廣西《公路填石路基技術規范》編制說明_第1頁
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文檔簡介

廣西地方標準《公路填石路基技術規范》(征求意見稿)編制說明項目來源根據《廣西壯族自治區市場監管局關于下達2020年第二批廣西地方標準制定項目計劃的通知》桂市監函﹝2020﹞1832精神,由廣西壯族自治區交通運輸廳提出,廣西交科集團有限公司、廣西桂山高速公路有限公司、廣西北投吳圩機場至大塘高速公路建設指揮部共同起草的廣西地方標準《公路填石路基技術規范》。項目背景及目的意義廣西地區山嶺連綿、嶺谷相間,四周多被山地、高原環繞。因此廣西地區的公路建設挖填方量巨大。為充分利用資源、降低工程造價,路基修筑需要用碎石、塊石作為填方材料。填石路基能夠充分利用挖方石料,減小廢棄,節約投資。但是自治區區內對填石路基研究起步較晚,修筑技術尚未成熟,現行公路設計施工規范中,許多條文是借鑒填土路基,存在諸多不完善之外,特別是在有關質量控制和檢驗方法方面過于籠統,有的參數偏于保守,難以適應日益增長的山區高公路建設需要。現有填石路基設計、施工及質量控制規范大都建立在細粒土基礎上,對填石路基結構、攤鋪碾壓、壓實質量控制標準和檢測手段等方面,沒有明確規定,比較籠統,難以適應大規模填石路基建設需要,特別是路基的強度、剛度和水穩性完全取決于填料間相互嵌鎖擠緊的程度,若結構不合理、施工工藝和質量控制不好,在路基和路面的重力及行車荷載的作用下,加上外界如雨水作用,石料有可能被擠碎,重新排列、擠密、產生局部沉陷、開裂等不均勻變形,甚至造成坍滑破壞。所以有必要以廣西地區填石路基的施工經驗為基礎,開展填石路基關鍵技術研究,提出適用于廣西地區的公路填石路基施工技術規范,為填石路基的設計施工提供科學依據。國外對于填石路基技術進行了大量的研究。美國、英國、澳大利亞、日本等國家先后對填料路基的填料特性、施工工藝進行了詳細的研究和規定。我國的公路填料路基修建始于上世紀80至90年代中期,近幾年來國內許多公路設計、施工、監理單位在填石路基的施工、檢測方面做了大量的工作,通過工程實踐與試驗研究總結出了一些經驗,取得了一定的成果。例如京珠高速公路粵北段、晉焦高速公路、江西昌廈一級公路福建福泉高速公路等工程。總體來說,國內對填石路基的研究起步較晚,對填石路基施工工藝沒有較為系統和完善的施工經驗,同時這些經驗也缺少一定的理論指導和支持,現行公路設計施工規范中許多條文是借鑒填土路基和土石混填而來的,或者是取自水利、鐵路工程施工經驗,尚存在諸多不完善之處,而且對于施工工藝的要求過于簡單,沒有定量的技術指標,缺少現場指導性,同時現場施工工序尚未成熟,還沒有形成較為統一、完善的技術要求。隨著廣西公路建設的快速發展,處理因山區地形特征產生的石質棄方和借方填筑問題日益突出,為了充分利用資源,加速工程進度和降低工程造價,填石路堤的形式在實際的工程實踐中被廣泛應用。我區在填石路堤生產實踐和科研成果上都積累了豐富的經驗,如由貴州省公路工程總公司聯合長沙理工大學、湖南省交通規劃勘察設計院和廣西區交科集團有限公司聯合完成的交通部西部交通建設科技項目“巖溶地區公路建設成套技術研究與應用”。該課題針對我國巖溶地區公路基礎設計與施工技術研究相對薄弱的問題,從系統科學的角度出發,運用先進的理論與方法,對巖溶地區修筑高等級公路中巖溶地區路基穩定性、巖溶地區公路填石路堤修筑幾個方面分別進行綜合研究,為巖溶地區公路基礎設計和施工提供指導。此后,基于此又形成了《巖溶地區公路基礎設計與施工技術指南》、《巖溶地區高等級公路建設關鍵技術研究》、《喀斯特地區典型示范工程成套技術管理研究》等成果。從效果上看,目前我自治區在填石路基工程技術方面已取得長足進展,技術成熟度較高,但仍不乏部分山區公路施工中工程相關技術人員經驗不足、認識不夠,也缺乏相關技術指導。因此,考慮未來幾年填石路基應用的巨大需求,系統性的總結已經取得的成果,重點關注填石路基應用關鍵技術,形成規范性要求,對后續的工程施工進行指導,同時也有利于技術的積累和進一步創新提高。本規范制定將緊密圍繞廣西公路建設施工現狀及發展情況,基于國家及行業現行有關技術規范基本要求,在總結工程實踐經驗的基礎上,細化完善填石路基的設計要點和施工技術,加入軟質巖在填石路基中的應用注意事項、特殊填石路基的處治技術等內容,并提出基于路基沉降率的施工質量控制方法,從路基填料工程性能、設計要點、施工工藝及質量控制等方面提高公路填石路基的建設質量和穩定性,規范了廣西公路填石路基的施工技術,使得工程技術人員們在這些地區公路建設中進行設計與施工時做到有章可循,提高工程建設的質量,節約工程投資,保證山區公路路基工程長期營運的安全穩定性。該技術規范適用于廣西自治區境內各等級公路工程的填石路基工程,也可被國內其它地區參照使用。項目編制過程(一)成立標準編制工作組廣西地方標準《公路填石路基技術規范》項目任務下達后,廣西交科集團有限公司成立了標準編制工作組,制定了標準編寫方案,明確任務職責,確定工作技術路線,開展標準研制工作,具體標準編制工作由廣西桂山高速公路有限公司、南寧機場吳圩至大塘高速路建設指揮部相關人員配合。本標準負責起草單位:廣西交科集團有限公司本標準參與起草單位:廣西桂山高速公路有限公司、南寧機場吳圩至大塘高速路建設指揮部本標準主要起草人:張紅波,張仰鵬,趙德新,吳文佐,潘隆武,吳緒浩,古鵬翔,譚繼宗,韋志翔,盧超波,韋世明,鄧家喜,張紅日,熊保林,劉平,周勝波,王彬,尹業豪。(二)收集整理文獻資料編制人員根據任務分工進行了資料收集和調查研究分析工作,一是對國內外與填石路基相關的學術研究、工程實例進行搜集調研,匯總分析當前的研究進展情況。二是對已經完成的采用填石路基的公路路況進行深入調查,掌握填石路基的應用情況,總結經驗。三是對當前正在施工的填石路基工程進行現場調研。根據施工現場的特點,通過理論分析和工程類比,并結合現有的經驗,制定實施性的現場試驗方案,開展現場試驗并指導施工,通過檢測和施工監測,結合理論分析和計算,提出實用技術——通過指導應用和反分析,進一步驗證分析理論和施工方案,形成成套技術,并進行理論提升。四是對即將進行的需要采用填石路基的公路項目進行調研。根據現有工程經驗,對即將進行的項目進行為分析、評價,為下一步的規范研究提供必要的指導和技術支撐標準編制工作組收集了公路填石路基技術相關文獻資料。主要有:JTG/T3610公路路基施工技術規范JTGD30公路路基設計規范(三)研討確定標準主體內容標準編制工作組在對收集的資料進行整理研究之后,標準編制工作組召開了標準編制會議,對標準的整體框架結構進行了研究,并對標準的關鍵性內容進行了初步探討。經過研究,標準的主體內容確定為技術指標、填石路基的設計、施工工藝及施工質量控制。(四)調研、形成征求意見稿為確保標準調研、編制工作的有序開展,項目組根據前期策劃會確定的主要內容,組織相關人員編制了工作大綱及編制大綱并于2019年10月30日召開了大綱評審會,評審會針對大綱共提出16條建議和意見,編制組按照評審專家意見,修改完善的大綱作為項目的工作指導,項目組著手開展了相關調研、試驗及資料收集工作并逐步編寫形成了工作組討論稿。并于2020年1月中旬完成了工作組討論稿,隨后對討論稿進行了會審,根據會審意見修改后形成了征求意見初稿。標準制定原則本標準的編制遵循國家設計與施工相關標準、行業設計與施工相關標準。在充分調研的基礎上,研究和分析了填石路基工程技術的要點難點,從巖石填料的分類工程特性、填石路基的設計要點、施工工藝及質量控制措施等方面對填石路基建設進行規范性要求。同時結合廣西交通運輸行業的發展需求,加入軟質巖石的應用及特殊路基處治注意事項,并提出了更為適用的施工質量控制方法和標準,為我自治區公路填石路基建設提供了理論指導和設計施工依據。經過起草工作組成員討論,確定標準編制遵循以下基本原則:(1)科學性原則分析國內標準體系的現狀和特點,整理國內公路填石路基設計施工關鍵技術研究現狀,尤其是廣西境內已有的和在建的公路填石路基工程專科,對已發布的相關改擴建標準、規范進行梳理、歸納和分類,建立科學、實用、合理的公路填石路基技術規范。(2)承接性原則標準術語與相應國家、國際、行業和地方標準的規定內容相一致,條文未出現自相矛盾的地方。標準技術內容與國家、國際、行業和地方標準兼容,未出現沖突,保證了一致性。標準技術內容中引用其他標準時,已明確指出所引用標準的內容或名稱,增強了標準的可讀性和可操作性。(3)可操作性原則標準的起草充分調研了國內外公路填石路基設計、施工工藝及質量控制措施等研究現狀,征求了高校、公路建設投資、設計院、施工單位等領域的專家意見。編寫組在此基礎上進過反復討論和修改,編制此標準。標準內容針對性強,可操作性高。標準主要內容及依據來源本技術規程的編制遵循國家、行業和廣西壯族自治區現行有關標準的規定。編寫工作組充分調研了國內外及廣西地區填石路基施工重難點,依托廣西地區建成、建設中或即將建設的公路隧道項目進行實踐和研究,總結我區公路填石路基建設經驗,研究廣西地區填石路基的基本設計要求、標準化施工工藝、質量控制措施,重點關注普通填石路基及特殊情況路基的設計注意事項,完善填石路基施工全過程中的工藝細節,提出有效可行的填石路基質量控制方法及標準,精煉總結并形成廣西地區公路填石路基技術規范文件,形成較為成熟的地方標準。廣西地方標準《公路填石路基技術規范》主要章節內容包括:技術指標、填石路基的設計、施工工藝及施工質量控制。1、標準名稱為保證標準的全面性和針對性,計劃申請的標準名稱為“公路填石路基技術規范”。其中“技術規范”包含了公路填石路基建設中設計和施工主要過程中的技術規定,“路基”則涵蓋了普通路基和特殊填石路基。2、范圍本標準適用于廣西壯族自治區境內各等級公路工程的填石路基工程,包括高速公路、一級至四級公路等級的國家公路、省級公路、縣級公路、鄉村公路和專用公路。3、術語和定義本規程涵蓋了公路路基設計規范和公路路基施工規范中的術語和定義。術語中“填石路基”定義選用公路路基設計規范中“顆粒大于40mm、含量超過70%的石料填筑路堤”定義,而非公路路基施工規范中“粒徑大于37.5mm且含量超過總質量70%的石料填筑的路堤”,其原因是考慮設計方便,并結合公路土工試驗規程中的標準土樣篩尺寸后選定的。術語中添加了“沉降率”定義,具體為路基壓實層壓實后表面的壓縮沉降量與壓實前層厚的比值,是本規范基于所提出的控制填石路基壓實質量方法所產生的定義,與以往基于單位時間的沉降速率是不同的。此外,結合填石路基的建設技術特點及本規范的適用范圍,編制組還加入了結構物“三背”回填、過渡層和反濾層等術語定義,具體見規范中。4、總則本規范以保證填石路基建設具有足夠的強度、耐久性和穩定性為原則,對填石路基的石料選擇、設計要點和施工工藝進行規范,并根據國家及行業公路設計及施工相關規范,遵從因地制宜、就地取材原則,并在保證路基質量和穩定性的前提下,鼓勵采用新技術、新工藝、新材料和新設備。4.1隨著我國經濟的快速發展和公路網建設的延伸,山嶺重丘區公路填石路基的道路建設形式得到了更為廣泛的關注和應用。對于填石路基來說,強度和穩定性是其建設的關鍵,而填料的工程性質、路基的基本設計及施工控制措施都是決定填石路基能否安全穩定使用的重要控制因素。本規范的編制明確了石料的分類和技術標準,規范了控制填石路基強度和穩定性的設計要求和施工工藝,并提供了路基沉降率的壓實質量控制方法。4.2填石路基的建設關鍵是強度和變形控制。不同的路基填料及不同的施工環境應制定不同的施工方案,尤其是特殊路基的處治問題,節約資源并保證工程質量是填石路基建設的第一原則。5、填料分類及技術指標第5.1條:以使用強度和穩定性為基礎,根據填石路基的結構、部位差異,需對相應的填料強度、顆粒尺寸及組成等進行規定。第5.2.1條:隨著人們對巖石性能認識的深入,關于填石路基石料的分類也越發細化,尤其是軟質巖石,單軸飽和抗壓強度15~30MPa為較軟巖石,5~15MPa為軟質巖石,低于5MPa為極軟巖石。本規范為與JTGD30-2015公路路基設計規范和JTGF10-2006公路路基施工技術規范中的規定條例相一致,仍選用了原有的巖石分類方式。5.2.2對于飽水抗壓強度高于15MPa的軟質巖石可采用填石路基檢驗與控制標準建設,對于抗壓強度低于15MPa,但CBR大于15%的軟質巖石也可以按照填石路基檢驗與控制標準建設,當CBR小于15%時,應按照正常填土路基的檢驗與控制標準建設,但需滿足不同路基部位及公路等級的性能要求。關于不同部位的巖石適用情況,通常在主要結構部位選用強度較高的硬質、中硬巖石,對于軟質巖石的適用應注意其性能的控制及適用場合。第5.3條:顆粒特征及級配要求填石料有一個比較明顯的特點就是粒徑尺寸比較大,有些粒徑可達數十厘米,個別甚至達到一米的量級,這就決定了其材料性能與土有巨大的區別:1)在材料的角度上來看,作為粒狀材料,堆集料就有可能存在較大較多的孔隙,這就要求填石料作為路基材料級配應為連續級配,才能使得填層可能達到較高的密實程度;2)從機械壓實的角度看,填料的填充與重新排列是使得填料達到較高的密實程度的原因,機械能影響的填層厚度是定量的,從而決定了填石料的最大尺寸。因此,控制填料的最大粒徑、級配要求和不均勻系數對于填石路基的建設質量控制至關重要。本規范中5.3.2、5.3.3和5.3.4關于石料的最大粒徑、級配和不均勻系數為已有路基設計規范和施工規范的基本要求上,結合工程經驗和研究成果,對路基主填區、邊坡、結構物回填等不同部位和特殊路基的適用情況進行細化和完善。對于第5.3.3條,詳細規定了填石路基的顆粒粒徑組成,這是由于不同粒徑組成的碎石填料往往會形成不同的結構類型,進而影響壓實狀態和質量。與一般的道路材料的級配定義不同,填石路基的顆粒組成無法以連續密集的粒徑尺寸進行規定,但幾個重要粒徑的顆粒含量一定程度上決定了路基的壓實質量。查閱國內外研究資料,10%和60%粒徑通過率所對應的控制粒徑尺寸分別為5~20mm和50~200mm,一定程度上決定了碎石填料的壓實特性,因此,本條例以此為原則對碎石填料的級配進行了規定。此外,控制0.074mm以下的粉料含量是考慮到防止細料流失的措施,本標準還對反濾層及過渡層等特殊部位填料的顆粒粒徑組成進行了規定。此外,石料的壓碎性能一定程度影響了填石路基的填料結構,軟質巖石的破碎對于填石路基的穩定性是不利的,本規定以細化率作為指標進行控制。此外,填石料的破碎性是填石路基壓實過程中產生的重要特征,它與填料的抗剪強度以及路基的變形緊緊相連。松散的石塊顆粒在外力作用之后,顆粒之間克服摩擦阻力,彼此移動,互相填充,出現新的排列,孔隙減小,密度增大。隨著施加的外力越來越大,促使顆粒移動、充填的能量愈大,石塊顆粒愈趨密實。當顆粒料密實到一定程度之后,顆粒間的孔隙甚小,達到新的更穩定的應力平衡,石塊內部微小的裂紋在應力作用下擴展、貫通,進而產生破碎,顆粒內部應力平衡被打破,顆粒之間再次互相移動充填,變得更加密實,結構趨于穩定平衡狀態。因此,對于硬質巖石和中硬巖石而言,破碎后細粒增多,提高了強度和穩定性;但軟質巖石的破碎則會產生大塊顆粒,降低不均勻系數,影響路基強度和穩定性。本規定以細化率為40%作為指標進行控制。6、填石路基的設計要求第6.1條:填石路基對地基的承載力、穩定性要求要求比較高,這是因為:1)填石路基的填料比較堅硬且自身密度大,因此自重大;2)填石路基填料之間沒有粘聚力,抗剪強度主要又顆粒間的摩擦力提供,可看作為半剛性,當地基發生較大沉降時,路基內部產生的剪應力將超過極限抗剪強度,發生結構破壞,且破壞作用大。3)填石路基填料間孔隙較大、透水性好,水容易從路面、邊坡等部位滲入基底從而造成不均勻沉降。本規范總結已有研究經驗和研究成果,從地基類型(土質地基、巖石地基)、地基坡度、平鎮都及路基填筑高度等方面的處理技術進行了規定。6.1.2填石路基的填料密度較大,對基底的自重荷載更大。此外,填料間更大的孔隙率也加劇了外界水環境對基底的入侵威脅,因此填石路基的基底承載力要求更高,特別是高填方填石路基,基底的不穩定性增大了路基整體的破壞風險。本規范著重對以10m和20m為分界填筑高度的路基承載力進行了規定。6.1.3考慮到填石路基的均勻性和強度,細粒土地基上修筑填石路基時,應設置一定厚度的過渡層,過渡層的級配也應滿足一定的要求。6.1.4巖石和細粒土混合地基往往由于強度不同,存在承載力差異的現象,因此應加強細粒土部位的強度。6.1.6當填石路基的基底范圍存在地下水浸潤或地表水影響穩定性時,應采取必要的引排、攔截措施或在底部填筑不易風化的片石、砂礫石或塊石等透水性材料設置透水層,及時疏散水分。第6.2條:路基主填區包括下路堤、上路堤、下路床、上路床,是填石路基的主體填筑結構,依據相關標準及規范要求,保證其均勻性和穩定性。其中,路床是路基建設中的關鍵部位,其強度、均勻性和穩定性要求均高于路堤結構,填石路基的路床應分層進行填筑,并嚴格控制石料的級配,還應做好防止細料流失的相關措施。6.2.1細粒土和碎石混雜填筑時,細粒土容易發生遷移,進而增大路基的變形,影響穩定性。6.2.2細粒土禁止作為填石路基下部材料是考慮其易產生過大變形,而作為頂部材料時應采防止細料流失的相關措施。6.2.4路床是路基建設中的關鍵部位,其強度、均勻性和穩定性要求均高于路堤結構,填石路基的路床應分層進行填筑,并嚴格控制石料的級配,還應做好防止細料流失的相關措施。第6.3條:邊坡是保護路基整體結構不受地表水流和氣候變化影響的重要結構,就已建成和正在建設中的填料路基邊坡調研情況來看,邊坡的質量直接影響了路基的強度和變形穩定性。在路基的設計中應對邊坡的施工方式、坡度、碼砌厚度、臺階的設置參數等進行嚴格的規定。6.3.1硬質巖石填料的抗剪強度較高,隨著側向壓力的增加,強度愈發增大,所以硬質巖石路基可采用碼砌邊坡。而軟質石料抗剪強度較低,盡量不宜用于路基填筑,使用時應限制填筑高度,且采用較緩邊坡。6.3.2碼砌邊坡可以有效增加填石路基的穩定性,隨著邊坡碼砌厚度的增大,邊坡的安全系數也隨之增大。第6.4條:本規范依據結構物回填要求和標準對結構物“三背”回彈的相關技術和處治措施進行規定。6.4.1三背回填材料均應是透水性材料或符合設計規定的材料,通常為砂類土或滲水性土。嚴禁使用膨脹土、高液限粘土、腐殖土、鹽漬土等不合格材料,填料中不應含有有機物、草皮、樹根及生活垃圾,填料的粒徑也需嚴格控制。6.4.2為防止臺背回填沉降導致的跳車現象發生,連接處應設置過渡段,并控制好壓實質量。橋臺等重點部位的回填應分層進行,每層松鋪厚度不宜超過15cm,每層達到設計及規范密度后方能進行下一層填筑,橋臺處壓實度要求從填方基底至回填頂面至路床頂面均為98%以上。第6.5條:軟巖路基的填料強度和穩定性尤為關鍵,其強度以承載比評價,穩定性指標則用水化指數和吸水率評價。本規范基于已有研究經驗,對軟質路基在填石路基中的應用事項進行規定。研究表明軟巖路基的建設是不能完全以填石路基的認識和經驗處治的,在廣西桂林至柳州高速公路中,采用碳質頁巖與泥巖近200萬立方,在保證了壓實度和CBR承載比不低于15%的要求下,仍出現了大量的破壞現象。對于軟巖路基來說,壓實度容易達到95%的指標要求,但在95%壓實度下其自身的強度和穩定性并沒有達到最佳,因此應該采用更高的標準。本規范提出固相體積率的控制方法,即建議壓實度在95%的基礎上,上路堤采用98%的壓實標準,相對密度不低于0.85,固相體積率數值不低于0.8。該方法在百羅路和水南路應用中已取得良好的應用效果。固相體積率用下式來表示:(6.1)對于軟巖的壓實控制,百羅路全線大范圍采用固相體積率不小于0.8來評定檢測效果,下表為經整理后某路段的壓實度檢測數據。表1壓實后的現場干密度層次現場干密度(g/cm3)A2.062.042.072.022.052.042.052.042.052.04B2.042.052.062.022.042.022.052.042.042.03C2.022.032.032.042.022.042.022.022.032.04D2.042.052.032.022.032.042.042.062.022.04E2.032.032.032.032.052.072.042.022.052.03表2壓實后的固相體積率層次固相體積率(%)A81.8881.0882.2780.2981.4881.0881.4881.0881.4881.08B81.0881.4881.8880.2981.0880.2981.4881.0881.0880.68C80.2980.6880.6881.0880.2981.0880.2980.2980.6881.08D81.0881.4880.6880.2980.6881.0881.0881.8880.2981.08E80.6880.6880.6880.6881.4882.2781.0880.2981.4880.68表3填層壓實度層次壓實度(%)A96.395.396.794.495.895.395.895.395.895.3B95.395.896.394.495.394.495.895.395.394.9C94.494.994.995.394.495.394.494.494.995.3D95.395.894.994.494.995.395.396.394.495.3E94.994.994.994.995.896.795.394.495.894.9結果表明,現場用灌砂法檢測壓實后的干密度,計算固相體積率值不小于0.8的控制標準是可行的。此外,相關規范指出使用強風化巖石及軟巖填筑時,應按土質路堤施工規定先驗其CBR值是否符合要求,符合要求的按土質路筑堤的技術來施工。但由于軟巖的本身的性質,部分填料本身屬于大粒徑填料,現場最大干密度的檢測很難精確,且有些軟巖填料即使不壓實或很少的壓實,也能達到90%的壓實度,固規范的壓實度的要求偏低,采用固相體積率法則避免了這兩個問題,對路基建筑質量也是一個極大保證。第6.6條、第6.7條:本規范依據公路路基設計規范、公路路基施工規范及相應研究成果,對浸水特殊路基和半填半挖特殊路基的處治事項進行規范性要求,對于浸水路基應重做好基底和進水部位防水工作,重點設置好塊石過渡層和反濾層參數。對于半填半挖路基應則應嚴格選控制填料性能,做好填挖交界處的過渡性處置、橫縱向地基穩定性等因素。第6.8條:根據國家行業路基排水、防水設計標準進行編制。7、填石路基的施工工藝根據調研已有研究經驗,結合已有研究基礎和實際工程,本規范對填石路基的填料開挖運輸、石料的攤鋪、整平與填隙、碾壓、夯實、邊坡施工、結構物“三背”回填及雨季施工等內容進行規定。第7.1條:石料的開挖應注重方法的選擇,并考慮石料的裝運和使用便利性。極軟巖石填料可采用大型推土機開挖,其余強度的巖石填料一般采用爆破開挖。應控制20cm以上的大塊率不多于40%,超過最大粒徑要求的填料應在料源場地解小。硬石料的開挖受爆破的影響比較大,爆破主要受爆破隊伍素質,爆破機械和爆破設計參數的影響,采用先進的潛孔鉆打孔,施工速度和爆破質量明顯提高。關于石料的裝運,應充分考慮石料的自重大問題,在填料裝運、倒料、攤鋪過程中,注意粗細填料的均勻搭配,防止填料離析。7.1.17.1.2除軟質巖石填料采用大型推土機或挖掘機開挖,其余強度巖石填料采用爆破法開挖,開挖時應采用措施控制粒徑大小,減少二次爆破和解小工作量。7.1.3巖石填料的密度較大且較硬,裝料時易砸壞車廂,運輸途中和現場的堅硬石料也會造成論壇損壞,所以運輸碎石的自卸車應配備足夠的備用輪胎。第7.2條:對于石料的攤鋪推薦“漸進式”攤鋪法,這種方法保證大石塊在推土機的作用下,更易獲得更大的動能,所以一般在推動的過程中,在外力及重力的作用下,大塊石料會滾到填層的下部,堆料越高,細集料則會在填料中先漏下來,這樣易于形成連續密實的填料嵌擠結構。攤鋪機械是應采用大功率推土機,大功率推土機在作業效率、填層調整、填層預壓等效果明顯優于小功率的推土機。在攤鋪的過程,最好有液壓炮擊機進行施工配合,隨時打碎超徑填料。此外,依據公路路基施工規范最新要求,填石路基施工中的攤鋪厚度不做要求,應與施工工藝和機械相適應。7.2.1石料的攤鋪阻力較大,應采用大型推土機攤鋪,根據公路路基設計規范(JTGD30-2015)中的要求,不對攤鋪厚度進行具體規定,需與施工工藝和壓實器械相結合,通過試驗路段確定。7.2.37.2.4填料的攤鋪很大程度上決定了路基壓實層的結構類型,進而影響壓實質量。攤鋪中應盡量保證大粒徑碎石間的空隙率較小,攤鋪時推土機的鏟刀與壓實層間距應按照由大到小順序來進行,從而在推送填料中使得粒徑較小的填料先漏下來,而大于粒徑填料被推送至壓實層基底,如此連續形成相對密實的填料嵌擠結構。第7.3條:石料的整平和填隙主要目的是為后續碾壓工序提供良好的工作面。表面細料填補中禁止使用細粒土填充,這是為了防止細粒土遷移導致的路基失穩現象發生。填石路基整平后達到待壓層表面平順,無明顯大石塊露頭,碾壓工作面無多余石料堆放的要求后方可進行碾壓工序。第7.4條:常規碾壓是填石路基施工建設中最重要的步驟,本部分依據現有公路路基施工規范,并總結已有研究經驗和成果進行編制。7.4.1壓實設備對填石路基的壓實效果有決定性作用,工程實踐表明大噸位激振力較大的拖式振動壓路機組合是碾壓的首選,填石路基的機械最好選用18t以上振動壓路機與自行壓路機組合。7.4.3碾壓速度直接影響壓路機對填石路基的壓實質量,碾壓速度越慢碾壓效果越好,但考慮到生產效率,綜合選定3~6km/h,碾壓過程中振動壓路機振幅必須在1.5~2.0mm之間,頻率在25~30Hz。而且碾壓速度開始宜選用慢速,具體施工中,不同的巖性的石料應通過試驗路段確定最合適的碾壓速度。7.4.4碾壓遍數也是影響填石路基壓實質量的重要因素,隨著碾壓遍數的增加,路基填筑體的密度增大,隨著壓實度達到一定程度,填筑體的密度增長率隨著碾壓遍數的增長逐漸變小,放緩甚至降低,因此確定最佳的碾壓遍數對于控制填石路基的壓實質量并節省工作量是十分重要的。根據已有經驗,特給出相應的組合推薦值,具體施工中應通過試驗路段來確定。表4填石路基碾壓遍數推薦值鋪筑厚度(cm)碾壓遍數18t以上拖式凸塊振動壓路(或拖式光輪振動壓路機)與18t以上自行式壓路機組合508拖式6遍,自行式2遍6010拖式6遍,自行式4遍8014拖式8遍,自行式6遍第7.5條:夯實補壓是保障填石路基壓實質量的有效措施,尤其是對于高填方路基和有潛在沉降威脅的路基。此外,為保證路基壓實質量,可每5層或層厚2~3m及特殊部位進行補壓處治,沖壓后應及時填補沖擊坑洞。在沖擊壓實中,與振動頻率相比,振幅變化對壓實效果的影響遠比頻率變化帶來的大,當頻率在20~50Hz之間變化時,壓實效果曲線保持幾乎不變化,但當把工作振幅從A增加2A時(振幅增加一倍),壓實效果曲線則發生跳躍性的變化,這是由于振幅的增大使顆粒運動的位移增加,振動的沖擊波在土石中的傳播距離加大,壓實的效果也就越好。沖擊輪以低頻率大振幅的沖擊振動形式對地面施加載荷,頻率均低于10Hz,并且由于參加沖擊的振動質量比振動式壓路機的振動質量大得多,因此對土石的作用力也比振動式壓路機大。高速路碾壓厚度規范要求小于0.5m,而山區高等級公路一般的填石填方比較大,施工方為了節約成本和趕工,在實際施工中常存在填料粒徑過大,填層過厚的情況。為了確保填石路基的壓實效果,減少工后沉降,實際工程可采用沖擊夯實法進行補強。基于已有研究成果總結,夯實補壓注意事項如下:每5層及路基頂面宜采用沖擊式振動壓路機振動壓實,沖壓速度應保持在12km/h。路床部分應采用自行平碾式振動壓路機振動壓實。沖擊式壓路機對石灰巖填筑路基的表層壓實不明顯,對深層100cm范圍以內明顯。對石灰巖填筑路基一般的沖擊壓實遍數為15遍左右和達到要求。路基表層在沖擊式壓路機作用下會有所松動,故當采用該種壓路機對路基進行補強后,仍應使用平地機整平,使用光輪壓路機壓實,以保證表層和深層質量一致。沉降能直觀地反映路基質量,而壓實度和固體體積率有明確的規范值和操作規程,建議采用沉降值或固體體積率(對石方)、壓實度(對土方)作為補強驗收指標。建議以每5m設置觀察斷面,每斷面左右兩側各布設至少4個檢測點。沖擊式壓路機激振力大,對構造物存在安全隱患,對構造物附近進行沖壓作業時,要有足夠的安全距離。第7.6條:邊坡的施工工藝、結構參數、材料性能等對于邊坡的穩定性控制至關重要。基于對已有和現有工程的調研結果,進行如下規定:邊坡的砌筑應與路基填筑同步進行,在條件滿足時,優先選擇“先填后碼”形式,嚴禁采用層鋪法和稀釋填隙砌筑。邊坡的碼砌工藝一般采用單坡碼砌,并保證石塊間緊密接觸、無松動。邊坡中的較大孔隙可用一定級配的碎石填充,使路基邊坡穩定密實。邊坡應分段施工,每隔10~15m設置一道伸縮縫,在基底土質或巖質發生變化時也應設置伸縮縫。7.6.1邊坡是保護填石路基不受外界水流和氣候變形影響的最重要結構,邊坡的碼砌工序與路基填筑應同步進行,否則會導致路基填筑主體與邊坡的分離現象發生,嚴重威脅填石路基的整體穩定性,就路基壓實的整體性和質量控制而言,“先填后碼”的施工工藝優于“先碼后填”。第7.7條第7.8條:依據已有國家行業相關規范標準,對結構物“三背”回填和雨季施工中的注意事項進行規定,詳見正文。8、填石路基的施工質量控制施工質量控制是保證填石路基建設高質量的重要措施,本規范單獨編制成章,進行詳細規定,對于施工中的壓實質量控制,編制組基于既有基礎,結合工程實踐,提出沉降率的控制方法和相應標準,極大地提高了填石路基施工中的質量控制操作性和有效性。第8.1條:填石路基的施工質量控制包括料場的質量控制、施工過程中的參數控制、壓實后的目視控制和指標檢驗。8.1.1料場石料的質量管理是填石路基的高質量施工的前提,強度、級配及比重等參數的測定為施工前的集料工程性能評價及設計提供了有價值的信息。8.1.3目視管理是填石路基壓實施工控制的重要手段,除外觀檢測外,也包括大塊石料數、碾壓遍數及壓路機參數等。大塊石料數目是基于級配的管理,可一定程度控制石料的不均勻系數。碾壓遍數和壓路機的參數控制更直接保障了壓實工序的按設計施行。8.1.4本規范根據公路路基設計規范(JTGD30-2015)的要求以孔隙率和壓實沉降參數或施工工藝聯合控制填石路基的壓實施工質量,其中沉降率作為施工過程中的控制指標,孔隙率主要作為壓實效果的評價指標。第8.2條:由于填石路基的材料顆粒巨大,采用挖試坑等檢查壓實密度的常規方法控制壓實質量存在工作量大、操作困難、費工費時、數據精度低的缺點。考慮上述影響因素,立足現實可行性和壓實機械的發展水平,結合路面結構特性及預期荷載特性、水文地質條件,擬定一個按一定壓實能量為基準的控制指標作為填石路基的壓實評價準則,換算為一個簡單易測的物理量來評價填石路基的壓實質量,因此采用沉降壓縮率檢測的方法替代是一種選擇。該法可避免求最大干密度和檢測現場密度的困難,沉降率控制方法推導如下:鋪筑路基的松鋪密度為:(8.1)式中,M——攤鋪層的總質量;A——攤鋪層的面積;t——攤鋪層厚度。碾壓n遍后,密度為:(8.2)假設碾壓層的總質量和面積不變的約定。式(8.2)可推導得:(8.3)同理,有(8.4)式中,為最大壓縮率,%;則用壓實度的概念,評價填石路基的密實情況,則壓實度為:(8.5)式中,K——壓實度,%;——最大干密度,g/cm3。據公式(8.3)、(8.4)和(8.5)有沉降壓縮率評價壓實度公式:(8.6)基于所收集的國內外資料及研究基礎,給出了不同不均勻系數下的沉降率基本要求指標,見表5。表5壓實沉降率要求單位:(%)Cu10203040沉降率εn8.05.04.03.0除此之外,為了保證填石路基的緊密狀態并于路基壓實度控制指標做好關聯,另提出壓實度的控制標準。關于壓實質量的控制指標,根據國內外已有研究標準采用相對密度和緊密狀態時相對密度不小于0.85的要求。若忽略不計壓實前后不均勻系數的變化,則不同級配石料壓實達到相對密度大于0.85時,壓實度要求如表5。由表可見,在任何情況下要達到密實要求,壓實度要求都不小于96%。對填石路基,下路堤的壓實度要求宜不低于96%,上路堤及路床的壓實度要求不低于98%。表6路基達到緊密狀態下的壓實度單位:(%)2510152040(%)96.396.997.397.597.697.9本規范也基于已有研究基礎對沉降率的測試方法進行了詳細規定。第8.3條:國家及行業技術規范中明確規定填石路基的施工壓實質量由孔隙率和壓實沉降參數或施工工藝聯合控制的方法。實際工程施工中,試驗路確定壓實質量控制方法及標準,并檢測孔隙率進行驗證。但實際工程中存在孔隙率的檢測難以檢測難和操作的問題。基于此,本規范給出了基于路基沉降率的路基孔隙率測定方法,詳見規范附錄A。第8.4條:填石路基的長期質量控制包括細料流失及變形監控,均采用相應規范及標準中的規定進行要求。六、預期的作用和效益1、調研分析報告編制組對國內外填石路基的研究狀況進行了充分調研,并重點匯總整理了我自治區在填石路基建設方面的經驗和成果。國外對于填石路基技術進行了大量的研究。美國、英國、澳大利亞、日本等國家先后對填料路基的填料特性、施工工藝進行了詳細的研究和規定。我國的公路填料路基修建始于上世紀80至90年代中期,近幾年來國內許多公路設計、施工、監理單位在填石路基的施工、檢測方面做了大量的工作,通過工程實踐與試驗研究總結出了一些經驗,取得了一定的成果。例如京珠高速公路粵北段、晉焦高速公路、江西昌廈一級公路福建福泉高速公路等工程。總體來說,國內對填石路基的研究起步較晚,對填石路基施工工藝沒有較為系統和完善的施工經驗,同時這些經驗也缺少一定的理論指導和支持,現行公路設計施工規范中許多條文是借鑒填土路基和土石混填而來的,或者是取自水利、鐵路工程施工經驗,尚存在諸多不完善之處,而且對于施工工藝的要求過于簡單,沒有定量的技術指標,缺少現場指導性,同時現場施工工序尚未成熟,還沒有形成較為統一、完善的技術要求。我自治區區在填石路堤生產實踐和科研成果上也積累了豐富的經驗,并取得了豐富的科研成果。2002年基于巖溶山區公路建設問題的特殊性,以及當時公路施工規范、手冊對巖溶地區施工方案、適用條件、勘探方法等方面內容還不完善和實際工程的迫切需要。交通部西部交通建設科技項目“巖溶地區公路建設成套技術研究與應用”立項,由貴州省公路工程總公司聯合長沙理工大學、湖南省交通規劃勘察設計院和廣西區交通科學研究所共同承擔。該課題針對我國巖溶地區公路基礎設計與施工技術研究相對薄弱的問題,從系統科學的角度出發,運用先進的理論與方法,對巖溶地區修筑高等級公路中巖溶地區路基穩定性、巖溶地區公路填石路堤修筑幾個方面分別進行綜合研究,為巖溶地區公路基礎設計和施工提供指導。2006年成套項目完成鑒定,取得大量成果,形成了《巖溶地區公路基礎設計與施工技術指南》,有力促進了巖溶區公路

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