基于动力特性的高速公路路基填筑技术..doc

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1、基于动力特性的高速公路路基填筑技术摘要：通过将路基沉降观测、动力特性分析与路基填筑同步进行，利用路基沉降观测数据和动力特性分析结果进行路基填筑质量控制，并选择施工设备和施工工艺。实践表明：该施工方法可杜绝或有效减少高速公路使用期的路面深陷、深度裂缝及滑坡等病害。关键词：高速公路；动力特性；路基；填筑技术中图分类号：U416.1文献标志码：B。引言高速公路路基施工主要以压实度和弯沉两个指标控制施工质量，但是中国巳修建的许多高速公路压实度和弯沉指标均合格，在使用中仍发生了严重的不均匀沉降，导致路面深陷、深度裂缝及滑坡等。经研究发现，这些病害大多由路基不均匀沉降引起，而在施工中未

2、进行有效的动力特性分析。本文同步进行路基沉降观测、动力特性分析与路基填筑，利用路基沉降观测数据和动力特性分析结果进行路基填筑质量控制，并选择施工设备和施工工艺。实践表明，该施工方法可杜绝或减少高速公路使用期的路面深陷、深度裂缝及滑坡等病害。1路基的动力特性试验1.1路基的动力特性在力学分析中，总是把土作为连续介质看待，但实际上土是由土颗粒构成的土骨架和孔隙中的流体组成。由于土颗粒之间的连结较弱，土骨架并不稳定。当动荷载很小时，土颗粒之间的连结没有遭到破坏；随着动荷载的增大，颗粒之间的连结遭到破坏，当动荷载增大到一定程度时，土颗粒之间的连结儿乎完全破坏，土处于波动状态［1］。

3、1.2试验设备与仪器动力测试所需的动土压力计为丹东三达传感器制造有限公司生产的双膜结构形式的DBY3型应变式土压力传感器；加速度传感器为江苏扬州生产的CAYD系列压电式加速度传感器。数据采集设备是东方振动与噪声技术研究所生产的16通道TNV306D数据采集仪及配套的DASP数据大容量自动采集与处理系统，它可以直接显示并记录加速度时域曲线，并可分析处理出所需加速度的特征值。压路机采用戴纳派克CA612、徐工XS302与中联重科YZ20Eo1.3测试元器件的布置测试元器件的布置如图1所示。土压力计埋设在3个位置，每个位置埋设5个。第一个土压力计位于路基表面下方约20cm深处，向

4、下每隔20~30cni埋设1个。从上至下土压力计的量程分别为：30、05、02、01、007MPao由于加速度传感器不具防水功能，且受潮后不能有效工作，因此加速度计应在测试前数分钟埋设，测试完成后立即取出。1.4压路机作用响应压路机在高频振动工作状态下所测得的路基土压力时程见图2,压路机作用下路基中土压力幅值沿深度分布见图302压路机的选择研究表明，路基压实时，一台高频压路机和一台大激振力压路机配合碾压效果最佳。采用市场上常见的6种压路机各一台进行试验，6台压路机的编号、型号及主要技术参数见表1。2.1选择方法根据动力检测试验，土方施工的极限填土厚度为30cm,所以，可以将

5、30cm定为路基的极限填土厚度。3施工操作要点3.1施工准备施工准备包括确定取土场、布设现场沉降观测点、安装土石方填筑体沉降观测仪和土压力测试仪器等。3.2室内、外试验室内试验项目主要包括天然密度、颗粒比重、天然含水量、液限与塑限、击实试验及颗粒分析等［2］；室外试验项目主要包括回弹模量试验、弯沉值测试、压实度检测、压实与孔隙比关系试验等。2.3上土施工前要先确定压实厚度、松铺厚度（系数）。3.3.1分层压实厚度3.3.2松铺系数确定分层压实层厚度确定后，按照确定的压实工艺和压实遍数进行试验，确定松铺系数。2.3.3±±根据松铺厚度要求，按照运输车辆的容积计算一车土摊铺的面

6、积，在要填土的段落用白灰打方格，一个方格一车土。3.4整平施工段落每个方格上齐土后，用平地机进行整平，并测量松铺厚度，对松铺厚度不足的地方进行调整，直至全部合格。3.5含水量检测碾压前先对整平的段落进行含水量检测，当含水量处于最佳含水量土2%时进行下一道工序碾压；当含水量大于最佳含水量土2%时，要晾晒整平段落，待含水量处于最佳含水量时再碾压；当含水量小于最佳含水量±2%时要对整平段落洒水处理，待含水量处于最佳含水量±2%时再碾压。3.6碾压施工前要先确定压实工艺及压实遍数。3.6.1压实工艺选定3台压路机，制定9种碾压工艺，均压实10遍，不同压实遍数的压实工艺见表3,压实度

7、检测结果见图60由图6可知，方案3为最优工艺。方案3碾压到第五遍时已达到规定的压实度要求（96%）,其他方案碾压到第七遍时才达到压实度要求，所以方案3为确定的碾压工艺。3.6.3碾压方式经试验，总结出对于高速公路路基碾压方式为：压路机静压1遍；高频压路机与大吨位压路机高频低幅与低频高幅交替碾压6遍；压路机静压1遍；26t轮胎压路机光面1〜2遍。3.7压实度检测压实度检测采用灌砂法，检测频率按相关规范的规定进行。当压实度检测结果不能满足规定的要求时，要进行原因分析，首先要进行击实标准检核，如果是土质发生了变化，采用新