[发明专利]风积沙路基的干法施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及铁路路基、公路路基的施工方法，尤其涉及在沙漠地区用风积沙作为主要填料填筑路基的施工方法。

背景技术

为了满足经济建设的需求，高速铁路及高等级公路得到了大力发展，在沙漠地区修筑铁路及公路也就成为现实的需要。当填筑路基的填料为普通的粘性土时，一般采用标准击实和最优含水量作为施工中控制的压实参数，通过检测达到标准要求即可。

而在沙漠地区修筑路基，如果要采用普通的粘性土，就需从远处运输，不但取土困难，而且会大大提高工程造价和延长施工工期。本着就地取材，降低工程造价的原则，填筑路基的主要填料当然最好能采用可就地取材的风积沙。

由于风积沙在天然条件下呈松散状态，粘聚力基本为0，抗剪性能差及剪涨现象，因此，用风积沙作为填筑路基的主要填料时存在着两个困难：

一是不易压实。风积沙的压实一般采用振动压实的方法，在压力不足或者激振力不够，则压实效果不佳，无法达到设计要求；而由于风积沙还存在着剪涨现象，在振动压实时，过大的激振力或者过长的激振力作用时间，不但密实度不会增加，使风积沙更加松散，如果是颗粒粒径分布不匀的风积沙，还会出现大颗粒处于下层、小颗粒处于上层的分层现象，这是路基施工中不允许发生的；另外，对风积沙路基进行碾压时，压力过大或者遍数过多时，都会使风积沙又恢复到松散状态。

二是稳定性差。即便风积沙路基经振动压实后满足了设计要求，其表层仍然对外力作用有很高的反映和灵敏度，即便施工机械在路基表面行走，也会使其重回松散状态，且路基易受到沙漠风暴的侵蚀，路基的稳定性差。

国内外对风积沙早有研究，但国外的研究主要集中在类似于风积沙的细砂的工程特性方面，应用于路基及路面底基层。国内沙漠地区修筑的铁路及高等级公路，普遍应用风积沙修建路基，并对沙漠风积沙的工程特性开展了一定的研究，但主要研究的是湿法施工技术，对风积沙的干法施工技术、压实工艺、施工方法、质量检测和控制等，现在尚无标准和规范。

目前采用的湿法施工方法，主要是在施工过程中洒水，使得风积沙含水量达到最优含水量，增加风积沙的粘聚力，便于振动压实及保持其稳定性。

风积沙路基采用湿法施工方法的缺点在于：在严重缺水的地方，使用了珍贵的资源——水。这不但增加了工程的造价，还给当地的环境造成一定的压力。因此，在严重缺水的沙漠地区，不适宜采用湿法施工方法。

发明内容

本发明的目的在于提供风积沙路基的干法施工方法。该方法通过选取适当的振动频率和振幅，合理的振动时间，在恰当压力下，用振动压实机械对铺设在路基上的自然状态的风积沙实施振动碾压，使振动压实后的路基强度达到设计要求；该方法还采用一层风积沙、一层碎石土的方法，以及最后用粘土或砂砾对路基进行全封闭的方法，来避免施工扰动和风蚀并保证路基的整体稳定性。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

风积沙路基的干法施工方法的工作原理：

振动碾压风积沙，会在风积沙内产生振动冲击，使其颗粒由初始的静止状态过渡到运动状态，颗粒之间的摩擦力也由初始的静摩擦状态进入动摩擦状态。风积沙在有一定含水量的情况下，如果含水量接近最优含水量，材料中的水分的离析作用，使材料颗粒的外层包围一层水膜，形成了颗粒运动的润滑剂，假粘聚力消失，为颗粒的运动提供了十分有利的条件，容易使其振密。当含水量较低，颗粒周围的水分子数量不足以在其颗粒外层包裹一层水膜，由于毛细作用产生的吸力，颗粒间假粘聚力发挥作用，妨碍颗粒间的相互错动填塞孔隙，要将其压实需要克服该假粘聚力，则不易压实。当风积沙在完全干燥状态下，颗粒间不存在假性粘聚力，其颗粒在振动荷载作用下容易产生位移，而重新排列。由此可见，用风积沙作为路基填料时，自然风干状态和达到最优含水量时都可以得到较大的密实度。