秦沈客运专线作为我国第一条高速铁路试验段,技术标准较高 , 路基要求采用强化的基床结构,基床表层厚 0.6m, 底层厚度 1.9m, 使用级配碎石作为基床底层及表层的填料 , 其主要技术指标颗料级配符合 D15<4d85 , 压实度控制指标为地基系数K30 ﹥150MPa/m, 孔隙率 n'<28%。 为此施工前及施工期间进行了材料性能试验及填筑工艺试验,以保证高速铁路的工程质量。
1 选材
基床填料采用级配碎石,对确保高速铁路路基的质量起着至关重要的作用,但限于料源困难, A7标段没有全部采用碎石,而是根据标段内干涸河床众多的实际情况,决定选用河卵石作原料。而基床对材料强度要求高,集料中若软弱颗粒含量多在压实过程中被压碎,破坏了集料级配,影响集料能够达到的密实度和强度。为此我们在施工前 , 对沿线附近的河卵石进行取样筛分等试验。
从粒料强度上看,由于细颗粒对自由水的吸附性强,含水率大 , 含水率直接影响集料的粉碎筛分生产,不是很好分离,因此,小于 10mm 的颗粒不宜多。从耗能上看 ,10～40mm颗粒需有一定比例。综合考虑材料质量及运距等最后选定采用苑家屯河滩卵石。粉碎筛分生产分别采用30mm、20mm 及5mm 的筛孔。由于5mm以下颗粒筛除作业困难,根据多次试筛后,将5mm筛孔改为8mm 较合适。为此按《新建时速200km客货共线铁路设计暂行规定》 , 生产出四种单粒径材料进行级配组成设计,四种单粒径材料主要指标见表 3 。
2 配比设计
因基床表层比基床底层对粒料级配要求更严格,故试验主要针对基床表层进行级配设计。按矿质混合料设计原理 , 做出几种方案进行相关试验( 指标以击实最大干密度为主 )。室内筛分后绘制级配曲线,几种级配碎石与下承层和上层道碴之间都满足 D15<4d85. 可以看出,组分多的3号、4号效果较好,击实密度高,含水量控制在5%～6%。
3 路基填筑
(1) 首先根据设计的配合比,换算成施工配合比进行混合料生产。在混合料的生产中,根据各料斗皮带每转所输出碎石质量、集料的含水率将设计配合比换算成相应的转速。考虑到细集料含水后的成拱现象,可用大锤敲击料斗或在料斗外壁设一破拱装置, 以保证配比的准确性。
(2) 进行填筑试验段施工,通过试验段,得出松铺厚度、松铺系数、最佳碾压顺序及压实方式,确定碾压行走速度 , 以求得最佳级配比。
(3) 得出的施工控制参数为松铺系数 1.15, 松铺厚度 35cm。
(4) 采用YZT25拖式振动压路机压实,碾压顺序为:静压2遍—弱振2遍—强振l 遍— 弱振 2 遍—收光。静压速度控制在4～6km/h,强振速度1～2km/h, 弱振速度 2～4km/h 。混合料含水率控制在5%～8% 。
4 质量检验
采用核子湿密度仪和灌砂法检测级配碎石的密度及含水量,K30平板荷载仪检测地基系数 k30值 , 以颗粒间孔隙率 n' 和地基系数k30。两项指标综合控制压实质量。
5 填筑中应注意的几个问题及解决办法
(1) 级配碎石含水量偏大时 ,K 到不易达到规定值 , 填料应晾晒一段时间 ( 约3～5d) 后 , 可以达到要求。
(2) 在现场碾压中 , 由于多种原因 , 会发生集料离析现象 , 此时除根据情况拌匀填料外 , 还应添加所缺填料。总之 , 施工中应严格控制级配。
(3) 需定期对拌合站拌和的混合料抽查进行筛分试验 , 以保证拌和的混合料质量 , 保持在设计理论配合比允许的误差范围内。
6 结束语
秦沈客运专线 A7 标段路基施工完成后 , 经过 半年的沉降、稳定后 , 即铺轨并试通车时 , 路基状况质量良好。实践证明 , 做好原材料质量及施工过程控制 , 是保证路基填筑质量的关键。
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