哈大鐵路路基過渡段級(jí)配碎石配合比設(shè)計(jì)與現(xiàn)場檢測(cè)

哈大鐵路路基過渡段級(jí)配碎石配合比設(shè)計(jì)與現(xiàn)場檢測(cè)摘要：通過分析路基過渡段級(jí)配碎石配合比設(shè)計(jì)，加強(qiáng)現(xiàn)場施工控制，多個(gè)檢測(cè)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(diǎn)，贏得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)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(duì)于保證施工質(zhì)量提出了更嚴(yán)峻的考驗(yàn)。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(dòng)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(jì)、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(cè)方法，確保填筑質(zhì)量。填料使用摻加5%P.O42.5水泥的級(jí)配碎石；現(xiàn)場檢測(cè)項(xiàng)目孔隙率n、動(dòng)態(tài)變形模量Evd、靜態(tài)變形模量Ev2、地基系數(shù)K30、壓實(shí)系數(shù)K，五項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)必須同時(shí)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(jì)2.1填料技術(shù)要求填料的選取上依據(jù)《客運(yùn)專線鐵路路基工程施工質(zhì)量驗(yàn)收補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)》（鐵建設(shè)[2005]160號(hào)），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(hào)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(jí)配碎石碎石碎石級(jí)配范圍應(yīng)符合表1的規(guī)定：表1過渡段用碎石級(jí)配范圍絞級(jí)配編號(hào)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(jià)-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(jì)2.2.1級(jí)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(shí)度，而且要求級(jí)配合理。根據(jù)表1碎石的級(jí)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(hào)2為級(jí)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(duì)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(yùn)坊笛肺跟問莖塔拍阻愉青乒40無100光100堅(jiān)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(jí)配計(jì)算在配合比設(shè)計(jì)中，可以采用計(jì)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(lì)，喇1蟲0點(diǎn)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(jì)算法舅計(jì)算的結(jié)果較肢為精確，但是駝解籃8坦個(gè)不等式方程乏，需要使用線揭性回歸構(gòu)分析，計(jì)算過辯程復(fù)雜，在試向驗(yàn)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(jì)。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(duì)上作出輝圖比1慈所示任意大小亦的長方形并連頌接對(duì)角命線遙O康O此’塔,稀此線即表示標(biāo)突準(zhǔn)級(jí)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(duì)災(zāi)角古線木O恩O楚’容相交，再從交流點(diǎn)作垂線與橫牙軸相交，交點(diǎn)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(jí)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(duì)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(diǎn)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(shí)：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(yàn)證級(jí)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(yáng)，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(yàn)證該配蛋合比符合級(jí)配辰編鬧號(hào)甲2垃的要求尋表室3短級(jí)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(yàn)進(jìn)行濕檢測(cè)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(diǎn)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(yàn)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(jì)；亂3炮現(xiàn)場檢測(cè)技術(shù)仗參數(shù)的確定遍3.松1然、摸級(jí)配碎石密度殺的測(cè)定栽慨測(cè)定們填料捷最大干密度及鏈最佳含水量，蠶用以在計(jì)算壓實(shí)系數(shù)往的控制泥采用擊實(shí)法測(cè)豈定茄，沸最大粒徑緒40mm堂，采用襖重讓3為型試驗(yàn)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(gè)試樣，每個(gè)鳥試驗(yàn)按陣6kg獨(dú)計(jì)，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(gè)試樣拌合連均勻后鄰，選悶卸2~4嫩h狼，按每個(gè)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(shí)婚試驗(yàn)，緩要求遇在逗2疼h界內(nèi)完成，避免顫時(shí)間過長水泥奏凝結(jié)算，而影響試驗(yàn)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(duì)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(bào)控制厚在勝4%~6方%棄之間。句帽測(cè)定顆粒密度伶，用以計(jì)算孔別隙率呀依據(jù)鐵路工程才土工試驗(yàn)規(guī)程鐮（顆粒密度試鞋驗(yàn)）。粒徑小碰于樸5mm躬的用量瓶法測(cè)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(shì)5mm艙的顆粒計(jì)算，此不單獨(dú)計(jì)算秒；一般土的顆同粒密度應(yīng)采用妨純水測(cè)定，因于含有水泥才采燙用中性液體（伸如煤油）測(cè)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(cè)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(jì)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(jì)算至影0.01g瘡/cm死3爭；評(píng)ρ竿1滑，太ρ腎2梨—運(yùn)—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(jí)配碎石拌合爽的控制要點(diǎn)側(cè)(堅(jiān)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(yùn)蘭轉(zhuǎn)；奴(頑2)川每種規(guī)格的碎酷石都單獨(dú)存放趨，搭設(shè)遮雨棚代；哭拌合前測(cè)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(jí)配碎石的級(jí)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(shí)調(diào)整衫配合比，以保餃證級(jí)配碎石良析好的級(jí)配。鞏(族4)醉要嚴(yán)格控制好篩級(jí)配碎石的含栗水量，哀隨時(shí)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(yùn)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(yùn)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(yùn)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(yàn)段試驗(yàn)厚走過渡段逐檢測(cè)項(xiàng)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(hào)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(cè)項(xiàng)目記項(xiàng)目光地基系迎數(shù)殼K非30跌動(dòng)態(tài)變形反模量奪Evd諸靜態(tài)變形統(tǒng)模量腸Ev2鳴壓實(shí)系客數(shù)鄰K脈孔隙率為n刊壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)愉≥祝150猶≥冊(cè)80造≥腫50帽≥捎0.95固＜噸28護(hù)擦試驗(yàn)段的確定錫按施工工藝流安程作試驗(yàn)段，始來確定旱碾壓遍數(shù)，偶松鋪系數(shù)招及最佳檢測(cè)時(shí)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(shí)厚玉度不宜超過湯30cm各，最小壓實(shí)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(cè)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(cè)，啟檢測(cè)項(xiàng)目含水澆率紀(jì)、孔隙率、動(dòng)棍態(tài)變形模趕量德E巧VD哈、靜態(tài)變形模計(jì)量棒EV臣2血、地基系賽數(shù)萄K鎖30暗；如檢測(cè)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(yàn)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(cái)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(chǔ)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(cè)時(shí)間能夠已縮短施工周期怒，為總工期節(jié)筒約時(shí)間。詠加入水泥的級(jí)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(cè)，如果救攤鋪時(shí)間過長襯，超過水泥的早初凝時(shí)間，塘不利于混合料柳的板結(jié)；碾壓哈時(shí)間過長，超島過了水泥的終伏凝時(shí)間，反而賞會(huì)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(cè)試陪驗(yàn)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(jí)配碎石質(zhì)中水泥用量懶，利包用怖EDTA館滴定試驗(yàn)，測(cè)癥定施工級(jí)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(cè)嬌4.1境填料控制援從原材料抓起帖，加大對(duì)原材既料的抽檢頻率勢(shì)，確保原材料講合格。驢每冰2000m憲3芳抽樣檢驗(yàn)顆粒概級(jí)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(yàn)?zāi)?研組。每次拌合國級(jí)配碎石，旗取樣進(jìn)行顆粒擴(kuò)分析龍，如果超出屋級(jí)配周范圍，應(yīng)分析揮原因，及時(shí)調(diào)灶整配合比，以虹保證級(jí)配碎石禮良好的級(jí)配。累4.絞2霸分層厚度控制壓通過實(shí)驗(yàn)可知焰，過渡段級(jí)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(shí)試驗(yàn)的最佳州含水享率健ω評(píng)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(shí)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(shí)度反爛而會(huì)下降，所耗以要使路基填借制密實(shí)，必須介控制好現(xiàn)場填嶄料的含水率。裙在級(jí)配碎石的纖加工過程中，蠻不間斷的測(cè)定還含水率，控制疼在協(xié)4%~6歲%壟，確保級(jí)配碎閘石填料的現(xiàn)場上施工性券能億。儲(chǔ)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(yàn)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(shí)間、黎松鋪厚度。土因?yàn)樵诩?jí)配碎渣石里摻入匠了凳5頂%蠟的戚P