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文檔簡介
ICS01.120
R00
團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)
T/CHTS10001-2023
公路填石路基設(shè)計(jì)與施工技術(shù)指南
TechnicalGuidelinesforDesignandConstructionofHighway
(征求意見稿)
RockfillSubgrade
xxxx-xx-xx發(fā)布xxxx-xx-xx實(shí)施
中國公路學(xué)會(huì)發(fā)布
1總則
1.0.1為進(jìn)一步規(guī)范公路填石路基設(shè)計(jì)方法與施工技術(shù),保證工程質(zhì)量,制定本指南。
1.0.2本指南適用于各等級(jí)公路新建和改擴(kuò)建工程的填石路基。
1.0.3填石路基應(yīng)加強(qiáng)地質(zhì)、水文調(diào)查及填料性狀的評(píng)估,確保路基的強(qiáng)度、穩(wěn)定性
和耐久性。
1.0.4填石路基設(shè)計(jì)與施工除應(yīng)符合本指南的規(guī)定外,尚應(yīng)符合國家和行業(yè)現(xiàn)行有關(guān)
標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
-1-
2術(shù)語和符號(hào)
2.1術(shù)語
2.1.1填石路基rockfillSubgrade
由填石路堤與路床構(gòu)成的路基。
2.1.2壓實(shí)沉降差differentialsettlementaftercompaction
按規(guī)定的壓實(shí)工藝,填石路堤壓實(shí)層表面同一測點(diǎn)在相鄰兩遍碾壓后的高程差值。
2.1.3石料孔隙率voidpercentageofstone
填石路堤石料顆粒之間的空隙體積占石料與空隙總體積的百分比。
2.1.4空隙灰度圖grayscaleimageofvoid
以一定灰度閾值的像素點(diǎn)群表示填石路堤中空隙的灰度圖像。
條文說明
采用專業(yè)設(shè)備采集的填石路堤表層圖像,因受光線影響,圖像中石料部分和空隙部分表
現(xiàn)出不同的明暗效果;為了對(duì)圖像中的空隙特征進(jìn)行識(shí)別和分析,將表層圖像轉(zhuǎn)換成灰度圖
像,稱之為空隙灰度圖。圖中每個(gè)像素點(diǎn)的數(shù)值被稱為灰度值,根據(jù)其明暗程度取為0到
255之間,0代表全黑,255代表全白;對(duì)于圖像中的空隙部分,其所包含像素點(diǎn)的灰度值
均在一定閾值范圍內(nèi),通過對(duì)特定灰度閾值的像素點(diǎn)群進(jìn)行處理,即可分析填石路堤表面圖
像中空隙的相關(guān)特征。
2.2符號(hào)
R—單軸飽和抗壓強(qiáng)度;
CBR—加州承載比;
d—填料粒徑;
Pf—用于填充較大粒級(jí)石料塊體之間空隙的較小粒級(jí)石料的質(zhì)量百分比;
較大粒級(jí)石料的壓實(shí)孔隙率;
VCAs—
平衡濕度狀態(tài)下路床區(qū)頂面承載板測回彈模量驗(yàn)收值;
Ec—
B—回歸直線的斜率;
—第測點(diǎn)處承載板的實(shí)測路拱傾角;
ii
-2-
—第(,,…,)測點(diǎn)的回彈模量,;
E0iii=12nMPa
檢測路段的回彈模量算術(shù)平均值;
E0—
E代—檢測路段回彈模量算術(shù)平均值的單側(cè)置信區(qū)間置信下限或代表值。
為模量濕度影響系數(shù)。
k1—
-3-
3填料
3.0.1用于填石路堤的石料應(yīng)符合強(qiáng)度、膨脹性等力學(xué)與物性要求,宜按粒徑分檔級(jí)使用。
條文說明
根據(jù)現(xiàn)行《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/T3610)對(duì)填石路堤填料的要求與地標(biāo)《公
路填石路基施工技術(shù)規(guī)范》(DB22/T1961-2013)對(duì)填料的分級(jí)使用要求提出本項(xiàng)規(guī)定。
3.0.2用于填筑路堤的石料可根據(jù)單軸飽和抗壓強(qiáng)度指標(biāo)按表3.0.2進(jìn)行分類。
表3.0.2基于強(qiáng)度的石料分類表
石料類型單軸飽和抗壓強(qiáng)度(MPa)代表性巖石
未風(fēng)化~微風(fēng)化的:
花崗巖、正長巖、閃長巖、輝綠巖、玄武巖、安山巖、片麻巖、
硬質(zhì)巖石R60
硅質(zhì)板巖、石英巖、硅質(zhì)膠結(jié)的礫巖、石英砂巖、硅質(zhì)石灰?guī)r等
巖漿巖類
1、中等(弱)風(fēng)化的堅(jiān)硬巖;
2、未風(fēng)化~微風(fēng)化的:
中硬巖石30R60
熔結(jié)凝灰?guī)r、大理巖、板巖、白云巖、石灰?guī)r、鈣質(zhì)砂巖、粗
晶大理巖等
1.強(qiáng)風(fēng)化的堅(jiān)硬巖;
2.中等(弱)風(fēng)化的較堅(jiān)硬巖;
15R30
3.未風(fēng)化~微風(fēng)化的;凝灰?guī)r、千枚巖、砂質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r、
泥質(zhì)砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)頁巖等
1.強(qiáng)風(fēng)化的較堅(jiān)硬巖;
軟質(zhì)巖石2.中等(弱)風(fēng)化~強(qiáng)風(fēng)化的較堅(jiān)硬巖;
5R15
3.中等(弱)風(fēng)化的較軟巖;
4.未風(fēng)化的泥巖、泥質(zhì)頁巖、綠泥石片巖、絹云母片巖等
1.全風(fēng)化的各種巖石;
R52.強(qiáng)風(fēng)化的軟巖;
3.各種半成巖
注:本表源自《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》JTGC20-2011、《工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T
50218-2014。
3.0.3對(duì)強(qiáng)風(fēng)化石料、軟質(zhì)石料還應(yīng)進(jìn)行含水率試驗(yàn)、擊實(shí)試驗(yàn)、CBR試驗(yàn)等;必要時(shí)進(jìn)
行有機(jī)質(zhì)含量、易溶鹽含量、凍脹和膨脹性等試驗(yàn),分析用作路基填料的可行性;每5000m3
填料或填料性質(zhì)變化時(shí)應(yīng)重新取樣試驗(yàn)。
-4-
注:本條源自《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD302015)。
3.0.4硬質(zhì)巖石、中硬巖石可用作路床和路堤填料,軟質(zhì)巖石可用作路堤填料,不得用作
路床填料;膨脹性、易溶性和鹽化巖石不得用于路堤填筑。路堤的浸水部位,應(yīng)采用穩(wěn)定性
好、不易膨脹崩解的石料填筑。
3.0.5石料按粒徑可分為五個(gè)檔級(jí),如表3.0.5所示,并應(yīng)符合下列要求:
表3.0.5石料分檔標(biāo)準(zhǔn)
檔級(jí)超巨粒級(jí)巨粒級(jí)粗粒級(jí)中粒級(jí)細(xì)粒級(jí)
粒徑范圍(mm)300d500100d30040d10020d40d20
條文說明
表3.0.4源自吉林省地方標(biāo)準(zhǔn)《公路填石路基施工技術(shù)規(guī)范》DB22/T1961-2013。因工
程現(xiàn)場填料規(guī)模大、尺寸不一,對(duì)于個(gè)別強(qiáng)度高、不宜風(fēng)化崩解、尺寸大、解小難度較高的
石塊,可作為填方路基底層填筑。
3.0.6超巨粒級(jí)石料可用于填方高度大于5m的路堤底層填筑,其上宜采用巨粒級(jí)石料進(jìn)
行路堤區(qū)填筑。粗粒級(jí)及以下石料可用于超巨粒級(jí)或巨粒級(jí)石料塊體之間的空隙填充與找平。
3.0.7應(yīng)按路拱分層填筑,路堤填料粒徑應(yīng)不大于500mm,并宜不超過層厚的2/3;當(dāng)受
地形限制不具備分層填筑條件時(shí),可采用傾填方式填筑,并采取適當(dāng)?shù)膲簩?shí)工藝。
注:本條款來源于《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/T3610)及地標(biāo)《公路填石路基施
工技術(shù)規(guī)范》(DB22/T1961-2013)。
3.0.8應(yīng)在路床底面以下0.4m的路堤范圍內(nèi)鋪筑過渡層,過渡層填料最大粒徑不得大于
150mm,其中小于5mm的細(xì)料含量不應(yīng)小于30%,不宜大于40%,且過渡層表面無明顯孔
隙、空洞。填石路堤上部采用其他材料填筑時(shí),可視需要設(shè)置無紡?fù)凉げ甲鳛楦綦x層。
條文說明
該條主要引自現(xiàn)行《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/T3610)的條款,但添加了“不宜
大于40%”的要求,旨在限定細(xì)料的用量不宜過多,使過渡層偏向于骨架密實(shí)結(jié)構(gòu),給路基
提供更好的力學(xué)特性。通常,粗集料的松裝間隙率在40%~45%之間(與級(jí)配、密實(shí)工藝等
因素有關(guān)),按照后文式(5.3.2)計(jì)算得到的細(xì)料含量就在30%附近,即,細(xì)料在該用量
附近時(shí)過渡層可形成骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)??紤]到施工過程中的大粒徑填料的變異,為使過渡層成
為骨架密實(shí),保證細(xì)料含量不小于30%是合理的;但如果細(xì)料用量再多,過渡層就成為懸浮
密實(shí)結(jié)構(gòu),力學(xué)性能降低,為此給出了40%的上限要求,此時(shí)對(duì)應(yīng)的較大粒徑的石料孔隙率
為66%,遠(yuǎn)大于通常的松裝間隙率水平,表明較大粒徑石料塊體已彼此遠(yuǎn)離、互不接觸,過
-5-
渡層進(jìn)入了懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)范疇,因此,40%的上限實(shí)際上已較為寬松,如果工程中能做到細(xì)
料含量在30%~32%之間則較為理想。
3.0.9高速公路、一級(jí)公路路床填料可采用級(jí)配良好的砂礫、碎石、碎石土、礫石土等粗
粒料,也可采用無機(jī)結(jié)合料處治細(xì)粒土。路床填料應(yīng)符合表3.0.9的規(guī)定。
表3.0.9路床填料最小承載比和最大粒徑要求
填料最小承載比(CBR)(%)
高速填料最大
填料應(yīng)用部位(路面底面以下深度)(m)公路二級(jí)三、四級(jí)粒徑
一級(jí)公路公路(mm)
公路
上路床0~0.30865100
填方路基輕、中及重交通0.3~0.80
下路床543100
特重、極重交通0.3~1.20
上路床0~0.30865100
零填及挖方路基輕、中及重交通0.3~0.80
下路床543100
特重、極重交通0.3~1.20
注:表列承載比是根據(jù)路基不同填筑部位壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的要求,按現(xiàn)行《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》
(JTGE40)試驗(yàn)方法規(guī)定浸水96h確定的CBR。
注:本條款主要來源于《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/T3610)。
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4設(shè)計(jì)
4.1一般規(guī)定
4.1.1填石路基設(shè)計(jì)應(yīng)按照《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(JTGC20)的要求進(jìn)行地基勘察,
做好沿線水文、地質(zhì)、路基填料勘察試驗(yàn)工作,查明地層巖土厚度、性質(zhì)、空間分布特征,
確定地基承載力,獲取設(shè)計(jì)所需的物理力學(xué)參數(shù)。
4.1.2應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀粭l件和工程地質(zhì)條件做好填石路基斷面設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和排水設(shè)計(jì),
保證填石路基有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,并控制填石路基工后沉降量;對(duì)于高速公路和一級(jí)公
路的高路堤,施工過程中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)。
條文說明
本條源自《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD302015)。填石路基多位于丘陵山區(qū),基底水
文與地質(zhì)條件復(fù)雜;常見斜坡地基、山前坡積土、河道沉積土等各種地基類型,受填石路基
自重影響,可能會(huì)發(fā)生沿基底的滑動(dòng)、地基固結(jié)沉降變形等工程問題。因此,有必要根據(jù)地
基條件、路基填筑高度等因素對(duì)填石路基做好綜合性設(shè)計(jì),確保路基工后沉降及穩(wěn)定性符合
要求。
4.1.3石料的強(qiáng)度、規(guī)格應(yīng)與路基高度、填筑層位相適應(yīng)。
注:本條源自《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD302015)及工程實(shí)際做法。
4.2填筑層厚與壓實(shí)控制標(biāo)準(zhǔn)
4.2.1不同強(qiáng)度的石料,應(yīng)分別采用不同的填筑層厚和壓實(shí)控制標(biāo)準(zhǔn)。填石路堤壓實(shí)質(zhì)量
標(biāo)準(zhǔn)宜用孔隙率作為控制指標(biāo),并符合表4.2.1-1~表4.2.1-3的要求。
表4.2.1-1硬質(zhì)石料壓實(shí)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)
路面底面以下攤鋪層厚最大粒徑壓實(shí)干密度
路基部位孔隙率(%)
深度(m)(mm)(mm)(kg/m3)
0.80~1.50
上路堤≤400小于層厚2/3由試驗(yàn)確定≤23
(1.20~1.90)
>1.50
下路堤≤600小于層厚2/3由試驗(yàn)確定≤25
(>1.90)
注:“路面底面以下深度”欄,括號(hào)中數(shù)值分別為特重、極重交通的上路堤、下路堤的
深度范圍。
表4.2.1-2中硬石料壓實(shí)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)
路面底面以下深攤鋪層厚最大粒徑壓實(shí)干密度
路基部位孔隙率(%)
度(m)(mm)(mm)(kg/m3)
上路堤0.80~1.50≤400小于層厚2/3由試驗(yàn)確定≤22
-7-
(1.20~1.90)
>1.50
下路堤≤500小于層厚2/3由試驗(yàn)確定≤24
(>1.90)
注:“路面底面以下深度”欄,括號(hào)中數(shù)值分別為特重、極重交通的上路堤、下路堤的
深度范圍。
表4.2.1-3軟質(zhì)石料壓實(shí)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)
路面底面以下深攤鋪層厚最大粒徑壓實(shí)干密度
路基部位孔隙率(%)
度(m)(mm)(mm)(kg/m3)
0.80~1.50
上路堤≤300小于層厚2/3由試驗(yàn)確定≤20
(1.20~1.90)
>1.50
下路堤≤400小于層厚2/3由試驗(yàn)確定≤22
(>1.90)
注:“路面底面以下深度”欄,括號(hào)中數(shù)值分別為特重、極重交通的上路堤、下路堤的
深度范圍。
注:源自《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD302015)。
4.3邊坡坡率
4.3.1填石路基的邊坡坡率應(yīng)根據(jù)石料種類、邊坡高度和基底的地質(zhì)條件確定。
4.3.2易風(fēng)化巖石與軟質(zhì)巖石用作填料時(shí),應(yīng)按土質(zhì)路基邊坡設(shè)計(jì)。路基基底良好時(shí),填
石路基邊坡坡率不宜陡于表4.3.2規(guī)定,當(dāng)路基高度超過20m時(shí),可在邊坡中部設(shè)置寬度
1~3m的平臺(tái),下部邊坡坡率宜進(jìn)一步放緩。
表4.3.2填石路基邊坡坡率
邊坡高度(m)邊坡坡率
填料種類
全部高度上部高度下部高度上部坡率下部坡率
硬質(zhì)巖石208121:1.11:1.3
較硬巖石208121:1.31:1.5
軟質(zhì)巖石208121:1.51:1.75
注:本表源自《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD302015)。
4.4邊坡防護(hù)
4.4.1硬質(zhì)巖石填筑路基時(shí),邊部防護(hù)可根據(jù)工程特點(diǎn)與施工條件選用漿砌片石、拱形骨
架或碼砌等適合的形式。
條文說明
-8-
按照《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD302015)的要求,硬質(zhì)巖石填筑路基時(shí)護(hù)坡采用碼
砌方式進(jìn)行防護(hù)。因邊坡碼砌需要大量方石,且對(duì)砌筑工人的技術(shù)水平要求較高,人力成本
較大,甚至人力資源欠缺,目前在多數(shù)工程中已難以實(shí)施。因此,云南、貴州、河南及山東
等省份各自提出了諸如漿砌片石、拱形骨架護(hù)坡等型式,用于硬質(zhì)巖石的護(hù)坡防護(hù)。
4.4.2當(dāng)采用碼砌時(shí),可采用飽水抗壓強(qiáng)度不低于30MPa的硬質(zhì)巖石或不低于C20的混
凝土預(yù)制塊,石塊粒徑應(yīng)大于300mm,碼砌厚度應(yīng)為1~2m;應(yīng)與路基填筑同步進(jìn)行施工。
條文說明
當(dāng)采用碼砌時(shí),《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD302015)提出可采用飽水抗壓強(qiáng)度不低
于30MPa的硬質(zhì)巖石,但因碼砌實(shí)施難度較大,貴州省根據(jù)經(jīng)驗(yàn)提出可采用不低于C20的混
凝土預(yù)制塊予以替代。
4.4.3風(fēng)化巖石和軟質(zhì)巖石填筑路堤時(shí),邊部設(shè)計(jì)應(yīng)采用包邊封閉或加筋、底部設(shè)置排水
墊層、頂部設(shè)置防滲層等措施,防止填石路基產(chǎn)生濕化變形;同時(shí),路床區(qū)填筑材料宜采用
無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定細(xì)粒土或硬質(zhì)巖石填料,其中5mm以下的細(xì)料比例應(yīng)為20~40%,0.074mm
以下的顆粒比例不應(yīng)大于10%。
條文說明
依據(jù)《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD302015)提出,并作了補(bǔ)充。無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定細(xì)粒
土是公路工程中常采用的材料,便于施工,具有成熟的施工經(jīng)驗(yàn),因此,明確提出了該類材
料在路床區(qū)的使用。當(dāng)采用硬質(zhì)巖石填料時(shí),對(duì)5mm以下的細(xì)料用量給出適當(dāng)限制,有利于
材料的密實(shí)和路床區(qū)的力學(xué)性能。
4.4.4邊坡綠化可采用拱形骨架、植生袋或掛網(wǎng)植草等方式,可結(jié)合實(shí)際工程的自然環(huán)境
條件、施工條件及整個(gè)工程的綠化設(shè)計(jì)確定適宜的方案。
條文說明
石質(zhì)路基邊坡的綠化難度相對(duì)較大,根據(jù)貴州、云南、河南、山東等地區(qū)實(shí)際做法,可
根據(jù)具體工程特點(diǎn)選用拱形骨架、植生袋或掛網(wǎng)植草等方式。
4.5地基處理
4.5.1軟弱地基上填石路基應(yīng)與軟土地基處理設(shè)計(jì)綜合考慮。
4.5.2當(dāng)?shù)鼗嬖谳^深軟弱地基、斜坡濕軟地基、半填半挖路段,應(yīng)進(jìn)行路基整體穩(wěn)定性
驗(yàn)算。當(dāng)穩(wěn)定性不足時(shí),應(yīng)采取必要的工程措施及安全監(jiān)控。
-9-
4.5.3路基高度大于20m時(shí),應(yīng)進(jìn)行地基沉降、地基承載力及路基穩(wěn)定性驗(yàn)算。
注:本條源自《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD302015)。
4.5.4當(dāng)基底積水或路基過水時(shí),應(yīng)在浸水路基部位采用不易風(fēng)化、不易膨脹崩解、穩(wěn)定
性好的硬質(zhì)巖石填筑,其厚度根據(jù)浸水最大高度確定。
條文說明
填石路基經(jīng)常遇到V型沖溝、河道等,受降雨匯水或山體滲水等因素影響,路基下部不
可避免地會(huì)出現(xiàn)積水現(xiàn)象。對(duì)于此種路基類型,應(yīng)防止填料濕化崩解,而采取巖石穩(wěn)定性較
好的填料予以填筑。
4.5.5穩(wěn)定的斜坡上,地面橫坡緩于1:5時(shí),清除地表草皮、腐殖土后,可直接填筑路基;
地面橫坡為1:5~1:2.5時(shí),原地面應(yīng)挖臺(tái)階,臺(tái)階寬度不應(yīng)小于2m。當(dāng)基巖面上的覆蓋層
較薄時(shí),宜先清除覆蓋層再挖臺(tái)階;當(dāng)覆蓋層較厚且穩(wěn)定時(shí),可予保留。
注:本條源自《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD302015)。
4.5.6地面橫坡陡于1:2.5地段的陡坡路基,必須檢算路基整體沿基底及基底下軟弱層滑
動(dòng)的穩(wěn)定性,采取改善基底條件或設(shè)置支擋結(jié)構(gòu)物等防滑措施。
注:本條源自《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD302015)。
4.5.7半填半挖段路基的填方區(qū)必要時(shí)可進(jìn)行增強(qiáng)補(bǔ)壓;挖方區(qū)為土質(zhì)或軟質(zhì)巖石時(shí),應(yīng)
對(duì)挖方區(qū)路床范圍不符合要求的土質(zhì)或軟質(zhì)巖石進(jìn)行超挖換填或改良處治。
注:本條源自《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD302015)。
4.5.8填筑前應(yīng)對(duì)原地表風(fēng)化層清除干凈,填筑時(shí)應(yīng)分層、分級(jí)填筑碾壓。
4.5.9根據(jù)地下水出露情況和巖土性質(zhì),應(yīng)設(shè)置完善的地下排水系統(tǒng),除應(yīng)在邊溝下設(shè)置
縱向滲溝外,尚應(yīng)在填挖結(jié)合部設(shè)置滲溝、排水墊層等。
注:本節(jié)源自《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD302015)。
4.6高路堤與陡坡路堤
4.6.1高路堤與陡坡路堤縱橫斷面形式和坡率應(yīng)根據(jù)地形與地質(zhì)條件、路基邊坡高度、填
料性質(zhì)等,結(jié)合經(jīng)濟(jì)與環(huán)保因素,經(jīng)沉降計(jì)算及穩(wěn)定分析確定;斷面形式宜采用臺(tái)階式。
-10-
注:本條源自《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD302015)。
4.6.2高路堤與陡坡路堤設(shè)計(jì)應(yīng)進(jìn)行路基穩(wěn)定性計(jì)算分析。
4.6.3高路堤與陡坡路堤穩(wěn)定性分析的物理力學(xué)參數(shù)應(yīng)根據(jù)填料來源、場地情況及分析工
況的需要,選擇有代表性的巖樣、土樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)確定。試驗(yàn)方法參照現(xiàn)行《公路路基設(shè)
計(jì)規(guī)范》(JTGD30)執(zhí)行。
條文說明
對(duì)于地質(zhì)條件及路基填料較為復(fù)雜的工況,傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法較難準(zhǔn)確計(jì)算路基的變形與穩(wěn)
定性。目前,數(shù)值模擬方法可建立符合工程實(shí)際特點(diǎn)的有限元、有限差分或離散元模型,根
據(jù)需要選擇強(qiáng)度折減法、極限分析法、極限平衡法等計(jì)算原理,并可考慮地基固結(jié)、水的滲
流、地震、交通動(dòng)載等多因素影響,較好的對(duì)填石路基沉降變形及穩(wěn)定性開展計(jì)算分析。同
時(shí),應(yīng)在開展實(shí)際工程計(jì)算前進(jìn)行基本工況分析,并與經(jīng)典分析理論結(jié)果進(jìn)行比較,以驗(yàn)證
計(jì)算結(jié)果的可靠性。
4.6.4路基沿斜坡地基或軟層帶滑動(dòng)的定性分析可采用不平衡推力法。對(duì)于地質(zhì)條件及路
基填料較為復(fù)雜的工況,可采用數(shù)值模擬方法進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析,并論證結(jié)果的可靠性。
-11-
5施工
5.1一般規(guī)定
5.1.1應(yīng)按照現(xiàn)行《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/T3610)和設(shè)計(jì)文件要求,做好填料
分類及施工組織設(shè)計(jì)等準(zhǔn)備工作。
5.1.2填石路堤應(yīng)注重填料級(jí)配,宜根據(jù)石料分檔檔級(jí)采用間斷級(jí)配,并應(yīng)通過試驗(yàn)段確
定合理的碾壓工藝和壓實(shí)沉降差控制標(biāo)準(zhǔn)。
條文說明
填石路堤的填筑質(zhì)量由壓實(shí)沉降差和石料孔隙率來反映。由于級(jí)配是影響石料孔隙率的
重要因素之一,因此該條款強(qiáng)調(diào)注重石料的級(jí)配問題,否則即使壓實(shí)沉降差滿足了要求,但
石料孔隙率也可能不達(dá)標(biāo)。間斷級(jí)配的填料可獲得較小的石料孔隙率水平,易于滿足孔隙率
標(biāo)準(zhǔn)要求。特別是中粒級(jí)以上的石料,間斷級(jí)配會(huì)顯著減小較大粒級(jí)石料的孔隙率,進(jìn)而可
用較少的細(xì)料填充空隙,獲得較小孔隙率的填石路堤。
由于填料與級(jí)配的變異性可能難以控制,在通過試驗(yàn)段確定碾壓工藝和壓實(shí)沉降差控制
標(biāo)準(zhǔn)時(shí),應(yīng)選用代表性石料和級(jí)配,并在施工過程中根據(jù)情況的變化,在進(jìn)行分析后對(duì)壓實(shí)
工藝進(jìn)行適當(dāng)微調(diào)。
5.1.3振動(dòng)壓路機(jī)自重應(yīng)不小于20t。
條文說明
現(xiàn)行《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/T3610)要求的壓路機(jī)噸位為18t以上,但對(duì)工
程單位的廣泛調(diào)研表明,目前絕大多數(shù)施工企業(yè)都具備20t以上的振動(dòng)壓路機(jī),又鑒于填石
路基壓實(shí)相對(duì)困難的特點(diǎn),用較重的振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)效果自然會(huì)更好。
5.1.4高路堤與陡坡路堤應(yīng)加強(qiáng)沉降控制與施工監(jiān)測,必要時(shí)可進(jìn)行增強(qiáng)補(bǔ)壓、鋪設(shè)加筋
材料等措施,并宜預(yù)留不少于6個(gè)月或一個(gè)雨季的沉降期,減少工后沉降。施工監(jiān)測周期應(yīng)
為公路建成營運(yùn)后不少于一年。
注:本條款來源于《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/T3610)及地標(biāo)《公路填石路基施
工技術(shù)規(guī)范》(DB22/T1961-2013)。
5.2地表處理
-12-
5.2.1地基表層碾壓處理壓實(shí)度控制標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合現(xiàn)行《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/T
3610)的要求。低路基應(yīng)對(duì)地基表層進(jìn)行超挖、分層回填壓實(shí),其處理深度應(yīng)不小于路床厚
度。
5.2.2原地面坑、洞、穴等,應(yīng)在清除沉積物后,用合格填料分層回填壓實(shí),壓實(shí)度符合
現(xiàn)行《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/T3610)中5.2.1的規(guī)定。對(duì)可能存在空洞隱患的,
應(yīng)結(jié)合具體情況采取相應(yīng)的處置措施。
5.3施工工藝
5.3.1填石路基宜按照?qǐng)D5.3.1的工藝流程進(jìn)行施工組織。
圖5.3.1施工流程圖
條文說明
基于對(duì)多家施工單位填石路基施工流程的總結(jié)提出。
5.3.2運(yùn)輸、攤鋪與整平要求如下:
1填石路基施工宜采用大功率設(shè)備。
2卸料與攤鋪應(yīng)同步進(jìn)行,卸料時(shí)應(yīng)遵循分層、先低后高、先路基兩側(cè)后中間的原則。
-13-
3根據(jù)試驗(yàn)路段確定的松鋪厚度與每車的運(yùn)量估計(jì)攤鋪面積,布設(shè)方格網(wǎng),采用后退式
卸料法卸料,推土機(jī)攤鋪整平。
4采用推土機(jī)并配以人工進(jìn)行整平,對(duì)局部凸起的較大石塊應(yīng)進(jìn)行破碎或清除,對(duì)粗石
料較多的離析處應(yīng)補(bǔ)填較小碎石或石屑等細(xì)料,保證表面平整。
5填石路堤填筑前宜根據(jù)石料粒徑大小與分布情況,估算較大粒級(jí)石料的孔隙率,按照
式(5.3.2)確定用于填充的較小粒級(jí)的石料用量。
VCAs
Pf100(5.3.2)
100VCAs
式中:Pf—用于填充較大粒級(jí)石料塊體之間空隙的較小粒級(jí)石料的質(zhì)量百分比,%;
—較大粒級(jí)石料的壓實(shí)孔隙率,由較大粒級(jí)石料的壓實(shí)松裝密度和表觀密度計(jì)
VCAs
算得到,%。
條文說明
孔隙率是反映填筑質(zhì)量的指標(biāo)之一。同樣是在沉降差滿足要求的前提下,具有較小孔隙
率的填石路堤,其長期穩(wěn)定性和耐久性無疑會(huì)更好;因此,如果能從理論上估算出較細(xì)粒徑
石料的適宜用量,以該用量填充大粒徑石料塊體之間的空隙,那么大小石料之間既能形成良
好嵌擠,又能達(dá)成密實(shí)填充,并使整體填石路堤具有最小的孔隙率。這個(gè)適宜用量的估算就
顯得十分重要。
文獻(xiàn)《未加瀝青礦料VMAa物理模型構(gòu)建與應(yīng)用》(《中國公路學(xué)報(bào)》2016年第8期)
針對(duì)骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)的礦料,通過數(shù)學(xué)推導(dǎo),建立了細(xì)料填充粗集料間隙的最佳用量計(jì)算公式:
1
P=(5-1)
f1VCA1
1ca
fa1vfaVCA
、
式中,Pf—骨架密實(shí)狀態(tài)時(shí)填充粗集料顆粒間隙的細(xì)料用量;VCAca—分別為確定級(jí)
配的合成粗集料的松裝間隙率與毛體積相對(duì)密度;vfa、fa—分別為確定級(jí)配的合成細(xì)料松
裝間隙率與毛體積相對(duì)密度。
式(5-1)雖然針對(duì)未加瀝青的礦料建立的,但完全適用于填石路堤。因公式含有較多
,、
的材料參數(shù),使用不便,為此可作簡化,即認(rèn)為vfaVCA并將VCA改寫為VCAsfaca
時(shí),便得到式(5.3.2)。
6當(dāng)填料中含有20%~30%的細(xì)粒土?xí)r,應(yīng)控制施工含水率,含水率可通過室內(nèi)重型細(xì)
-14-
粒土擊實(shí)試驗(yàn)測定的最佳含水率、細(xì)粒土所占的比例及石料的吸水率估算確定。
條文說明
根據(jù)現(xiàn)行行業(yè)規(guī)范給出的填石路堤的定義,填料中允許有不超過30%的細(xì)粒土。當(dāng)填料
中含有20%~30%的細(xì)粒土?xí)r,土的含水率會(huì)顯著影響壓實(shí)效果。因此,提出控制含水率的
要求與確定方法。
5.3.3壓實(shí)工藝應(yīng)符合下列規(guī)定:
1一般壓實(shí)工藝為:振動(dòng)壓路機(jī)先靜壓1遍,然后強(qiáng)振4~5遍及以上,最后再靜壓1
遍,行駛速度應(yīng)控制在2km/h~4km/h,振動(dòng)頻率為30Hz~35Hz;具體碾壓工藝(壓實(shí)機(jī)械
組合、振動(dòng)頻率與振幅、行駛速度與壓實(shí)遍數(shù)等)應(yīng)通過試驗(yàn)段確定。
條文說明
基于對(duì)山東、河南、云南和貴州等省份的典型山區(qū)高速公路填石路基的施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)與
相關(guān)文獻(xiàn)調(diào)研,推薦了一般壓實(shí)工藝。當(dāng)然,具體工程的壓實(shí)工藝需要通過試驗(yàn)路段驗(yàn)證及
優(yōu)化后確定。
2有條件時(shí)可采用基于全球定位系統(tǒng)(GPS)及視頻技術(shù)的壓路機(jī)行駛軌跡監(jiān)控系統(tǒng),
對(duì)壓實(shí)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)控,防止漏壓與欠壓。
條文說明
本著鼓勵(lì)積極穩(wěn)妥地采用新技術(shù)與有利于保證質(zhì)量的原則,結(jié)合目前一些業(yè)主單位的管
理需求,增加了該條款。
3填高大于15m或位于填挖交界處的填石路基,宜每填高2m~4m用沖擊碾進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)
碾壓,沖擊式壓路機(jī)宜選用靜壓實(shí)能不低于25kJ,沖擊碾壓遍數(shù)應(yīng)根據(jù)沖擊碾壓后的沉降
量標(biāo)準(zhǔn)確定;或每填高6m強(qiáng)夯一層,夯擊能量不宜小于1200kJ,夯擊遍數(shù)應(yīng)根據(jù)夯擊后的
沉降量標(biāo)準(zhǔn)確定。具體工藝參數(shù)與沉降量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)通過現(xiàn)場試驗(yàn)路段確定。
條文說明
本條款中的參數(shù)是基于山東、云南、貴州、河南等省份的填石路基設(shè)計(jì)及施工的成熟經(jīng)
驗(yàn)提出的,經(jīng)過了工程驗(yàn)證。
4沖擊碾壓和強(qiáng)夯應(yīng)考慮對(duì)附近構(gòu)造物的影響,強(qiáng)夯不宜小于20m,沖擊碾壓的水平安
全距離可參照表5.3.3控制,如構(gòu)造物附近存在河溝等有明顯隔振效果的地形條件時(shí),可適
當(dāng)縮短安全距離;當(dāng)不滿足振動(dòng)安全要求時(shí),應(yīng)調(diào)整沖擊或夯擊能、增加碾壓或夯實(shí)次數(shù),
或采取隔振溝等防護(hù)措施。
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表5.3.3沖擊碾壓水平安全距離
構(gòu)造物類型沖壓水平安全距離(m)構(gòu)造物類型沖壓水平安全距離(m)
U型橋面和涵洞距橋臺(tái)翼端墻或涵洞通道導(dǎo)線點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)、電
10
通道5線桿
其余類型橋臺(tái)10地下管線5
重力式擋墻距墻背內(nèi)側(cè)2互通式立交橋梁10
扶璧(懸壁)式
距扶(立)壁內(nèi)側(cè)2.5建筑物30
擋墻
條文說明
本條款中的參數(shù)是基于山東、云南、貴州、河南等省份的填石路基設(shè)計(jì)及積累的工程經(jīng)
驗(yàn)確定的;表5.3.3參照地標(biāo)《黃河中下游流域粉質(zhì)土路基沖擊碾壓施工技術(shù)規(guī)范》
(DB37/T3359-2018)編制。
5.4試驗(yàn)路段鋪筑
5.4.1試驗(yàn)路段宜選擇地質(zhì)條件、斷面形式、填料等有代表性的地段,長度宜不小于200m。
5.4.2應(yīng)通過試驗(yàn)路段確定填石路堤施工方案、施工工藝及施工參數(shù)等,包括以下內(nèi)容:
1機(jī)械設(shè)備組合;
2填料粒徑、級(jí)配、含水率、松鋪厚度、松鋪系數(shù)等施工參數(shù);
3壓路機(jī)噸位、碾壓方式、行駛速度、碾壓遍數(shù)等工藝參數(shù);
4增強(qiáng)補(bǔ)壓施工機(jī)械及工藝;
5質(zhì)量檢測方法及控制標(biāo)準(zhǔn);
6安全保證措施、環(huán)保措施等。
5.4.3當(dāng)填料中的石料比例或填料料源發(fā)生明顯變化時(shí),宜做相應(yīng)情況的試驗(yàn)路段。
注:本條款主要基于現(xiàn)行《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/T3610)編寫。
5.5冬期雨期施工
5.5.1冬期施工要求如下:
1晝夜平均溫度在-3℃以下且連續(xù)10d以上,或者晝夜平均溫度雖在-3℃以上但凍土沒
有完全融化時(shí),均應(yīng)按冬期施工要求進(jìn)行。
2風(fēng)化巖石和軟質(zhì)巖石填筑路堤時(shí),冬期路堤施工應(yīng)采取措施及時(shí)排除雨雪水;長時(shí)間
停止填筑時(shí),應(yīng)整平填筑層和邊坡并進(jìn)行覆蓋,以防春融期雪水進(jìn)入路堤造成破壞,恢復(fù)施
工時(shí)應(yīng)將表層冰雪清除并補(bǔ)壓。
3土體凍結(jié)前應(yīng)完成基底表層清理,填筑前應(yīng)將基底范圍內(nèi)的積雪和冰塊清除干凈。
-16-
4當(dāng)路堤填筑標(biāo)高距路床底面1m時(shí),碾壓密實(shí)后應(yīng)停止填筑,在頂面進(jìn)行覆蓋封閉,
待冬季過后繼續(xù)施工。
5.5.2雨期施工要求如下:
1施工期間應(yīng)設(shè)置防排水系統(tǒng),及時(shí)引排地表水。
2制訂雨期施工安全預(yù)案,做好防洪搶險(xiǎn)的準(zhǔn)備工作。
3路堤每一層壓實(shí)面應(yīng)設(shè)2%~4%的排水橫坡。
4雨期施工前應(yīng)完成基底處理,并將填筑作業(yè)面填筑到最高積水位0.5m以上。
注:上述兩個(gè)條款主要基于現(xiàn)行《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/T3610)編寫。
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6質(zhì)量控制
6.1一般規(guī)定
6.1.1施工過程中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)填料與壓實(shí)層質(zhì)量的控制,并加強(qiáng)對(duì)竣工路基的剛度特性檢測
與評(píng)定。
條文說明
填石路堤的填料往往較為復(fù)雜且多變,壓實(shí)相對(duì)困難,加強(qiáng)填料的質(zhì)量控制與施工管理
對(duì)保證工程質(zhì)量至關(guān)重要;填石路基是一個(gè)填料易變異的多層受力體,僅滿足每一壓實(shí)層的
壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)還不能反映其力學(xué)性能狀況,加強(qiáng)竣工路基的剛度特性檢測與控制,可保障路基路
面結(jié)構(gòu)具有良好的力學(xué)性能與整體穩(wěn)定性。
6.1.2現(xiàn)場取樣檢測不應(yīng)帶有主觀傾向性,應(yīng)按隨機(jī)取樣的方法確定測點(diǎn)或斷面。
條文說明
實(shí)際工程中存在著主觀確定測點(diǎn)或斷面的情況,據(jù)此得到的結(jié)論會(huì)失真,為使檢測的試
驗(yàn)數(shù)據(jù)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)屬性,得出科學(xué)的結(jié)論,特別強(qiáng)調(diào)按照隨機(jī)取樣的方法選擇測點(diǎn)或斷面。
6.1.3施工過程中每一壓實(shí)層,應(yīng)采用試驗(yàn)路段確定的工藝流程、工藝參數(shù)控制,壓實(shí)質(zhì)
量宜采用沉降差指標(biāo)進(jìn)行檢測,同時(shí)需對(duì)石料的級(jí)配進(jìn)行控制,保持不同粒級(jí)石料混合均勻,
避免明顯離析。
采用沉降差指標(biāo)進(jìn)行壓實(shí)質(zhì)量控制是施工過程中常用的簡便檢測方法,已為工程所熟悉;
石料發(fā)生明顯離析、孔隙率較大時(shí),經(jīng)過多次碾壓的路堤的沉降差也是可以滿足要求的,但
顯然,石料離析導(dǎo)致較大的孔隙率對(duì)路堤的長期穩(wěn)定性而言是不利的。
6.1.4竣工路基的剛度特性,可用落錘式彎沉儀(FWD)、自動(dòng)彎沉儀、貝克曼梁對(duì)彎
沉或承載板法測回彈模量進(jìn)行檢測與評(píng)定。
條文說明
除了對(duì)壓實(shí)度進(jìn)行檢測與控制外,對(duì)達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高的路基剛度特性進(jìn)行檢測與評(píng)定是必
需做的一項(xiàng)工作?,F(xiàn)行部頒行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范一直是通過對(duì)彎沉的檢控來評(píng)定路基剛度性能的,
本指南遵從并保留這一做法;但考慮到是路基回彈模量而非回彈彎沉為進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)
選用的一個(gè)來自路基的設(shè)計(jì)參數(shù),因此,直接對(duì)路基回彈模量進(jìn)行檢控來得更加合理;況且,
在對(duì)回彈彎沉進(jìn)行評(píng)定時(shí),一個(gè)十分關(guān)鍵的問題是如何準(zhǔn)確地確定驗(yàn)收彎沉值—這直接關(guān)系
到得出什么樣的評(píng)定結(jié)論。而驗(yàn)收彎沉值的確定,一方面,現(xiàn)行《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》
(JTG/D50)給出了理論計(jì)算方法;另一方面,現(xiàn)行《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》(JTG/F20
—2015)保留了過去用經(jīng)驗(yàn)公式確定的方法。這兩種方法不僅計(jì)算原理不同,而且確定的驗(yàn)
-18-
收回彈彎沉值差別也較大。這給實(shí)際工程應(yīng)用帶來一定困惑。因此,本指南也給出了以承載
板測回彈模量直接對(duì)路基剛度特性進(jìn)行檢控的思想,可避免上述問題;同時(shí),過往工程中通
過對(duì)承載板測回彈模量的檢測與評(píng)定能實(shí)現(xiàn)對(duì)路基剛度特性的有效掌控這一做法,也給本指
南的這個(gè)思路提供了經(jīng)驗(yàn)性支持。
6.2施工過程質(zhì)量控制
6.2.1填石路堤施工過程中每一壓實(shí)層,應(yīng)采用試驗(yàn)路段確定的壓實(shí)能級(jí)、壓實(shí)工藝流程、
工藝參數(shù)及壓實(shí)遍數(shù)等控制,壓實(shí)質(zhì)量可采用沉降差指標(biāo)進(jìn)行檢測;當(dāng)較細(xì)填料為石料時(shí),
宜進(jìn)行沉降差和適當(dāng)頻率的石料孔隙率檢測,實(shí)行聯(lián)合控制。
條文說明
該條款前半句引自現(xiàn)行《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/T3610—2019)。按照該規(guī)范
給出的定義,填石路堤為用粒徑大于40mm且含量超過70%的石料填筑的路堤。該定義未對(duì)
粒徑小于40mm的較細(xì)填料材質(zhì)做特別要求;因此,不管較細(xì)填料是石料還是土質(zhì),用沉降
差控制壓實(shí)質(zhì)量可作為一種基本的通用方法。
當(dāng)較細(xì)填料為小粒徑石料時(shí),則可測算石料孔隙率。用沉降差與孔隙率來聯(lián)合控制施工
過程中每一壓實(shí)層的壓實(shí)質(zhì)量無疑是一種更為嚴(yán)格的要求,這樣可避免沉降差滿要求而孔隙
率過大的情況發(fā)生;但現(xiàn)場石料孔隙率試驗(yàn)操作畢竟較為繁瑣,測試效率低,過多的檢測可
能影響施工進(jìn)度,因此對(duì)其檢測頻率可不作要求。當(dāng)較細(xì)填料為土質(zhì)且石料與土質(zhì)用量比例
確定時(shí),為了使土質(zhì)填料對(duì)石料塊體之間的空隙進(jìn)行充分密實(shí)的填充,需對(duì)較大粒徑的石料
孔隙率提出定量要求,盡管這在理論上可以做到,但實(shí)際工程中不便于實(shí)測(特別是較大粒
徑石料時(shí)),因此,對(duì)較細(xì)填料為土質(zhì)的情況,還是通過沉降差來控制壓實(shí)質(zhì)量。
6.2.2有條件時(shí)可通過空隙灰度圖像,按照一定的抽檢頻率對(duì)石料孔隙率進(jìn)行快速檢測與
分析,作為施工過程壓實(shí)質(zhì)量控制的一種輔助手段。
條文說明
通過挖坑檢測填料密度計(jì)算石料孔隙率的方法效率較低,為此提出了空隙灰度圖像識(shí)別
技術(shù),作為孔隙率檢測的快速手段。填石路堤縱向壓實(shí)圖像采集頻率應(yīng)至少為每50m選擇1
個(gè)橫斷面,每個(gè)橫斷面上應(yīng)至少取3個(gè)點(diǎn)進(jìn)行壓實(shí)狀況圖像采集和識(shí)別檢測;圖像采集應(yīng)采
用專業(yè)設(shè)備,圖像格式宜包含JPEG、TIFF、RAW、BMP、GIF、PNG等,圖像分辨率宜高于640
×480;采集過程中應(yīng)保證環(huán)境光線良好。
6.2.3由空隙灰度圖方法分析填石路堤的石料孔隙率時(shí),需基于具體工程的實(shí)測數(shù)據(jù)建立
有效回歸方程進(jìn)行。
條文說明
-19-
壓實(shí)圖像僅能反映填石路堤淺表層而非一定深度范圍內(nèi)的空隙情況,盡管通過成熟的圖
像處理技術(shù)容易確定路堤表層孔隙率和空隙特征分布,但不能將其作為填石路堤石料孔隙率
的結(jié)果。在工程應(yīng)用中,通過現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)處理并提取填石路堤表層孔隙率和空隙分布特征,
利用線性回歸、深度學(xué)習(xí)等方式建立回歸方程,構(gòu)建填石路堤表層孔隙率與內(nèi)部孔隙率之間
的定量關(guān)系,從而準(zhǔn)確預(yù)測填石路堤內(nèi)部孔隙率,實(shí)現(xiàn)對(duì)填石路堤壓實(shí)質(zhì)量的輔助控制。
6.2.4施工過程中,每填筑3m高度宜檢測路基中線及寬度。
6.3施工質(zhì)量驗(yàn)收
6.3.1成型質(zhì)量應(yīng)符合下列要求:
1大粒徑填料應(yīng)不松動(dòng),空隙處應(yīng)使用細(xì)料填充、嵌壓穩(wěn)定,路堤表面無明顯孔洞。
2填石路基邊坡防護(hù)應(yīng)密實(shí)穩(wěn)定、坡面平順。
3應(yīng)按照現(xiàn)行《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(JTGF80/1)要求進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)測,填石
路基成型質(zhì)量應(yīng)符合表6.3.1的規(guī)定。
表6.3.1填石路基成型檢測與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
規(guī)定值或允許偏差
項(xiàng)次檢查項(xiàng)目高速、一級(jí)公檢查方法和頻率
其他公路
路
沉降差≤試驗(yàn)路段確定的
沉降差法:精密水準(zhǔn)儀,每50m測1個(gè)斷
1壓實(shí)質(zhì)量沉降差控制值,且孔隙率滿
面,每個(gè)斷面測5點(diǎn)。
足設(shè)計(jì)要求
2彎沉(0.01㎜)≤設(shè)計(jì)驗(yàn)收彎沉值依據(jù)JTGF80/1附錄J進(jìn)行。
3縱斷高程(㎜)+10,-20+10,-30水準(zhǔn)儀:中線位置每200m測2點(diǎn)
全站儀:每200m測2點(diǎn),彎道加HY、YH
4中線偏位(㎜)≤50≤100
兩點(diǎn)
5寬度(㎜)滿足設(shè)計(jì)要求尺量:每200m測4處
6平整度(㎜)≤20≤303m直尺:每200m測2處×5尺
7橫坡(%)±0.3±0.5水準(zhǔn)儀:每200m測2個(gè)斷面
8邊坡坡度、平順度滿足設(shè)計(jì)要求尺量:每200m測4點(diǎn)
6.3.2以便攜式FWD、貝克曼梁進(jìn)行回彈彎沉檢測與評(píng)定時(shí),應(yīng)通過具體工程的實(shí)測數(shù)
據(jù)建立回彈彎沉與車載式FWD測試結(jié)果之間的有效回歸方程,合理確定相應(yīng)的驗(yàn)收回彈彎
沉值。
條文說明
現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范采用車載式FWD作為驗(yàn)收的標(biāo)準(zhǔn)測試手段,其驗(yàn)收值可由瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)
范給出的計(jì)算公式得到。與車載式FWD相比,便攜式FWD具有測試簡便高效、成本更低的優(yōu)
點(diǎn),且諸多文獻(xiàn)也研究了其應(yīng)用的可行性,因而本指南將其作為動(dòng)態(tài)彎沉盆的測試手段之一,
-20-
但便攜式FWD測試時(shí)對(duì)路基施加的沖擊荷載較小、影響的路基范圍和產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)回彈變形較
小,因此,其測試值不應(yīng)直接用來評(píng)定路基的剛度特性,需轉(zhuǎn)化為車載式FWD的結(jié)果,這個(gè)
轉(zhuǎn)化需基于實(shí)測對(duì)比數(shù)據(jù)建立的有效回歸方程來實(shí)現(xiàn),即,在正式使用便攜式FWD之前,首
先隨機(jī)選擇足夠多的測點(diǎn)(譬如不少于15組對(duì)比數(shù)據(jù)),獲取兩種FWD的測試結(jié)果進(jìn)行回
歸分析,建立有效回歸方程。
貝克曼梁測得回彈彎沉屬于靜態(tài)彎沉,與車載式FWD的動(dòng)態(tài)回彈彎沉明顯不同,因此也
需要做類似便攜式FWD的準(zhǔn)備工作,建立有效回歸方程。
驗(yàn)收回彈彎沉值的確定還需考慮濕度影響系數(shù)。
6.3.3用自動(dòng)彎沉儀進(jìn)行總彎沉測定時(shí),應(yīng)通過具體工程的實(shí)測數(shù)據(jù)建立總彎沉與車載式
FWD測試結(jié)果之間的有效回歸方程,合理確定驗(yàn)收總彎沉值。
條文說明
除了規(guī)定可用FWD和貝克曼梁對(duì)路基的回彈彎沉進(jìn)行測定外,現(xiàn)行《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)
評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(JTGF80-1-2017)還規(guī)定了可用自動(dòng)彎沉儀對(duì)總彎沉進(jìn)行測量,由于總彎沉與
回彈彎沉不是一碼事,在用自動(dòng)彎沉儀對(duì)總彎沉進(jìn)行規(guī)模化測量前需建立總彎沉與車載式
FWD之間的有效回歸方程,據(jù)此計(jì)算確定驗(yàn)收總彎沉值,驗(yàn)收彎沉值的確定還需考慮濕度影
響系數(shù)。
6.3.4按照現(xiàn)行《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》(JTG3450)中的承載板法對(duì)路基的回彈
模量進(jìn)行檢測,并據(jù)此實(shí)現(xiàn)對(duì)路基剛度特性的評(píng)定。應(yīng)符合下列要求:
1檢測評(píng)定路段的長度為1~3km,單個(gè)車道平均檢測點(diǎn)數(shù)不少于5個(gè)。
條文說明
現(xiàn)場用剛性承載板測路基回彈模量的試驗(yàn)過程較為繁瑣,耗時(shí)較長,較大的檢測頻率會(huì)
帶來較大的工作量,因此規(guī)定了單個(gè)車道平均檢測點(diǎn)數(shù)不少于5個(gè)的要求。
2若測點(diǎn)處路基難以進(jìn)行整平,或整平操作給路基帶來較大損傷時(shí),則承載板可直接放
置在測點(diǎn)處,但需確保承載板底面與測點(diǎn)表面緊密接觸,必要時(shí)撒布少量細(xì)砂填補(bǔ)細(xì)小的凹
坑,并測得測點(diǎn)處路拱傾角。
條文說明
為了排水的需求,路基在施工過程中保持著路拱傾斜面,但根據(jù)回彈模量的計(jì)算原理,
測點(diǎn)應(yīng)處于水平狀態(tài),因此需要整平,并保證承載板與路床之間緊密接觸;但考慮到填石路
基路床區(qū)的材料可能是無機(jī)結(jié)合料處治土或碎石土,與土方路基測點(diǎn)易于整平的情況相比,
對(duì)這些材料的測點(diǎn)進(jìn)行整平相對(duì)不易,而且,實(shí)際檢測中也存在著對(duì)測點(diǎn)未加整平便直接將
-21-
承載板放置于路基的情況,鑒于此,本指南允許該種做法,但要求測量測點(diǎn)處路拱傾角以供
計(jì)算回彈模量使用。
3測點(diǎn)回彈模量的計(jì)算宜按式(6.3.4-1)進(jìn)行:
πD(12)1
0()
E0i6.3.4-1
4Bcosi
式中:—第(,,…,)測點(diǎn)的回彈模量,;
E0iii=12nMPa
—回歸直線斜率,0.01mm/MPa,即,在橫坐標(biāo)為分級(jí)荷載、縱坐標(biāo)為豎直方向
Bpj
計(jì)算回彈變形的坐標(biāo)系中,通過對(duì)諸多呈線性分布的散點(diǎn)(,)(,,…,
LjpjLjj=12
N,N為最多的分級(jí)加載次數(shù))進(jìn)行線性回歸分析得到;
—第測點(diǎn)處承載板的實(shí)測路拱傾角;
ii
—泊松比;
0
D—承載板的直徑,為0.3m。
條文說明
關(guān)于回彈模量的計(jì)算,現(xiàn)行《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》(JTG3450)中給出了明確
的計(jì)算公式,公式中涉及回彈變形的代入問題,而這又與坐標(biāo)原點(diǎn)的修正有關(guān),但規(guī)程給出
的修正方法會(huì)導(dǎo)致技術(shù)人員發(fā)生一定的主觀隨意性,由此能造成利用同樣的測量數(shù)據(jù),不同
的人卻可能得出不同回彈模量計(jì)算結(jié)果的情況。鑒于此,文獻(xiàn)《承載板測土基回彈模量關(guān)鍵
技術(shù)分析與新計(jì)算方法》(《中國公路學(xué)報(bào)》2014年第一期)就坐標(biāo)原點(diǎn)等問題進(jìn)行了深
入分析,給出了測點(diǎn)回彈模量的新計(jì)算公式,新公式的優(yōu)點(diǎn)在于無需再額外考慮坐標(biāo)原點(diǎn)的
修正問題,計(jì)算簡便高效,結(jié)果唯一,即只要對(duì)原坐標(biāo)系中的散點(diǎn)進(jìn)行線性擬合,將回歸直
線斜率代入新公式即可得到正確的結(jié)果。
基于上述文獻(xiàn),考慮到路拱存在的情況,做類似的理論分析即可得到式(6.3.4-1)。
當(dāng)然,測算表明,路拱橫坡為2.5%時(shí),修正系數(shù)()為1.0003,即使超高橫坡為
1/cosi
8%,其修正系數(shù)也僅為1.0032,因此,通常的路拱水平下,認(rèn)為可滿足工程精度
1/cosi1
要求,式(6.3.4-1)中的cosi就可以拿掉,但為了精準(zhǔn)表達(dá)以體現(xiàn)路拱的存在,式中保
留了cosi項(xiàng)。
4檢測路段回彈模量代表值按式(3)計(jì)算:
S
()
E代=E0t(n1)6.3.4-2
n
n
式中:—檢測路段的回彈模量算術(shù)平均值,,;
E0E0E0iMPa
i1
-22-
—檢測路段回彈模量算術(shù)平均值的單側(cè)置信區(qū)間置信下限或代表值,;
E代MPa
t(n1)—t分布表中與自由度(測點(diǎn)數(shù))、置信水平有關(guān)的系數(shù);高速公路、一
級(jí)路,取0.05,其他等級(jí)公路為0.10;
S—回彈模量樣本的標(biāo)準(zhǔn)差,MPa。
5回彈模量的代表值應(yīng)滿足式(4)的要求。
()
E代k1Ec6.3.4-3
式中:—平衡濕度狀態(tài)下路床區(qū)頂面承載板測回彈模量驗(yàn)收值,;
EcMPa
—模量濕度影響系數(shù),根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確定。
k1
6平衡濕度狀態(tài)下路床區(qū)頂面承載板測回彈模量驗(yàn)收值可根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確定;當(dāng)無經(jīng)驗(yàn)
時(shí),通過具體工程的實(shí)測數(shù)據(jù),建立承載板測
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