制疼在協(xié)4%~6歲%壟，確保級配碎閘石填料的現(xiàn)場上施工性券能億。儲進(jìn)入施工仍現(xiàn)場的填料，昆在攤鋪之前，施根據(jù)天氣情況殖，可用土工布免覆蓋。攤鋪完僅后，填料表面隱必須進(jìn)行灑水檔養(yǎng)護(hù)隔，可根據(jù)填層接面積的大小，消選擇灑水設(shè)備坑，人工灑水或梯者灑水車等顛。吳4困.4律碾壓遍數(shù)的控但制材嚴(yán)格按照試驗殼段總結(jié)出的雷結(jié)果扎進(jìn)行碾壓，包桿括壓路機(jī)的噸忠位、碾壓遍數(shù)噸、碾壓時間、黎松鋪厚度。土因為在級配碎渣石里摻入匠了凳5頂%蠟的戚P