厚层风积沙路基压实试验研究

厚层风积沙路基压实试验研究
刘玉红;邱睿;刘军勇
【摘要】依托腾格里沙漠通古勒格淖尔至额尔克哈什哈(蒙甘界)公路建设项目,为解决风积沙路基填筑施工过程中存在的一次性摊铺厚度过大,风积沙不易压实的技术难题,通过现场试验段工程,将厚层风积沙分层松铺总厚度控制在60cm~100cm,通过弱振和强振的振动压实方式,提出了厚层风积沙路基压实技术.试验结果表明:厚层风积沙虚铺厚度不宜超过80cm,可通过强振与弱振相结合的压实方式得到压实,压实度满足相关规范要求.
【期刊名称】《内蒙古公路与运输》
【年(卷),期】2017(000)004
【总页数】4页(P6-9)
【关键词】厚层风积沙;路基;压实;试验研究;腾格里沙漠
【作者】刘玉红;邱睿;刘军勇
【作者单位】内蒙古自治区阿拉善盟阿拉善左旗公路段,内蒙古巴彦浩特 750306;通古勒格淖尔至额尔克哈什哈(蒙甘界)公路建设管理办公室,内蒙古巴彦浩特750306;中交第一公路勘察设计研究院有限公司,陕西西安 710065;陕西省公路交通防灾减灾重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】U412.36+1
《沙漠地区公路设计与施工指南》(JTG/T D31-2008)指出“路堤填筑采用水平分
层填筑方式，填筑时按照横断面全宽推筑，根据压路机的吨位确定填筑及压实厚度，每层平均厚度30cm～50cm”[1]。

厚层风积沙路基是指在路基填筑施工过程中，路基填筑厚度大于《沙漠地区公路设计与施工指南》规定的最大填筑厚度50cm
的厚度。

由于沙漠地区公路路基填筑一般就近将路线两侧或单侧沙丘推填碾压利用，对于沙丘较高、起伏较大的路段，风积沙路基填筑无法按照《指南》规定的分层厚度进行填筑，路基一次性推填与压实厚度较大，厚层风积沙压实方法成为困扰施工和影响施工质量的一个技术难题[2-7]。

本文依托腾格里沙漠通古勒格淖尔至额尔
克哈什哈(蒙甘界)公路(简称通额公路)，根据现场路基推填施工情况，建立试验路，研究厚层风积沙施工工艺，提出厚层风积沙路基压实技术。

依托工程为通古勒格淖尔至额尔克哈什哈(蒙甘界)公路(简称通额公路)。

项目起点
位于巴彦浩特镇通古勒格淖尔，自东向西，终点止于蒙甘交界小青山处，与拟建的民勤至额尔克哈什哈公路相接，路线总长约200km。

通额公路是内蒙古自治区乃
至全国跨度最长、经过风沙环境最为复杂的新建公路，全线公路从腾格里沙漠腹地穿越。

腾格里沙漠以流动沙丘为主，占93%，余为半固定、固定沙丘，高度一般
为10m～20m，主要为格状沙丘及格状沙丘链，新月形沙丘分布在边缘地区。

高
大复合型沙丘链则见于沙漠东北部,高度约50m～100m[8-9]。

通额公路全线路基采用风积沙作为路堤填料。

试验段位于通额公路K49+550～K49+700，风积沙试样取自K49+600路堤填料，颗粒分析结果见表1。

风积沙颗粒分析结果，大于0.25mm颗粒含量为12.6%，大于0.075mm颗粒含
量为98.6%，风积沙为细砂。

风积沙最大干密度试验采用室内表面振动压实仪法
试验[10]，三层法填料，并分层压实。

用干土法以2%的含水率间隔拌匀试样，闷料一夜后进行试验。

振动压实试验每层振动时间为6min。

试验结果见表2和图1。

室内表面振动压实风积沙的最大干密度为1.720g/cm3，最佳含水率为10.8%。

本次试验分别选取三个试验段进行厚层风积沙路堤压实试验，每个试验段长度为
50m；三个试验段风积沙单层虚铺厚度分别为60cm、80cm和100cm，采用围
方格浸水方式浸润路基填料，以底部填料浸湿为准。

为避免路基填料水分过多蒸发损失，保证填料压实时的含水率，填料洒水完成后，顶面无明显积水时应及时整平碾压。

为分析振动方式对厚层风积沙压实效果的影响，每个试验段左右两幅分别采用弱振和强振的振动方式，弱振压实参数：频率33HZ，振幅0.93mm，激振力255kN；强振压实参数：频率28Hz,振幅1.86mm，激振力370kN。

振动碾压遍数拟定为2～7遍，并根据每次分层检测的压实度增减规律确定是否需要增加压实遍数，每次碾压完成后采用灌砂法分层检测路基的压实度。

试验段压实结果见表3。

根据厚层风积沙路堤干密度现场检测结果，为了研究不同虚铺厚度条件下厚层风积沙的压实工艺，分别作出相同深度范围内弱振或强振的碾压遍数与对应干密度的关系曲线，见图2～图4。

根据图2可知，虚铺厚度为60cm时，无论浅层30cm～45cm路堤还是深层
45cm～60cm路堤，相同碾压遍数条件下，弱振方式压实路堤的干密度均明显高
于强振压实路堤，且当采用弱振方式碾压三遍时，深层30cm～45cm路堤的干密度达到最大，此时浅层30cm～45cm路堤和深层45cm～60cm路堤的干密度分
别为1.68g/cm3和1.60g/cm3，对应的压实度为97.7%和93.0%，满足规范要求，因此虚铺厚度60cm时建议采用弱振方式碾压三遍。

根据图3可知，虚铺厚度为80cm时，对于浅层30cm～45cm路堤，相同碾压遍数条件下，弱振方式压实路堤的干密度与强振压实路堤基本一致，弱振方式碾压两遍时，达到最大；对于深层65cm～80cm路堤，弱振方式压实路堤的干密度随着碾压遍数的增加而增大，强振方式压实路堤的干密度随着碾压遍数的增加先减小后增大，因此可采取先强振碾压较少遍数再弱振碾压的方式使路堤获得较大干密度，
根据表3，采取先强振两遍再弱振两遍方式碾压时，浅层30cm～45cm路堤的干密度为1.69g/cm3，深层65cm～80cm路堤的干密度为1.64g/cm3，对应的压实度分别为98.3%和95.3%，满足规范要求，因此虚铺厚度为80cm时，建议采用先强振方式碾压两遍，再弱振方式碾压两遍。

根据图4可知，虚铺厚度为100cm时，对于浅层25cm～40cm路堤，弱振方式压实路堤与强振方式压实路堤干密度基本一致；对于中层55cm～70cm路堤，强振方式压实路堤的干密度明显高于弱振方式压实路堤的干密度，且在强振方式碾压五遍时，获得最大干密度；对于深层85cm～100cm路堤，弱振方式压实路堤的干密度与强振方式压实路堤的干密度基本一致，这说明在该层振动方式的不同对于压实效果的影响非常有限，起主要作用的是静压作用，获得的最大干密度为
1.53g/cm3，压实度为89%，不满足规范要求，这说明虚铺厚度为100cm时，对于深层85cm～100cm的压实路堤很难获得满足规范要求的压实度，因此建议虚铺厚度小于100cm。

由厚层风积沙路基压实试验结果得出：当风积沙路基虚铺厚度60cm时，宜采用弱振压实方式，压实遍数宜为三遍；当虚铺厚度80cm时，宜采用先强振方式碾压两遍，再弱振方式碾压两遍。

当虚铺厚度为100cm时，无论采用弱振还是强振压实方式，压实度检测深度85cm～100cm范围内压实度不能达到路堤压实度要求。

综上，厚层风积沙虚铺厚度不宜超过80cm。

【相关文献】
[1](JTG/T D31-2008).沙漠地区公路设计与施工指南[S].
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