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1、浅谈风积沙路基的特性及质量控制办法摘要:通过对风积沙物理力学特性的分析,确定风积沙的最大干密度和风积沙路基的施工方法及质量控制办法。关键词:风积沙;路基;力学;特性;工艺;流程;质量;控制 在我国西部有较大沙漠干燥地区,由于沙区路基的施工技术在我国并不完善,所以施工中存在着较大的难度。以下就风积沙路基的施工结合内蒙古省际通道锡盟段风积沙路基的施工情况浅谈笔者的一些看法。1 风积沙的物理力学特性风积沙(级配不良砂)主要分布于风蚀地形中的风蚀洼地,沙丘起伏较大,呈灰白,土黄色,由长石英组成,分选性及磨圆度较好。1.1 风积沙的形成冬季干燥,夏季
2、炎热少雨是沙漠形成的气候条件。这些沙层在末次冰川期大都成为流动沙漠,其后由于人为的乱砍滥伐,加之牲畜过度采食、践踏,当植被不足以保护地面时,沙子在风力作用下开始流动,最初为斑点状,逐渐连成片,成为大片流沙,在风力作用下,形成风积沙丘。1.2 风积沙的物理力学性质1.2.1 自然状态下的容重风积沙容重值一般为1.4g/cm3,湿容重大约为1.5g/cm3。由于沙漠形成时的筛选作用,在同层砂粒中,由上到下随着深度的增加其容重有所减小,因而天然容重与干容重相差无几。1.2.2 压实状态下的密度由于风积沙的密度变化范围不大,故由松散状态到密实状态的压
3、实过程较短。压实后风积沙的最大干密度一般可以达到1.76g/cm3~2.00g/cm3,为天然状态下密度的1.2倍~1.4倍。1.2.3 风积沙的天然含水量风积沙由于常年处在干旱状态下,因此风积沙的天然含水量很低,最低不足1%,最大一般也不超过5%。由于表面蒸发量大,因而水分常积在沙漠层的底部,故而随季节变化沙中的含水量变化不大。1.2.4 风积沙的微粒性风积沙在大多情况下,最大粒径约0.5mm,0.5mm~0.25mm范围内的颗粒含量占30%左右,0.25mm~0.074mm范围内的颗粒含量占68%左右,0.074mm以下颗粒含量占2%左右
4、。沙粒组成级配不良。1.2.5 风积沙的非塑性风积沙的粉黏颗粒含量少,表面活性低,松散无黏聚性,具有明显的非塑性性质。由于它的非塑性,使其成型较困难,且成型后抗剪性能也较差。1.2.6 风积沙的非亲水性风积沙颗粒一般具有非亲水性,即沙粒表面对水几乎没有吸附作用,最大吸水率不足1%,一般都在零附近,沙的滤水作用也十分明显,水在沙层中直接往下渗,使沙漠的沙处于干燥状态。1.2.7 风积沙的非湿陷状态湿陷性是指土颗粒在干燥时具有较强的骨架结构,而遇到水后骨架发生变形崩塌的一种特性,沙的自然结构或压实结构都具有非湿陷性,即沙颗粒遇到水后能保持原有骨架
5、结构性质,水稳性好。1.2.8 风积沙的压实特性由于风积沙无黏聚性,振动压实可以使颗粒重新排列,获得较大的压实度。当沙中含有一定水分,颗粒表面的水膜将产生一定的黏聚力,使阻力增大,这不仅影响颗粒间的位移,而且使颗粒的跳跃减弱,这都将影响沙层的密实。当含水量接近饱和时,沙层中存在大量的受重力影响的自由水,此时,除了振动本身的作用,水也将沿着孔隙向外排出,对沙颗粒也产生一个作用力使其位移,这种综合作用的结果,将使沙层获得较大的压实度。所以,风积沙在干燥和接近饱和状态时可以获得较大的压实度。1.2.9 风积沙的承载比由于风积沙颗粒较细无黏性,在饱水
6、状态下CBR值一般在8%左右。1.2.10 风积沙路基的回弹模量风积沙材料均匀,水稳性好,回弹模量较高,且随季节性变化不大,E0值一般为80MPa~100MPa。2 风积沙最大干密度的确定方法及路基压实标准2.1 风积沙最大干密度的确定方法目前风积沙路基的施工没有成熟的施工方法及施工工艺,为保证风积沙路基的工程质量,必须通过室内风积沙在不同含水量条件下使用表面振动仪法和击实仪方法取得试验数据,在室外通过修筑试验路段,用不同的机具组合进行风积沙路基的压实试验,对室内试验数据进行验证。经验证,用饱水表面振动仪得到的最大干密度与室外试验路段的实际情
7、况比较接近,所以推荐用饱水表面振动仪法确定风积沙的最大干密度。2.2 风积沙路基压实标准3 风积沙路基的施工方法及工艺流程3.1 填方路堤及挖方路堑的施工风积沙路基填方路堤及挖方路堑的施工工艺及方法同一般土方路基施工方法大致相同,不同的是风积沙路基的虚铺厚度控制在小于等于40cm为宜。其次是填料应为纯风积沙,不得夹杂黏土、植物、草皮、树根等杂质,反之必须重新确定最大干密度。3.2 风积沙路基的压实a)风积沙路基的压实机械选择,除满足压实技术要求之外还应根据工程规模、场地大小、压实机械效率等综合因素考虑。应选择在沙漠中能自由行走的前后轮驱动的中
8、型压路机及履带式推土机。b)压实用水应采用水车运水或打井布管道的方法进行洒水,填料表面要打方格,洒水要洒透,即两层填料中间不得留有夹层,含水量要比最大含水量高1%~
